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1、变频技术在空调器节能中的应用摘要：本文从空调控制系统的特点着手分析了变频调速技术在空调器中的使用，介绍了变频空调器及其控制系统。通过本文的分析可看出变频式空调器具有节能、高效、舒适的优势,而且控制简单、能效比高,今后变频式空调器尤其是在现代电力电子技术和微电控制技术结合方面有广阔地发展前景。关键词：空调器变频调速模块化设计1.引言 随着全球气候日益变暖,人们对空调的需求越来越大,如何使空调系统在提高舒适性的同时又达到节能的目的已经成为一个越来越重要的问题。变频调速技术引用进空调控制系统中就是解决这个问题
2、的一种途径,这样不仅提高了空调房间的舒适程度、减少了噪声,而且最重要一点就是能够达到节能的目的。2.空调控制系统的特点 空调系统中的控制对象多属于热工对象,从控制的角度分析具有以下特点:(1)多干扰性 例如:通过窗户进入的太阳辐射热是时间的函数,也受气象条件的影响;室外空气温度通过围护结构对室温产生的影响;为了换气所采用的新风,其温度变化对室温有直接的影响;此外室内人员的变动,照明、机电设备的启停,电加热器电源电压的波动以及热水加热器热水压力、温度的变化,均随着建筑的构造、用途的不同而异,更与空调本身
3、有关。如果不采用变频调速技术,那唯一的方法就是利用最大的耗能来换取理想的控制状态,这就会带来干扰变动时控制的不理想以及能源浪费的问题。(2)多工况性 空调系统中对空气的处理过程具有很强的季节性,一年中,至少要分为冬季,过渡季和夏季。另外在同一天中,夜晚和白天的空气工况也不完全相同,因此空调对空气的处理过程也具有多变性。多工况性的特点就决定了空调的运行不能设定在某一不变的参数,而这就要求空调的控制系统必须要灵活的动作来适应变化的工况。3.变频调速技术在空调器中的使用 针对空调控制系统的特点,再加上电力电
4、子技术及微机控制技术的发展,变频器的应用日益广泛,因此在空调控制系统中采用变频技术也是不可避免的。这就给我们提供了一种既能达到控制要求又能节约能源的方法。 空调交流变频控制器主要由直流变换电路、滤波电路、变频电路、控制电路构成。其基本组成如图1所示。图1空调变频控制器的基本组成 在空调控制系统中使用变频技术,与普通空调相比具有如下优点: (1)节能省电、电压适应性强 变频空调器采用模糊控制技术调节制冷(热)能力,压缩机由于不停机而减少频繁启停造成的损失。同时压缩机刚启动时,采用低频启动,一般在20
5、-30HZ之间,从而降低了启动电流,减少了功率消耗,然后很快在低频状态转入高频状态,在很短的时间里达到室内设定温度,然后压缩机在长时间处于低频工作范围内,机组的功率降到最小,以保持室温。另外变频空调还可以根据外界环境负荷的变化相应的调节压缩机的转速来达到控制要求,这就避免了运行参数的单一化而带来能源的浪费。因此变频空调节能效果明显,比普通空调节电20%-30%。 变频空调的电压适应性很强,工作电压在187-242V之间,这一点更适合在电网电压不稳定的地区使用。这是由于变频空调器采用自动控制技术对压缩机输
6、入电压进行自动调整,所以当电网电压偏高或偏低时机组仍能正常工作。 (2)制冷快速、舒适性好 变频空调器开始运转时,机组经低频低速启动,然后很快进入高速运转,转速可达到正常转速的2-3倍,故比定速空调能更快达到设定温度。当室温接近设定温度时,机组在不停止压缩机工作状态下,通过调整压缩机的转速调节室温,这样就可以创造出温度变化不大的舒适环境。 (3)超低温制热、快速除霜 一般空调器,当室外气温低于0℃时,制热能力大幅度下降,在-12℃时出力只有额定值的35%左右。但变频空调则可根据室外温度的变化自动改
7、变压缩机转速,在室外温度低的情况下,通过提高运转频率,达到提高制热能力的效果,在-12℃时出力可达到额定值的70%左右。 在低温的情况下,一般空调器室外机除霜停机需5-15分钟,在此期间室内机停止供热。而变频空调器则利用微处理器控制电子膨胀阀,除霜时,电子膨胀阀全开,压缩机高速运转,利用压缩机排气的温热除霜,从而实现不间断供热快速除霜。 (4)噪声低,除湿功能合理 变频空调器采用变频双转子压缩机和变频直流电机,使压缩机从低速到高速都能平衡地运转,加之长时间的低频运转状态使室外机运转更加平稳。室内机也
8、没有频繁启停的声音,同时风机的转速随着压缩机的工作频率可在多档范围内变化,从而实现整机的低噪声运行。 变频空调的除湿功能,主要是除去房间空气中的含湿量而不降低温度,可根据房间的湿度要求设定湿度值。除湿时机组相当于制冷时的1/3频率运转,以较小的输入功率达到除湿效果,不仅经济合理而且还提高了舒适性。4.变频空调器及其控制系统 变频空调主要指的是对空调系统中室外的压缩机而言的,其功率从1—5hp不等,因主机功率大,这样变频后效
