變頻空調的控制原理及主要特點

變頻空調的控制原理及主要特點

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變頻空調的控制原理及主要特點
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變頻空調的概念

一般空調機由於電源頻率50Hz是固定的,所以壓縮機的轉速是固定的,也就是被稱為 空調機血液 的冷媒(氟利昂)的循環是恒量的,在一定時間內冷媒的循環量越大,空調機的輸出功率就越高。也就是說,壓縮機的轉速決定瞭空調機的輸出功率。

而變頻空調是一種使用變頻壓縮機和模糊控制技術的空調器,能根據室內氣溫的變化,調節制冷速度。具有低噪音、耗能低等特點。一個15平方米的房間,變頻空調比定頻式調溫速度快6-10分鐘。達到設定溫度後,變頻空調又能以僅為定頻空調10%的功率低速運轉,以調節溫度細微損耗,維持恒溫狀態。試驗顯示,較之定頻空調,變頻空調噪音低5-6分貝,壽命長5-8年,是空調市場未來的發展方向。

變頻空調是相對普通空調來講的,普通空調的壓縮電機采用交流異步電機,轉速不變,50HZ時轉速約為2880r/min。而變頻空調是先把220V、50HZ的單相交流電轉變成為三相變頻交流電(25~118HZ,56~160),供給壓縮機,通過頻率變化來調節壓縮機轉速,使制冷量連續變化,適應空調負荷的需要。

變頻空調的控制原理及主要特點

變頻空調與普通空調器或稱定轉速空調器的主要區別是前者增加瞭變頻器。變頻空調的微電腦隨時收集室內環境的有關信息與內部的設定值比較,經運算處理輸出控制信號。交流變頻空調的工作原理是把工頻交流電轉換為直流電源,並把它送到功率模塊(大功率晶體管開關組合);同時模塊受微電腦送來的控制信號控制,輸出頻率可調的交變電源(合成波形近似正弦波),使壓縮機電機的轉速隨電源頻率的變化作相應的變化,從而控制壓縮機的排量,調節制冷量或制熱量。直流變頻空調同樣把工頻交流電轉換為直流電源,並送至功率模塊,模塊同樣受微電腦送來的控制信號控制,所不同的是模塊輸出受控的直流電源(無逆變環節)送至壓縮機的直流電機,控制壓縮機的排量,因此直流變頻空調更省電,噪聲更小。變頻空調的壓縮機由變頻電機拖動,電源變頻器輸出頻率變化的交流電給電動機,使電動機的轉速可以根據室內制冷量的需要而連續變化,最終壓縮機的制冷量達到連續變化的自動控制。為瞭配合制冷量的連續變化,制冷系統中采用瞭電子膨脹閥,由脈沖電機開關閥芯,快速控制進入蒸發器的制冷劑流量。

其主要特點為:

變頻器能使壓縮機電動機的轉速無級連續可調,其轉速是根據室內空調負荷而成比例變化的,當室內需要急速降溫(或急速升溫),空調負荷加大時,壓縮機轉速就加快,制冷量(或制熱量)就按比例增加,當達到設定溫度時,隨即處於低速運轉維持室溫基本不變。變頻空調的節流是運用電子膨脹閥控制流量,它的室外微處理器可以根據設在膨脹閥進出口、壓縮機中氣管處的溫度傳感器收集的信息來控制閥門的開啟度,隨時改變制冷劑的流量。壓縮機的轉速與膨脹閥的開啟度相對應,使蒸發器的能力得到最大限度的發揮。同時,由於采用瞭電子膨脹閥作為節流元件,化霜時不停機,利用壓縮機排氣的熱量先向室內供熱,餘下熱量送到室外,將換熱器翅片上的霜融化。變頻空調將逐步取代傳統的定轉速空調,成為空調控制技術發展的主流。變頻技術已從交流式向直流式轉化,控制技術由PWM(脈沖寬度調制)發展為PAM(脈沖振幅調制)。采用PWM控制方式的壓縮機轉速受到上限轉速的限制,一般不超過7000轉/分,而采用PAM控制方式的壓縮機轉速可提高1.5倍左右,這樣大大提高瞭制冷和低溫下的制冷能力。

