北方之行二-海信變頻空調(diào)知識介紹

變頻空調(diào)知識簡介 海信空調(diào)研發(fā)中心李本衛(wèi)2007 10 16 主要內(nèi)容 變頻空調(diào)基本介紹變頻空調(diào)器主要零部件介紹變頻空調(diào)器控制邏輯介紹變頻空調(diào)行業(yè)狀況及發(fā)展趨勢 1 1變頻特點變頻空調(diào)是采用變頻壓縮機的空調(diào)機 可以根據(jù)空調(diào)器自身的控制方式 結合用戶使用要求 對壓縮機頻率 室內(nèi)外風扇轉(zhuǎn)速等運行參數(shù)進行調(diào)節(jié) 海信變頻空調(diào)器 普通定速空調(diào)器 能力的大小 可以變換 能力大小固定 一 變頻空調(diào)基本介紹 1 2變頻空調(diào)的優(yōu)勢 1 快速達到設定溫度 海信變頻空調(diào)器剛開始運轉(zhuǎn)時因為壓縮機可以高速運轉(zhuǎn) 而發(fā)揮出較大的能力 所以能比普通定速空調(diào)器更快地達到設定溫度 2 調(diào)節(jié)室溫更加舒適 普通定速空調(diào)器的能力固定 所以對室溫的調(diào)節(jié)時通過壓縮機的運轉(zhuǎn)和停止來完成的 海信變頻空調(diào)器可以通過控制變頻壓縮機的運轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)空調(diào)器的能力 所以室內(nèi)溫度波動小 更加舒適 設定溫度 室內(nèi)溫度 經(jīng)過時間 變頻空調(diào)器 定速空調(diào)器 溫度波動 運轉(zhuǎn) 壓縮機運轉(zhuǎn) 海信變頻空調(diào)器能力可以變化調(diào)節(jié) 普通定速空調(diào)器 停止 停止 3 節(jié)能運轉(zhuǎn) 海信變頻空調(diào)器在達到或接近設定溫度后 壓縮機保持低速運轉(zhuǎn) 空調(diào)器能力變小 相對于空調(diào)器的兩器較大 換熱充分 空調(diào)器的能效比變高 節(jié)省能源 普通定速空調(diào)器在達到設定溫度后 壓縮機會停止 循環(huán)系統(tǒng)中的已經(jīng)壓縮的制冷劑壓力會釋放 冷熱能源被白白放掉 當壓縮機再運轉(zhuǎn)時 又要開始新的壓縮過程 浪費大量能源 但海信變頻空調(diào)器可以調(diào)節(jié)能力大小 必要時可以降低轉(zhuǎn)速 減小能力 只供應必要的能源 這樣可以大大減少壓縮機停止 運轉(zhuǎn)的次數(shù) 節(jié)省能源 4 低溫制熱能力強 普通定速空調(diào)器在室外溫度低于0攝氏度時 制熱能力會變得相當?shù)?但是海信變頻空調(diào)器在室外溫度較低的情況下 可以提高壓縮機的轉(zhuǎn)速來提高制熱能力 所以當即使室外溫度較低時 也能發(fā)揮充分的制熱能力 室內(nèi) 室外 15 C 高速運轉(zhuǎn) 二 變頻空調(diào)器主要零部件 2 1變頻壓縮機變頻壓縮機是轉(zhuǎn)速可變的壓縮機 是變頻空調(diào)的核心部件 變頻空調(diào)通過控制壓縮機轉(zhuǎn)速 來控制空調(diào)器能力大小 變頻壓縮機價格高于定速壓縮機 占整機成本的15 25 常見的分類方法為直流變頻與交流變頻單轉(zhuǎn)子與雙轉(zhuǎn)子 2 1 1直流壓縮機與交流壓縮機 直流壓縮機與交流壓縮機的區(qū)別在于電機不同 