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變頻技術(shù)助空調(diào)產(chǎn)業(yè)升級

變頻技術(shù)助空調(diào)產(chǎn)業(yè)升級

2008/8/19 0:00:00
《中華人民共和國節(jié)約能源法》已于2008年4月1日正式施行,這使得暖通制冷行業(yè)的多數(shù)空調(diào)企業(yè)也全身投入了節(jié)能減排的大力生產(chǎn)和研發(fā),積極為社會生產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品,環(huán)保產(chǎn)品,盡量做到污染為零。與此呼應(yīng),新的空調(diào)能效標(biāo)準(zhǔn)也正在醞釀,空調(diào)入市門檻將由現(xiàn)行的2.6的能效比可能提高到3.2,空調(diào)能效將面臨大幅提高。在這樣一個(gè)背景下,變頻空調(diào)受到越來越多的關(guān)注。目前變頻空調(diào)占我國空調(diào)市場10%~15%的份額,和日本的80%份額相比,還比較少。但是,據(jù)有關(guān)調(diào)查表明,北京、上海、廣州等六大城市的消費(fèi)者欲購買變頻空調(diào)器的比例均超過70%, 上海市更是高達(dá)79.5%。由此可見, 變頻空調(diào)器是房間空調(diào)器未來的主流產(chǎn)品。

  變頻空調(diào)器是由可變頻電源驅(qū)動壓縮機(jī)電機(jī)的空調(diào)器,可分為交流變頻和直流變頻兩種。與傳統(tǒng)的定速空調(diào)器相比,技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

 第一,能效比高, 節(jié)能效果明顯。定速空調(diào)器的能效比一般在2.7~2.9之間,而變頻空調(diào)器的能效比一般在3以上。根據(jù)有限熱力學(xué)有關(guān)知識可知,空調(diào)器的能效比主要與蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、換熱溫差及換熱面積有關(guān)。對于定速空調(diào)器,換熱器面積與制冷量之間的匹配幾乎是固定的,而對于變頻空調(diào)器,換熱器面積與制冷量之間的匹配時(shí)變化的。在高頻條件下,換熱器面積與制冷量之間的匹配過小,能效比下降;在低頻條件下,換熱器面積與制冷量之間的匹配過大,能效比上升。在實(shí)際使用過程中,變頻空調(diào)器總是處于低頻條件下,所以變頻空調(diào)具有較高的能效比。并且由于定速空調(diào)器采用on/off開關(guān)方法控制,壓縮機(jī)開關(guān)頻繁,耗電多;而變頻空調(diào)器自動以低頻維持室溫基本恒定,避免壓縮機(jī)頻繁開啟,減少了啟動能耗。

  第二,溫度控制穩(wěn)定,舒適性好。定速空調(diào)器在運(yùn)行中保持一個(gè)相對固定的轉(zhuǎn)速,控制溫度的手段是通過空調(diào)器的開停機(jī)來實(shí)現(xiàn),是斷續(xù)控制。由于溫度控制器的控制誤差以及考慮開停機(jī)之間必須保持一個(gè)足夠的時(shí)間差,房間溫度波動在一個(gè)較大的范圍內(nèi)波動,保溫效果不好的房間,溫度波動會更大一些。溫度波動大,人會感覺不舒服,體弱的人就會生病。所謂“空調(diào)病”,相當(dāng)一部分是由于定速空調(diào)器的控溫誤差產(chǎn)生的房間溫度波動而引起的,尤其是夜間人們熟睡之際,房間溫度波動更會引發(fā)感冒。然而變頻空調(diào)器的溫度控制在一定的負(fù)荷范圍內(nèi)是連續(xù)控制,在運(yùn)行中不停機(jī),而是以溫度為反饋量,電源頻率為調(diào)節(jié)量,構(gòu)成溫度閉環(huán),調(diào)節(jié)電源頻率來改變變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,讓變頻空調(diào)器的輸出功率,隨著溫度的大小而變化,達(dá)到控制房間溫度的目的。變頻空調(diào)器控制溫度的精度比定速空調(diào)器高許多,控溫誤差一般在0.5℃左右(如果房間保溫效果好,精度會更高一點(diǎn))。并且變頻空調(diào)器還可以隨負(fù)荷而調(diào)節(jié)室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,此時(shí)吹出的風(fēng)就比較柔和,從而使送風(fēng)溫度與人體表皮溫度差減少,人就會感到很舒適,尤其是體弱者,不會因空調(diào)器的開停造成的忽冷忽熱而患感冒。

