變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋性能對比ppt課件

1、2019年年12月月變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋性能對比性能對比（探討小型變能力中央空（探討小型變能力中央空調(diào)技術(shù)發(fā)展方向）調(diào)技術(shù)發(fā)展方向） 客戶支持部摘自科學(xué)論文客戶支持部摘自科學(xué)論文 隨著節(jié)能與舒適性的要求，及國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)變頻多聯(lián)技術(shù)的突破性進展，隨著節(jié)能與舒適性的要求，及國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)變頻多聯(lián)技術(shù)的突破性進展，變能力小型中央空調(diào)的諸多突出優(yōu)點，迫使中央空調(diào)向小型中央空調(diào)發(fā)展的趨勢越來越變能力小型中央空調(diào)的諸多突出優(yōu)點，迫使中央空調(diào)向小型中央空調(diào)發(fā)展的趨勢越來越明顯。小型中央空調(diào)器存在多種形式，誰代表未來技術(shù)的方向，制造商為了推廣自己的明顯。小型中央空調(diào)器存在多種形式，誰

2、代表未來技術(shù)的方向，制造商為了推廣自己的產(chǎn)品，八仙過海各顯神通，訴說著自己產(chǎn)品的優(yōu)點。本文試圖以科學(xué)公正的態(tài)度，通過產(chǎn)品，八仙過海各顯神通，訴說著自己產(chǎn)品的優(yōu)點。本文試圖以科學(xué)公正的態(tài)度，通過對具有可變冷媒流量能力中央空調(diào)技術(shù)的對比，認(rèn)為永磁電機變頻系統(tǒng)的變負(fù)荷平均效對具有可變冷媒流量能力中央空調(diào)技術(shù)的對比，認(rèn)為永磁電機變頻系統(tǒng)的變負(fù)荷平均效率高于其它系統(tǒng)，將是未來技術(shù)的發(fā)展反方向。率高于其它系統(tǒng)，將是未來技術(shù)的發(fā)展反方向。1、描述空調(diào)器的指標(biāo)：、描述空調(diào)器的指標(biāo)： 描述中央空調(diào)器的指標(biāo)有性描述中央空調(diào)器的指標(biāo)有性能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、電氣指能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、電氣指標(biāo)和價格指標(biāo)等。性能指標(biāo)包標(biāo)

3、和價格指標(biāo)等。性能指標(biāo)包括制冷制熱能力、效率括制冷制熱能力、效率(EER、COP)；可靠性指標(biāo)包括：電氣；可靠性指標(biāo)包括：電氣可靠性抗干擾、靜電、雷擊可靠性抗干擾、靜電、雷擊等）、機械可靠性震動、跌等）、機械可靠性震動、跌落沖擊、溫度循環(huán)等）；電氣落沖擊、溫度循環(huán)等）；電氣指標(biāo)包括：指標(biāo)包括：EMC電磁兼容性等；電磁兼容性等；價格同技術(shù)指標(biāo)構(gòu)成的性價比價格同技術(shù)指標(biāo)構(gòu)成的性價比決定著產(chǎn)品的生命周期，本文決定著產(chǎn)品的生命周期，本文對比變?nèi)?、變頻、對比變?nèi)?、變頻、ON/OFF控制控制數(shù)碼渦旋的原理、才干、數(shù)碼渦旋的原理、才干、效率、電磁兼容、控制精度、效率、電磁兼容、控制精度、風(fēng)險分析等特點，探索

4、未來技風(fēng)險分析等特點，探索未來技術(shù)的發(fā)展方向。術(shù)的發(fā)展方向。1 1）、能力調(diào)節(jié)原理）、能力調(diào)節(jié)原理變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋都是為了改變制冷劑流量，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出能力的目的。變頻原理：轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速N=60*f/P； 式中N轉(zhuǎn)速； f驅(qū)動電源頻率； P極對數(shù)。從轉(zhuǎn)速公式中可以看出改變驅(qū)動電機的電源頻率即可改變轉(zhuǎn)速，變頻通過變頻器實現(xiàn)。壓縮機容量的改變是通過壓縮機馬達(dá)的轉(zhuǎn)速改變來實現(xiàn)的。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷要求提高時壓縮機馬達(dá)的頻率隨之增高，從而導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速更快，容量提高。同樣地，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷要求降低時，壓縮機的頻率變低，容量隨之降低。 變?nèi)菰恚鹤內(nèi)菰恚鹤內(nèi)菔峭ㄟ^使用變?nèi)菔峭ㄟ^使用“熱氣旁通熱氣旁通的方法來改變的。的

