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家用变频空调器节能分析

时间:2013.01.07 网络访问:www.0755gree.net 来源:制冷源快报

  1 引言

  在众多家用电器中,空调器是一个耗电大户,空调器的节能是每个消费者都十分关心的问题。变频空调器由于具有“很好的节能效果”,虽然其价格要比普通空调器(即定速空调器,下同)高,还是赢得了许多消费者的青睐。与此同时也有人怀疑,变频空调器是否能真的象厂家宣传的那样,具有十分明显的节能效果,抑或只是厂家的一个卖点而已?围绕这个问题,不同人士有不同的见解[1,2,3],争论颇多。下面拟从影响空调器能耗的多个方面入手,对变频空调器的节能情况进行深入探讨。

  2 变频空调器的结构及其工作特点

  一般说来,变频空调器是在普通空调器的基础上增加一个变频调节器以及对压缩机电机作相应调整,通过改变空调器的电源频率,对空调器的压缩机电机进行无级(或多级,这里以无级为例)变速调节,从而改变空调器的制冷能力,使之适应房间冷负荷的变化。变频空调器在刚起动(或调低设定温度)时,由于房间冷负荷较大,空调器压缩机电机以高频率快速运行,让空调器的制冷能力达到最大,使房间温度能在最短时间内降下来;另外当房间冷负荷变小时,压缩机运行频率能随之降低,减少空调器的制冷量,而不用整个空调器停机来实现冷量调节,减少了空调器的起停次数及温度波动,如图1所示(Ts为房间设定温度)。因此,与普通空调器相比,变频空调器具有降温速度快、起停次数少、房间温度波动小及节能的优点,但其节能效果如何,光凭以上特点还无法确定,有待进一步分析。 3 变频空调器节能分析

  在制取一定冷量时,影响变频空调器能量消耗的因素主要有四个方面:1)空调器的实际运行工况;2)压缩机电机效率; 3)压缩机起停次数;4)变频器的能耗。下面从这四个方面分别加以分析。为便于比较和公平起见,这里认为除控制方式和压缩机电机因变频需要而不同外,变频空调器和普通空调器在其他方面均相同,如制冷剂、风机、节流机构、换热器的结构、大小及性能等。此外,还要对空调器的能效比EER(即效能比)和制冷系数COP进行区分,COP等于空调器制冷量除以压缩机功耗,而EER则等于空调器制冷量除以空调器的功耗。空调器功耗包括压缩机、风机及控制系统等功耗,因此空调器的EER通常小于COP。

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  3.1 空调器的运行工况对变频空调器节能的影响

  众所周知,无论压缩机以何种速度运行,对空调器COP起决定性作用的是空调器的实际运行工况。空调器运行工况由四个参数确定,分别是制冷剂的冷凝温度、蒸发温度、冷凝器出口过冷度和蒸发器出口过热度,其中起主要作用的是冷凝温度和蒸发温度。理想条件下(即无换热温差时)运行于两个不同温度热源之间的可逆制冷机的制冷系数如下式所示[4]:
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