交流壓縮機采用的是交流感應電機 直流壓縮機采用直流無刷電機 直流電機的效率高于交流交流 直流 交流 直流 交流 直流變頻較交流變頻節(jié)能 2 1 2直流壓縮機的特點 1 永久磁體代替了勵磁線圈 轉(zhuǎn)子中無電流產(chǎn)生 二次損失得到降低 DC直流變頻電機效率比傳統(tǒng)的AC交流感應變頻電機提高約10 25 尤其在節(jié)能運行的低轉(zhuǎn)速段 電機效率提高最為明顯 直流轉(zhuǎn)子采用現(xiàn)在主流的內(nèi)部埋入型永久磁鐵 IPM 采用的磁鐵類型為鐵氧體 2 配合變頻控制器 直流變頻技術可以檢測出運轉(zhuǎn)時電機轉(zhuǎn)子的位置 并及時調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩 使之與實際運行時不斷變化的符合轉(zhuǎn)矩到達平衡 從而使壓縮機的運轉(zhuǎn)速度低至12r s時也能平衡運轉(zhuǎn) 一般AC交流壓縮機的最低運轉(zhuǎn)頻率為30Hz 進而使得空調(diào)的連續(xù)運轉(zhuǎn)范圍可以擴大 房間溫度控制更精確 溫度波動更小 人體感覺更舒適 體現(xiàn)變頻機優(yōu)點 2 1 3雙轉(zhuǎn)子壓縮機與單轉(zhuǎn)子壓縮機 雙轉(zhuǎn)子壓縮機的電機轉(zhuǎn)子帶動兩個氣缸同時轉(zhuǎn)動 單轉(zhuǎn)子壓縮機只有一個氣缸 雙轉(zhuǎn)子壓縮機比單轉(zhuǎn)子壓縮機震動 噪音更小 輸出能力更大 雙轉(zhuǎn)子壓縮機能夠拓寬低頻運轉(zhuǎn)范圍 進一步提高節(jié)能效果 2 2換熱器換熱器就是蒸發(fā)器和冷凝器 在制冷時制冷劑通過蒸發(fā)器時吸收熱量 通過冷凝器時釋放熱量 變頻空調(diào)的換熱器設計與定速空調(diào)比 復雜得多 需要考慮不同頻率下都能得到較好的換熱效果 2 3室內(nèi)外風扇電機海信變頻空調(diào)室內(nèi)采用PG電機 可實現(xiàn)無級調(diào)速 同時帶有轉(zhuǎn)速反饋 即使在電壓波動情況下 也可以準確輸出程序要求的轉(zhuǎn)速 室外采用多檔風速電機或無級調(diào)速風機 可以針對室外溫度進行控制 以達到最佳的換熱效果 供電線 轉(zhuǎn)速反饋 實現(xiàn)三檔風速 定速空調(diào)室內(nèi)采用三速交流風機 室外采用單速風機 當空調(diào)在室外溫度較低情況下制冷時 室內(nèi)機容易凝水較多 在室外溫度較高情況下運行制熱時 容易導致系統(tǒng)同壓力過高 此時只能通過頻繁開停室外風機 將導致系統(tǒng)溫度壓力波動較大 影響系統(tǒng)壽命 2 4電子膨脹閥電子膨脹閥在空調(diào)器中的作用于毛細管相同 起到制冷劑節(jié)流作用 電子膨脹閥可以根據(jù)運行頻率 室內(nèi)外溫度 用戶風速等參數(shù) 調(diào)整膨脹閥開度 使整機運行更高效 節(jié)能 由于成本問題 前期我公司僅在高端機上使用電子膨脹閥 現(xiàn)在已經(jīng)在內(nèi)銷機中使用 如36系列 EER 頻率 30Hz 90Hz 電子膨脹閥 毛細管 2 5變頻器變頻器是變頻空調(diào)的 大腦 變頻器由幾塊電路板構成 里面寫入了控制軟件 變頻器可以根據(jù)接受到遙控器 傳感器的信息 將控制信號發(fā)給壓縮機 室內(nèi)外風機 導風葉片步進電機等零部件 海信空調(diào)已實現(xiàn)變頻器軟件 