變頻空調制冷系統組成

變頻空調由壓縮機、蒸發器、冷凝器、電磁四通閥、電子膨脹閥、除霜閥、雙毛細管等部件組成(如下圖二),工作時,空調器根據空調房間的需要,自動控制變頻器輸出頻率較高的交流電,使電動機的轉速加快,壓縮機的制冷量加大,達到快速制冷或制熱的目的,相反,當房間的制冷或制熱量較小時,壓縮機以正常速度或較低速度運轉,因此,變頻空調具有連續的制冷量調節,使得房間的溫度波動較小。在壓縮機工作過程中,微電腦系統控制變頻壓縮機的同時,控制電子膨脹閥的開啟度,保持適當的制冷劑流量,從而直接改變蒸發器中制冷劑的流量使其狀態發生改變,壓縮機的轉速與膨脹閥的開啟度相對應,壓縮機的排氣量與膨脹閥的供液量相對應,使過熱度不至於太大,使蒸發器的能力得到最大限度的發揮,從而使制冷系統實現最高效率的控制。

變頻空調的分類和區別

變頻空調按照工作原理可以分為交流變頻和直流變轉速兩類,直流變頻空調隻是俗稱罷瞭。直流電路的兩個電極的極性是固定不變的,電流隻有一個流向,不會發生交變,根本無頻率可言。談何變頻?采用的直流調速技術要遠遠優於調頻技術,直流變轉速是正確的叫法。有關DC直流變轉速空調和AC變頻空調的簡單區別:直流調速隻經過一次電壓轉換,所以能源損耗比調頻調速要小。另外,由於這種直流電機的轉子是永磁的,又省卻瞭三相交流異步電機的轉子電流消耗。所以,它從電網電源到電動機這一段的功率因數要比調頻調速方式高,節省瞭一定的能量。

變頻空調對傳統空調的優缺點和特點

變頻/變轉速空調器相對於傳統空調器來講,主要有5大特點:

● 啟動電流低,故不存在啟動電流對電網和對電度表的沖擊,也減少瞭對室內其它正在使用的傢用電器的脈沖幹擾影響。

● 低溫運行性能好,制暖性能明顯優於傳統空調器。

● 控溫波動小,避免瞭傳統空調器采用的開/ 停運轉控制方法易造成的室內溫度上下波動大 、感覺不舒服的缺陷。

● 電網電壓適應性強,相比較傳統空調器,有些變頻空調器能在較寬電壓范圍內工作。有的甚至在低於187V時也能運行自如。

● 控溫速度快,能迅速將房間帶入控溫范圍。

優點:變頻空調空調采用瞭變頻電源、變頻壓縮機、電子膨脹閥和微電腦技術的有機結合,使空調性能進一步提高,使用時房間溫度波動小,舒適性更佳,對電源電壓波動不敏感,壓縮機啟動後,一般不停機,制冷量在35%~117%的范圍內變化,避免瞭普通空調的頻繁開停,延長瞭壓縮機的壽命,同時具有高效、節能的特點。

缺點:價格較貴,同普通空調相比,約高出1/3~1/4的價格,同時,由於變頻空調的控制系統和變頻系統較為復雜,對元器件要求較高,相比較普通空調,變頻空調的故障率較高,而且,由於采用瞭變頻技術,在變頻的同時,會產生諧波污染。

變頻空調使用小技巧

應根據房間的面積來確定所選變頻空調P數的大小,一般1P機使用在不大於14平方米房間。盡量避免在超面積的情況下使用,不要將溫度設置過低,使用時最好設置在 自動 擋,此時既舒適又節電。


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