5、方法來改變的。采用雙轉(zhuǎn)子壓縮機，短路一缸即可容量降低一采用雙轉(zhuǎn)子壓縮機，短路一缸即可容量降低一半。同樣地，在主排氣管和吸氣管之間，有一半。同樣地，在主排氣管和吸氣管之間，有一個外部旁通電磁閥。當(dāng)這個電磁閥開啟時，壓個外部旁通電磁閥。當(dāng)這個電磁閥開啟時，壓縮機的容量又降低一半。這樣縮機的容量又降低一半。這樣5HP壓縮機能分壓縮機能分四級變化：四級變化：25%-50%-75%-100%，變化一級，變化一級1.25HP.ON/OFF控制數(shù)碼渦旋）控制數(shù)碼渦旋）壓縮機容量是通過渦旋盤的周期性嚙合與脫開壓縮機容量是通過渦旋盤的周期性嚙合與脫開來改變的。當(dāng)外部電磁閥關(guān)閉時，數(shù)碼渦旋象來改變的。當(dāng)外部電磁閥

6、關(guān)閉時，數(shù)碼渦旋象標(biāo)準(zhǔn)壓縮機一樣工作，容量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓縮機一樣工作，容量達(dá)到100。所以，。所以，在一個在一個10秒鐘的循環(huán)中，如果渦旋盤加載秒鐘的循環(huán)中，如果渦旋盤加載2秒鐘，秒鐘，卸載卸載8秒鐘，其平均時間容量就是秒鐘，其平均時間容量就是20。加載時。加載時間占循環(huán)周期的比例可以在間占循環(huán)周期的比例可以在10到到100輸出容輸出容量到范圍內(nèi)任意改變。量到范圍內(nèi)任意改變。2 2）、能力調(diào)節(jié)對比）、能力調(diào)節(jié)對比變頻：變頻：一般來說，變頻壓縮機頻率可以從一般來說，變頻壓縮機頻率可以從15-120Hz15-120Hz連續(xù)變連續(xù)變化。變頻壓縮機容量從化。變頻壓縮機容量從12.512.5-105-105

7、連續(xù)改變，空連續(xù)改變，空調(diào)系統(tǒng)可精確控制室內(nèi)溫度。調(diào)系統(tǒng)可精確控制室內(nèi)溫度。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩?HP5HP機分四級容量機分四級容量2525-50-50-75-75-100-100，另加一，另加一臺定速臺定速5HP5HP壓機組成壓機組成10HP10HP八級容量控制：八級容量控制：12.5%12.5%、25%25%、37.5%37.5%、50%50%、62.5%62.5%、75%75%、87.5%87.5%和和100%100%。這就意味著空調(diào)系統(tǒng)無法精確控制室內(nèi)溫度。這就意味著空調(diào)系統(tǒng)無法精確控制室內(nèi)溫度。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：ON/OFFON/OFF控制的輸出在控制的

8、輸出在1010到到100100之間。其最小能之間。其最小能力取決于電磁閥到速度響應(yīng)，由于控制電磁閥到時力取決于電磁閥到速度響應(yīng)，由于控制電磁閥到時間比例即可改變壓縮機輸出，提供了連續(xù)到容量輸間比例即可改變壓縮機輸出，提供了連續(xù)到容量輸出，能夠精確的控制室內(nèi)溫度。出，能夠精確的控制室內(nèi)溫度。 3 3）、效率對比）、效率對比1 1：全負(fù)荷效率：全負(fù)荷效率變頻：變頻：變頻器的損失占輸入功耗的變頻器的損失占輸入功耗的7%87%8，這樣系統(tǒng)滿，這樣系統(tǒng)滿負(fù)荷的負(fù)荷的COPCOP比未加入變頻器的定速系統(tǒng)比未加入變頻器的定速系統(tǒng)COPCOP降低了降低了7%87%8。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩?HP5HP機在機在10010

