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    變頻空調壓縮機的工作原理與優缺點詳解
    2018.10.30
    變頻壓縮機是指相對轉速恒定的壓縮機而言,通過一種控制方式或手段使其轉速在一定范圍內連續調節,能連續改變輸出能量的壓縮機。



    一、工作原理



    變頻壓縮機可以分為兩部分,一部分是變頻控制器,就是我們常說的變頻器;另一部分是壓縮機。變頻控制器的原理是將電網中的交流電轉換成方波脈沖輸出。通過調節方波脈沖的頻率(即調節占空比),就可以控制驅動壓縮機的電機轉速。頻率越高,轉速也越高。



    變頻控制器還有一個優點是,驅動電機起動電流小,不會對電網造成大的沖擊。



    二、優勢



    傳統空調壓縮機依靠其不斷地“開、?!眮碚{整室內溫度,其一開一停之間容易造成室溫忽冷忽熱,并消耗較多電能。變頻空調則依靠空調壓縮機轉速的快慢達到控制室溫的目的,室溫波動小、電能消耗少,其舒適度大大提高。
    運用變頻控制技術的變頻空調,可根據環境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運轉方式,使居室在短時間內迅速達到所需要的溫度,并在低轉速、低能耗狀態 下以較小的溫差波動,實現了快速、節能和舒適控溫效果。



    變頻空調的核心是變頻器。變頻器是20世紀80年代問世的一種高新技術,它通過對電流的轉換來實現電動機運轉頻率的自動調節,把50Hz的固定電網頻率 改 為30—130Hz的變化頻率;同時,還使電源電壓范圍達到142—270V,徹底解決了 由于電網電壓不穩而造成空調器不能工作的難題,使空調完成 了一個劃時代的變革。



    變頻空調通過提高空調壓縮機工作頻率的方式,增大了在低溫時的制熱能力,大制熱量可達到同類空調器的 1.5倍,低溫下仍能保持良好的制熱效果。此外, 一般的空調分體機只有四檔風速可供調節,而變頻空調器的室內風機自動運行時,轉速會隨空調壓縮機的工 作頻率在12檔風速范圍內變化,由于空調風機的轉速與空調器的能 力配合較為合理、細膩,實現了低噪音的寧靜運行,低噪音只有30分貝左右。



    變頻空調在每次開始啟動時,先以大功率、大風量進行制熱或制冷,迅速接近所設定的溫度后,空調壓縮機便在低轉速、低能耗狀態下運轉,僅以所需的功率維持設定的溫度,這樣不但溫度穩定,還避免了空調壓縮機頻繁地開開停停所造成的對壽命的衰減,而且耗電量大大下降,實現了高效節能。
    三、市場應用



    基于上述原因,變頻空調,也受到了大型賓館、商廈的青睞。由于以往大型建筑中所用的中央空調因不能隨氣溫和客流量的變化而自動調節負荷,所以耗能多、電力浪費大。據調查統計,目前以中央空調為代表的暖通空調的耗能幾乎占了國內建筑總耗能的85%。而采用了變頻技術的智能變頻集中式空調則集中了家用空調和中央空調的優點,在節能方面較前兩者有很大的突破,可使中央空調的耗能降低30%至80%,將成為明年新落成的商用建筑的首選。



    四、缺點



    以變頻中央空調的壓縮控制為例闡述變頻壓縮的缺點。



    變頻壓縮機主要是調節壓縮機的轉速,通過檢測壓縮機負載的輕重,或室內機的多少,以及周圍環境溫度的檢測,來調節壓縮機轉速的快慢。當壓縮機負載重,或室內機數量多,或目前溫度與設定目標溫度差別大的時候,壓縮機的轉速變快,從而使壓縮機輸出的制冷、熱量增大;當室內機開機少,或壓縮機負載輕,或當前溫度與設定目標溫度接近時候,壓縮機的轉速就變慢,從而使壓縮機輸出的制冷、熱量減??;這樣就起到能量調節的目的。以上是變頻機的優點也是它的工作原理,但是,變頻以下幾點是容易出現故障的地方:



    90年代初由日本公司研制開發的變頻多聯系統,雖然已從交流變頻改進成直流變頻,但仍沿襲了交流變頻系統的一些缺點。



    1、電路控制板的復雜設計導致控制電路故障頻發變頻壓縮電路包含逆變器,微控制器,PWM波的生成以及變頻壓縮機的電機控制電路組成,變頻系統的電路控制板元器件有過成千上萬,電路復雜,數量眾多。因而電路板發生故障的概率就比簡單的不采用變頻壓縮的大。



    此外,在夏季變頻器損失(約為壓縮機功率的10%~20%)會使主控板過熱。這些都是導致控制電路故障高發的原因。



    2、復雜的配管設計導致配管回路故障頻發變頻多聯系統中的各種輔助裝置(如旁通閥、噴液保護電磁閥等)在室外機中必須安裝,這就導致配管設計復雜,從而增加了系統管路的故障。



    3、變速導致壓縮機故障頻發定速壓縮機的運轉速度恒定,因此曲軸表面相對速度不變,可相對減小摩擦、降低磨損,所以變頻壓縮機不斷地提速或減速肯定會相的縮短壓縮機的壽命。對于旋轉式壓縮機而言,在其工作時,葉片在靜止的氣缸內壁中來回滑動。使得相對速度較快,磨損較大,進一步縮短了壓縮機的使用壽命。(而旋渦式壓縮機的兩個旋渦盤按同一運行軌道一起運轉,就降低了相對速度和磨損。)



    另外,變頻系統常常使用多臺小容量的壓縮機,當實際工作速度超過限定速度時,該系統工作頻率和壓縮機轉速就會高于正常情況,同時,壓縮機散發的熱量也會更高,這都是導致壓縮機過負荷運行。



    4、變頻壓縮機設計上的不足導致其故障頻發由于變頻系統所使用的壓縮機在設計時均示考慮徑向或軸向柔性設計,因此,在抗液擊,防污及防過負荷方面,它都有所不足。



    5、變頻壓縮機回油上的缺點導致其多故障在部分負荷運行進,變頻壓縮機的轉速低,使得回氣速度減慢,導致了回油性差的問題。尤其是在長配管/高落差的系統中或環境溫度較低的情況下,回油性差的問題尤為突出?;赜屠щy增加了變頻系統故障出現的頻率。

    數據提供:天助網    
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