直流变频空调的原理及优缺点.docx

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直流变频空调的原理及优缺点

直流变频空调

变频空调

直流变频空调是指采用直流变频控制系统以及相应的直流变频压缩机的空调器；节能效果最强，最高节电能力达到48％；控温技术更精确，温度波动在0.5℃以内；同时还拥有低压启动、静音效果更明显等优势。

概述

　　在空调器中，变频技术是一项新兴的技术，它是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的运转转速的一种技术。

　　交流变频空调器的工作原理是：

变频技术是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的转速的一种技术,通过变频器先进行交流到直流的变换，再通过变频器进行直流到交流的变换，从而控制交流电机的转速。

而对变频器的控制是通过传感器将室内温度信息传递给微电脑，输出一定频率变化的波形，控制变频器的频率。

当室内急速降温或急速升温时，室内空调负荷加大，压缩机转速加快，制冷量按比例增加，相反，当室内空调负荷减少时，压缩机正常运转或减速。

　　直流变频空调器的工作原理是把50Hz工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电路，功率模块也同样受微电脑控制，所不同的是模块所输出的是电压可变的直流电源，压缩机使用的是直流电机，所以直流变频空调器也可以称为全直流变速空调器。

直流变频空调器没有逆变环节，在这方面比交流变频更加省电。

　　直流变频空调是相对于交流变频空调而来的，其实，它的名称是不正确的，因为直流不存在变频，它是通过改变直流电压来调节压缩机转速，从而改变空调的制冷量，采用的直流调速技术要远远优于调频技术，因此直流变转速是正确的叫法。

它只能说是一种直流变转速空调，不是严格意义上的变频空调。

　　它的能源损耗比调频调速要小。

另外，由于这种直流电机的转子是永磁的，又省却了三相交流异步电机的转子电流消耗。

所以，它从电网电源到电动机这一段的功率因数要比调频调速方式高，节省了一定的能量。

　　相关

　　据《科技日报》，从1997年中国第一台变频空调诞生，此间变频空调的压缩机驱动方式经历了从交流变频到120度直流变频，再到180度直流变频的技术革新历程。

　　直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%，噪音低5-10分贝，相对成本也略高。

120度和180度是两种不同的直流变频技术。

120度就是在任意时刻三相中只有两相导通，一相截止。

算法简单易行，但在转矩和转速变化大的时候，效率很低，逐渐被180度方案所取代。

直流变频空调工作原理

　　“变频”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。

由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。

变频与定频

　　所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。

众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。

由于供电频率不能改变，传统的定频空调的压缩机转速基本不变，依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。

而与之相比，“变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。

依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。

而运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。

工作原理

供电频率高，压缩机转速快，空调器制冷（热）量就大；而当供电频率较低时，空调器制冷（热）量就小。

这就是所谓“定频”的原理。

变频空调的核心是它的变频器，变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术，它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节，把50Hz的固定电网频率改为30至130Hz的变化频率，使空调完成了一个新革命。

同时，还使电源电压范围达到142V至270V，彻底解决了由于电网电压的不稳定而造成空调器不能正常工作的难题。

变频空调每次开始使用时，通常是让空调以最大功率、最大风量进行制热或制冷，迅速接近所设定的温度。

由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式，增大了在低温时的制热能力，最大制热量可达到同、同级别空调器的1．5倍，低温下仍能保持良好的制热效果。

此外，一般的分体机只有四档风速可供调节，而变频空调器的室内风机自动运行时，转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化，由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理，实现了低噪音的宁静运行。

当空调高功率运转，迅速接近所设定的温度后，压缩机便在低转速、低能耗状态运转，仅以所需的功率维持设定的温度。

这样不但温度稳定，还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减，而且耗电量大大下降，实现了高效节能。

inverterAC

&Nbsp;  变频空调的概念 

   一般空调机由于电源频率50Hz是固定的，所以压缩机的转速是固定的，也就是被称为“空调机血液”的冷媒（氟利昂）的循环是恒量的，在一定时间内冷媒的循环量越大，空调机的输出功率就越高。

也就是说，压缩机的转速决定了空调机的输出功率。

   而变频空调是一种使用变频压缩机和模糊控制技术的空调器，能根据室内气温的变化，调节制冷速度。

具有低噪音、耗能低等特点。

一个15平方米的房间，变频空调比定频式调温速度快6－10分钟。

达到设定温度后，变频空调又能以仅为定频空调10％的功率低速运转，以调节温度细微损耗，维持恒温状态。

试验显示，较之定频空调，变频空调噪音低5－6分贝，寿命长5－8年，是空调市场未来的发展方向。

　　变频空调是相对普通空调来讲的,普通空调的压缩电机采用交流异步电机，转速不变，50HZ时转速约为2880r/min。

而变频空调是先把220V、50HZ的单相交流电转变成为三相变频交流电（25~118HZ，56~160），供给压缩机，通过频率变化来调节压缩机转速，使制冷量连续变化，适应空调负荷的需要。

变频空调的控制原理及主要特点

　　变频空调与普通空调器或称定转速空调器的主要区别是前者增加了变频器。

变频空调的微电脑随时收集室内环境的有关信息与内部的设定值比较，经运算处理输出控制信号。

交流变频空调的工作原理是把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块（大功率晶体管开关组合）;同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源（合成波形近似正弦波），使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量或制热量。