硬件完全自主開發(fā) 遙遙領先于國內(nèi)其他空調(diào)企業(yè) 變頻空調(diào)的各種功能 優(yōu)點都是依賴于它的控制邏輯來實現(xiàn) 她將空調(diào)器運行的各種參數(shù)進行分析 計算出需要發(fā)給各個部件的控制信號 三 變頻空調(diào)器控制邏輯 頻率控制 采用先進的PI控制 模糊控制 根據(jù)設定溫度和室內(nèi)溫度變化情況 對頻率進行控制 實現(xiàn)快速制冷 溫度波動小 低頻節(jié)能運行 變頻空調(diào)僅有 制冷量 能效比與頻率的關系 一般情況下 頻率升高時 制冷能力變大 能效比下降 頻率降低時 能力變小 能效比升高 變頻空調(diào)在低頻運行時 能效比非常高 用戶可以調(diào)低設定溫度與環(huán)境溫度差值或按遙控器上的 并用節(jié)電 鍵 使空調(diào)器進入較低頻運行狀態(tài) 變頻空調(diào)智能除霜控制 變頻空調(diào)室外換熱器設有溫度傳感器 可以直接判斷室外換熱器結霜程度 除霜過程也是根據(jù)傳感器溫度 及時退出除霜 定速空調(diào)一般靠室內(nèi)盤管溫度間接判斷室外的結霜程度 可能結霜過多或結霜過少時除霜 而且每一次除霜時間都是一定的 一般偏長 用戶會感到制熱效果不好 室內(nèi)風扇轉(zhuǎn)速自動控制當室內(nèi)風速設為自動時 變頻控制器根據(jù)設定溫度與環(huán)境溫度差值 自動調(diào)整風速 制熱防冷風控制制熱運行時 每次開機或者除霜結束后 室內(nèi)風扇先以超低速轉(zhuǎn)動 等室內(nèi)換熱器溫度升高到一定程度后 風扇按照設定風速運行 制熱吹余熱控制制熱運轉(zhuǎn)關機時 室內(nèi)風機并非馬上停止運轉(zhuǎn) 而是直至室內(nèi)換熱器降低到一定溫度才停 起到節(jié)能作用 智能除濕控制 通過控制壓縮機頻率和室內(nèi)風扇轉(zhuǎn)速 可以實現(xiàn)在很少影響室內(nèi)環(huán)境溫度的前提下 有較好的除濕效果 排氣溫度過高控制 當壓縮機排氣溫度過高時 控制器會降低壓縮機頻率 使排氣溫度降低 可以有效延長壓縮機壽命 壓力過高控制 控制器通過換熱器溫度傳感器 計算系統(tǒng)壓力 當壓力過高時 控制器會降低壓縮機頻率或改變室外風扇電機轉(zhuǎn)速 這樣使空調(diào)器的各個零部件都在允許壓力下運行 有效延長空調(diào)使用壽命 電流過高控制 控制器可以檢測整機運行電流 在不同環(huán)境下有不同的電流限制值 當電流過高時 控制器會降低壓縮機頻率 以保護空調(diào)器 同時也避免電流過大引起電源線過熱等安全隱患 高效運行模式 當用戶按下遙控器上的高效鍵 室內(nèi)風速轉(zhuǎn)為高速風 壓縮機以盡可能高的頻率運行 空調(diào)器發(fā)揮所在室內(nèi) 外溫度下的最大能力 并用節(jié)電功能 并用節(jié)電后 通過調(diào)節(jié)壓縮機運轉(zhuǎn)頻率 控制器通過限制壓縮機運轉(zhuǎn)的最大電流來降低壓縮機頻率 使空調(diào)器在較高的能效比下運行 人機對話功能空調(diào)器可以通過遙控器上的溫度傳感器判斷室內(nèi)溫度 可以準確判斷用戶所在位置的溫度 使用戶感覺更加舒適 四 變頻空調(diào)行業(yè)現(xiàn)況及發(fā)展趨勢 日本95 以上的家用空調(diào)器采用變頻空調(diào) 澳大利亞家用空調(diào)75 是變頻空調(diào) 歐美大