9、0負(fù)荷時，負(fù)荷時，10HP10HP機在機在5050和和100100兩點兩點時，時，COPCOP性能較好，為定速系統(tǒng)的最大性能較好，為定速系統(tǒng)的最大COP.COP.ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：ON/OFFON/OFF控制系統(tǒng)在控制系統(tǒng)在100100負(fù)荷時的負(fù)荷時的COPCOP性能較好，為性能較好，為定速系統(tǒng)的最大定速系統(tǒng)的最大COPCOP。 4 4）、效率對比）、效率對比2 2：變負(fù)荷效率：變負(fù)荷效率變頻：變頻：負(fù)荷變化時頻率變化，變頻器功耗始終保持輸入功負(fù)荷變化時頻率變化，變頻器功耗始終保持輸入功率的率的8 8，設(shè)定速機滿負(fù)荷時的最大，設(shè)定速機滿負(fù)荷時的最大COPC

10、OP為為COPmaxCOPmax，變頻變負(fù)荷時的效率變頻、變?nèi)?、變頻變負(fù)荷時的效率變頻、變?nèi)?、ON/OFFON/OFF控制都控制都未考慮變負(fù)荷時室內(nèi)機的開機數(shù)量不減，此時相對未考慮變負(fù)荷時室內(nèi)機的開機數(shù)量不減，此時相對換熱面積增加引起效率提高的影響為：換熱面積增加引起效率提高的影響為：COP=Q/(1+8%)W=COPmax/1.08=0.93COPmaxCOP=Q/(1+8%)W=COPmax/1.08=0.93COPmax即負(fù)荷從即負(fù)荷從10%-100%10%-100%變化時，空調(diào)系統(tǒng)的效率始終保變化時，空調(diào)系統(tǒng)的效率始終保持最大效率的持最大效率的93%,93%,為恒定值。為恒定值。變?nèi)荩?/p>

11、變?nèi)荩篊OPCOP僅在僅在5050和和100100兩點時性能較好，但在變負(fù)荷兩點時性能較好，但在變負(fù)荷時由于大馬達(dá)拉小車的因素，電機效率下降?？照{(diào)時由于大馬達(dá)拉小車的因素，電機效率下降?？照{(diào)系統(tǒng)的效率除電機效率下降外，還存在排氣短路的系統(tǒng)的效率除電機效率下降外，還存在排氣短路的損失，低負(fù)荷下降損失，低負(fù)荷下降30%30%，則變?nèi)輭嚎s機系統(tǒng)的，則變?nèi)輭嚎s機系統(tǒng)的COPCOP從從70%COPmax70%COPmax至至100COPmax100COPmax之間變化。之間變化。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：根據(jù)數(shù)碼渦旋資料介紹，卸載狀態(tài)下，壓縮機電機根據(jù)數(shù)碼渦旋資料介紹，卸載

12、狀態(tài)下，壓縮機電機無負(fù)載空轉(zhuǎn)消耗功率大約為滿負(fù)荷功率的無負(fù)載空轉(zhuǎn)消耗功率大約為滿負(fù)荷功率的1010。以。以此計算其此計算其1010負(fù)荷時的負(fù)荷時的COP, 10COP, 10負(fù)荷時壓機滿載負(fù)荷時壓機滿載工作工作1 1秒鐘秒鐘, ,空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)9 9秒鐘秒鐘, ,其其1010秒周期內(nèi)的實際平均功秒周期內(nèi)的實際平均功耗耗: :W=(1W=(1* *Wmax+9Wmax+9* *10%Wmax)/10=19%Wmax10%Wmax)/10=19%Wmax實際平均輸出能力實際平均輸出能力: :Q=10%(Qmax)Q=10%(Qmax)其中其中WmaxWmax、QmaxQmax為為100100負(fù)荷時的功耗

13、與輸出能力。負(fù)荷時的功耗與輸出能力。則則1010負(fù)荷時的效率為：負(fù)荷時的效率為：COP=Q/W=10%COP=Q/W=10%* *(Qmax)/19%Wmax=10/19(Qmax)/19%Wmax=10/19* *COPmax=0.5COPmax=0.5* *COPmaxCOPmax計算結(jié)果說明計算結(jié)果說明1010負(fù)荷時的負(fù)荷時的COPCOP是滿負(fù)荷時的是滿負(fù)荷時的5050。從從1010負(fù)荷到負(fù)荷到100100負(fù)荷變化時負(fù)荷變化時COPCOP的變化從的變化從5050 COPmaxCOPmax到到100% COPmax100% COPmax變化。變化。5 5）、效率對比）、效率對比3 3：效率