直流变频空调同样把工频交流电转换为直流电源，并送至功率模块，模块同样受微电脑送来的控制信号控制，所不同的是模块输出受控的直流电源（无逆变环节）送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，因此直流变频空调更省电，噪声更小。

变频空调的压缩机由变频电机拖动，电源变频器输出频率变化的交流电给电动机，使电动机的转速可以根据室内制冷量的需要而连续变化，最终压缩机的制冷量达到连续变化的自动控制。

为了配合制冷量的连续变化，制冷系统中采用了电子膨胀阀，由脉冲电机开关阀芯，快速控制进入蒸发器的制冷剂流量。

　　其主要特点为:

　　变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调，其转速是根据室内空调负荷而成比例变化的，当室内需要急速降温（或急速升温），空调负荷加大时，压缩机转速就加快，制冷量（或制热量）就按比例增加，当达到设定温度时，随即处于低速运转维持室温基本不变。

变频空调的节流是运用电子膨胀阀控制流量，它的室外微处理器可以根据设在膨胀阀进出口、压缩机中气管处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度，随时改变制冷剂的流量。

压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应，使蒸发器的能力得到最大限度的发挥。

同时，由于采用了电子膨胀阀作为节流元件，化霜时不停机，利用压缩机排气的热量先向室内供热，余下热量送到室外，将换热器翅片上的霜融化。

变频空调将逐步取代传统的定转速空调，成为空调控制技术发展的主流。

变频技术已从交流式向直流式转化，控制技术由PWM（脉冲宽度调制）发展为PAM（脉冲振幅调制）。

采用PWM控制方式的压缩机转速受到上限转速的限制，一般不超过7000转/分，而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这样大大提高了制冷和低温下的制冷能力。

　　变频空调制冷系统组成

　　变频空调由压缩机、蒸发器、冷凝器、电磁四通阀、电子膨胀阀、除霜阀、双毛细管等部件组成（如下图二），工作时，空调器根据空调房间的需要，自动控制变频器输出频率较高的交流电，使电动机的转速加快，压缩机的制冷量加大，达到快速制冷或制热的目的，相反，当房间的制冷或制热量较小时，压缩机以正常速度或较低速度运转，因此，变频空调具有连续的制冷量调节，使得房间的温度波动较小。

在压缩机工作过程中，微电脑系统控制变频压缩机的同时，控制电子膨胀阀的开启度，保持适当的制冷剂流量，从而直接改变蒸发器中制冷剂的流量使其状态发生改变，压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应，压缩机的排气量与膨胀阀的供液量相对应，使过热度不至于太大，使蒸发器的能力得到最大限度的发挥，从而使制冷系统实现最高效率的控制。

　　变频空调的分类和区别

　　变频空调按照工作原理可以分为交流变频和直流变转速两类，直流变频空调只是俗称罢了。

直流电路的两个电极的极性是固定不变的，电流只有一个流向，不会发生交变，根本无频率可言。

谈何变频?

采用的直流调速技术要远远优于调频技术，直流变转速是正确的叫法。

有关DC直流变转速空调和AC变频空调的简单区别:

直流调速只经过一次电压转换，所以能源损耗比调频调速要小。

另外，由于这种直流电机的转子是永磁的，又省却了三相交流异步电机的转子电流消耗。

所以，它从电网电源到电动机这一段的功率因数要比调频调速方式高，节省了一定的能量。

　　变频空调对传统空调的优缺点和特点

　　变频/变转速空调器相对于传统空调器来讲，主要有5大特点:

　　●启动电流低，故不存在启动电流对电网和对电度表的冲击，也减少了对室内其它正在使用的家用电器的脉冲干扰影响。

　　●低温运行性能好，制暖性能明显优于传统空调器。

　　●控温波动小，避免了传统空调器采用的开/停运转控制方法易造成的室内温度上下波动大、感觉不舒服的缺陷。

　　●电网电压适应性强，相比较传统空调器，有些变频空调器能在较宽电压范围内工作。

有的甚至在低于187V时也能运行自如。

　　●控温速度快，能迅速将房间带入控温范围。

　　优点:

变频空调空调采用了变频电源、变频压缩机、电子膨胀阀和微电脑技术的有机结合，使空调性能进一步提高，使用时房间温度波动小，舒适性更佳，对电源电压波动不敏感，压缩机启动后，一般不停机，制冷量在35%～117%的范围内变化，避免了普通空调的频繁开停，延长了压缩机的寿命，同时具有高效、节能的特点。

　　缺点:

价格较贵，同普通空调相比，约高出1/3～1/4的价格，同时，由于变频空调的控制系统和变频系统较为复杂，对元器件要求较高，相比较普通空调，变频空调的故障率较高，而且，由于采用了变频技术，在变频的同时，会产生谐波污染。

　　变频空调使用小技巧

　　应根据房间的面积来确定所选变频空调P数的大小，一般1P机使用在不大于14平方米房间。

尽量避免在超面积的情况下使用，不要将温度设置过低，使用时最好设置在“自动”挡，此时既舒适又节电。