  第三,自動調(diào)節(jié)性能好,噪聲小。變頻空調(diào)器在啟動時(shí),環(huán)境溫差最大,壓縮機(jī)會以最大的轉(zhuǎn)速工作,使蒸發(fā)器和冷凝器以最短時(shí)間進(jìn)入最充分的熱交換狀態(tài), 讓室內(nèi)溫度快速得到調(diào)節(jié),和定速空調(diào)器相比,達(dá)到設(shè)定溫度的初始時(shí)間要縮短1/3。并且環(huán)境溫度將要達(dá)到或接近設(shè)定溫度時(shí), 需要的制冷或制熱量下降,這時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速已開始平滑下降,整個(gè)溫度調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)。隨著壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降, 空調(diào)器整機(jī)的遭受也隨之下降, 當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至最低點(diǎn)時(shí), 噪聲將降至最低點(diǎn)。

  第四,高低頻運(yùn)轉(zhuǎn)特性。定速空調(diào)器的冷熱量的輸出是固定的,而變頻空調(diào)器的冷熱量的輸出是在一個(gè)范圍內(nèi),根據(jù)變頻器的選擇不同,冷熱量的輸出為額定輸出量的15%~140%,但這并不意味著1臺變頻空調(diào)器可當(dāng)作對應(yīng)的1.3臺的定速空調(diào)器使用,這是因?yàn)樽冾l器不能長時(shí)間的超負(fù)荷工作,否則易對對空調(diào)器及其元器件造成傷害,縮短機(jī)器的使用壽命。同時(shí),在超負(fù)荷工作條件下,效能比下降,不利于節(jié)能,時(shí)間過長,變頻器應(yīng)自動停機(jī)。在低頻條件下工作時(shí),如果制冷熱量的輸出仍然超過被控房間的熱負(fù)荷要求時(shí),變頻空調(diào)器就會停機(jī)。在這種條件下,如果外部環(huán)境條件允許,最好采用自然通風(fēng)來進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境工況的調(diào)節(jié),有利于節(jié)能。

  除以上技術(shù)特點(diǎn)外,變頻空調(diào)器還有一些其他的特點(diǎn),如化霜性能、適應(yīng)外部環(huán)境溫度廣等。但是需要指出的是變頻空調(diào)器以上技術(shù)特點(diǎn),特別是節(jié)能特點(diǎn)是在額定工況下和定速空調(diào)器相比才具有的特性,如果脫離這個(gè)條件,就簡單地認(rèn)為變頻空調(diào)器比定速空調(diào)器節(jié)能是不科學(xué)的。

  海信集團(tuán)副總裁楊云鐸預(yù)測,10年內(nèi),定速空調(diào)將基本被變頻空調(diào)取代。變頻空調(diào)之所以會逐步取代定速空調(diào),主要是因?yàn)樽冾l空調(diào)在精確溫度、合理濕度、制溫速度、靜音程度等各個(gè)“度”上,形成了變頻空調(diào)獨(dú)特的“舒適度”。

  自海信集團(tuán)在10年前推出了我國第一臺變頻空調(diào)后,變頻空調(diào)市場幾乎一直是海信在唱獨(dú)角戲,過去10年來海信一家就占據(jù)變頻空調(diào)市場份額一半以上,這種狀況是不利于變頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的。因此,如果不能形成大多數(shù)空調(diào)企業(yè)一齊主推變頻空調(diào)的局面,未來10年內(nèi)要將定速空調(diào)完全逐出市場,絕非易事。

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