14、波動：效率波動變頻：變頻：變頻系統(tǒng)需求能力恒定時，頻率恒定。系統(tǒng)內(nèi)制冷變頻系統(tǒng)需求能力恒定時，頻率恒定。系統(tǒng)內(nèi)制冷劑流動穩(wěn)定，壓力溫度無波動，極易實現(xiàn)系統(tǒng)到過劑流動穩(wěn)定，壓力溫度無波動，極易實現(xiàn)系統(tǒng)到過熱度優(yōu)化控制，使系統(tǒng)效率保持穩(wěn)定高效。熱度優(yōu)化控制，使系統(tǒng)效率保持穩(wěn)定高效。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩鹤內(nèi)葸\行穩(wěn)定，同變頻。變?nèi)葸\行穩(wěn)定，同變頻。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：以以1010秒為周期到加載卸載，存在秒為周期到加載卸載，存在1010秒周期的制冷劑秒周期的制冷劑壓力、溫度波動，過熱度不穩(wěn)定難使系統(tǒng)效率更高。壓力、溫度波動，過熱度不穩(wěn)定難使系統(tǒng)效率更高。6 6）、電機效率）、

15、電機效率 人類追求高效、節(jié)能與環(huán)保的歷史，決定了人類的文明歷史。BLDCM無刷直流電機與PMSM永磁同步電機電機的起動力矩大，效率比AC異步電機高4-13，功率因數(shù)比異步電機高5-20，尺寸小，節(jié)約成本，隨著驅(qū)動控制技術(shù)的突破，永磁電機開始在家電中大量應(yīng)用如：永磁直流無刷風(fēng)機、直流無刷電機壓機、永磁同步PMSM壓機。圖1為永磁電機與交流電機銅損、鐵損對比，圖2為BLDCM與ACM系統(tǒng)的效率對比EFF: EfficiencyBL: BrushlessIM: Induction motor (conventional type)Wfs: Ferrous wattage lossWcos: Copp

16、er wattage loss圖1Comparison of loss in BL with IM圖1圖2采用永磁PMSM電機壓機與BLDCM電機風(fēng)機的全直流變頻中央空調(diào)系統(tǒng)的功耗比交流系統(tǒng)減少20，經(jīng)系統(tǒng)優(yōu)化，COP=3.5。根據(jù)其效率變化隨負(fù)荷變化的特點，其負(fù)荷變化10至100時的COP=3.5不變。其綜合效率遠(yuǎn)高于其他能力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖3為三種系統(tǒng)的變負(fù)荷效率對比圖37 7）、控制精度對比）、控制精度對比變頻：變頻：負(fù)荷穩(wěn)定時，頻率穩(wěn)定，室溫控制優(yōu)良。負(fù)荷要求負(fù)荷穩(wěn)定時，頻率穩(wěn)定，室溫控制優(yōu)良。負(fù)荷要求變化時，變頻器迅速跟蹤，滿足要求。變化時，變頻器迅速跟蹤，滿足要求。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩贺?fù)荷穩(wěn)定

17、時，由于只有八級調(diào)節(jié)，室內(nèi)溫度控制不負(fù)荷穩(wěn)定時，由于只有八級調(diào)節(jié)，室內(nèi)溫度控制不精確。負(fù)荷要求變化時，能迅速跟蹤，滿足要求。精確。負(fù)荷要求變化時，能迅速跟蹤，滿足要求。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：同變頻。同變頻。8 8）、電磁兼容對比）、電磁兼容對比變頻系統(tǒng)由于整流及變頻的轉(zhuǎn)換，其干擾高于其它系統(tǒng)，但變頻、變?nèi)?、變頻系統(tǒng)由于整流及變頻的轉(zhuǎn)換，其干擾高于其它系統(tǒng)，但變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋執(zhí)行相同的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，都符合數(shù)碼渦旋執(zhí)行相同的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，都符合EMCEMC電磁兼容的要求。電磁兼容的要求。9 9）、可靠性與風(fēng)險對比）、可靠性與風(fēng)險對比變頻：變頻：2020多年的實踐檢驗，各項技術(shù)成熟可靠，無未來的未知風(fēng)險。多年的實踐檢驗，各項技術(shù)成熟可靠，無未來的未知風(fēng)險。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩夯赜屠щy，使用雙轉(zhuǎn)子壓縮機，旁通時單轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)振動大回油困難，使用雙轉(zhuǎn)子壓縮機，旁通時單轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)振動大. .ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：由于長期運行存在每由于長期運行存在每1010秒周期的加載卸載，電流波動大。大批集中使用時，秒周期的加載卸載，電流波動大。大批集中使用時，例如例如10001000臺集中使用，由于啟動時間不是零，按照概率，即