变频空调与定速空调的节能对比分析摘要进行了验证。关键词苟玉杰(青岛海信空调有限公司本文主要通过能效比的概念分析了变频空调和定速空调节能能力的优劣,并通过实验的方法
变频、定速、EER
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随着人们生活水平的提高,对舒适生活环境的斋求不断提升,空调器已越来越多地进人
到普通百姓家庭。处于节约能源考虑,日本最早将变频技术应用到空调行业,并很快在日本
得到推广。变频空调在上个世纪90后期被以海信为代表的企业引人中国以后,几经努力,
已经取得了才良呼的市场效果。但是目前还有很多的消费者并不了解变频空调究竟如何省电
,
为了更好更快的推广这项对国计民生都有重大意义的产品,本文从技术层面用通俗易佳的
语
言对变频空调的节能优势进行了分析
。
空调器按照压缩机的控制方式分为以下三种:1、转速一定(频率、转速、容量不变)型,简称定频型,俗称定速型,下面提到
的定速空调指的就是此类空调。2、转速可控(频率、转速、容量可变)型,简称变频型,下面提到的变频空调指
的就是此类空调
。
3、容量可控(容量可变)型,简称变容型。此类空调不属于本文讨论的范围。
定谏空调通过控制压缩机的开停来调节空调能力的输出。定速压缩机不能随意改变转速
(频率),因此一旦满足压缩机开启条件,则压缩机在一定的工况下输人功率、输出能力在一定范围内保持不变,即空调器以全负荷运转。而一旦满足关机条件,则压缩机完全停止工
作,空调器此时的能力输出为零。变频空调与定速空调相比,最大的区别在于变频空调采用了能够随时随意的改变压缩机转速(频率)的变频控制单元,从而达到对空调输出能力的随意调节。在实际温度与设定温
度相差较大的情况下,压缩机以最大的功率运转,空调器的输出能力也即最大,从而使
要调
节的环境温度快速的接近设定温度。随着环境温度与设定温度的逐步接近,压缩机的运转频率逐渐下降,空调的输出能力也逐步减小,实现对环境温度的微
调。
衡量一个空调节能能力的大小,主要看它的能效
比(
EER
值)o
皿识=制冷能力瀚人功
率
。
从上式可以看出,EER值越大,空调消耗的单位电能输出的冷量越大,我们就说空调越
节能。相反,EER值越小,空调节能效果就越差。定速空调在某一特定环境下EER值变化很小,而变频空调却可以连续变化,这就为使用省电创造了可能。要比较两类空调的节能能力,我们首先要知道两类空调器在环境温度逐步的接近设定温度过程中EER的变化曲线。为了比较与测试的方便,我们选用实验的空调均以额定制冷能力相同的分体式空调为样本
,
并且如果不做特别说明,均以制冷过程来进行表述。实验证明:在室外环境温度一定的情
况
下,随着室内侧环境温度不断地逼近设定温度,定速令调的EER值呈轻微降低趋势,而变
频空调的EER值却呈增大的趋势,图1所示的为海信牌空调幻艰一3228GW与KFR一3209GWBIP两种机型的EE
R
与温差(温差=室内温度役定温度。测试的条件是:初始
室内温度为30度,设定温度为25度,室外侧环境温度为35度)的关系曲线
:
EER与
温差的关系曲线
-闷卜
KFR一3209G
W/BP
-.一KFR一322SGW
划H闰
3温差(℃)
图l空调EER与温差的关系两类空调EER变化的曲线,可以这样来分析:定速空调,随着要调节的室内侧环境温
度(即蒸发器回风温度)的降低,蒸发器内制冷剂的比容增大,造成压缩机的负载变重,而
同时单位时间内蒸发器与外界的换热却减少,输出能力降低,这样EER必然下降。变频空
调则不同,随着要调节的室内侧环境温度(即蒸发器回风温度)的降低,压缩机的运转频率
也随着降低,使得输人功率更大幅度的降低,由于压缩机运转频率降低,尽管单位时间流过燕发器的制冷剂变少,但是因为不会出现比容增大现象,输出能力虽然比降频前减少,却没有能t的额外损失而使得变频空调的EER值会不降反升。此外,定速空调在使用过程中,经常会出现压缩机因为满足温度条件而启停
的现象,频
繁地启停造成了大量的电能浪费。而变频空调由于没有这一压缩机启停过程而避免了电力额
外浪
费
。
为了验证上述结论,我们进行了以下的模拟实验:选择额定制冷t均为32加w的两套分体式空调,一套为海信牌定速空调幻艰一
2
8
GW
,
一套为海信牌变频空调幻艰一2伪叮W旧P,实验地点为海信空调有限公司检测站。实验室的
工况要求如下:室外侧温度稳定控制在35度,室内侧初始温度干球27度,将两套空调分别放进实验室,设定温度均为16度,空调运转过程中室外侧温度要求维持不变,室内侧温度由被实验空调和实验室与外界的换热共同调节,经测定,实验室内侧在温度达到16度与外
界的换热率约为2加瓦。两套空调在实验室内分别运转了12小时,得到如下图线:图2是室内侧温度与时间的关系曲线,图3是平均制冷功率与时间的关系曲线,图4是消耗功率与
时间的关系曲线,图5是累积消耗电能与时间的关系曲线。室内温度与时间的关系,JC乙
~20护
~15侧
明10
—KFR一320gGW/BP
一KFR一3228GW
5678时间(小时)101112
图2室内侧温度与时间的关系曲线
平均制冷功率与时间的关系
400035003000
25002000
1500
10005000
-今-KFR一3209GW/BP
-.-KFR一
322SG
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时间(小时)
图3平均制冷功率与时间的关系曲线
215平均消耗功率与时间的关系64
64
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图446时间(小时
平均消耗功率与时间的关系曲线
累积消耗电能与时间的关系
44
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略
4图6
时间(小
叻
消耗电能与时间的关系曲线从上面的图表中可以看出:、图所示变频空调(幻艰.仪X抓硒旧使室内侧达到设定温度所用的时间要比定
速
空调(幻艰.短。原因可以从图中得到解释,在室内环境温度与设定温度相差较
大时,变频空调可以使压缩机以高于额定值的频率运转,制冷量也比额定值要高,而定速
空
调的输出能力不会变高,达到设定温度所用的时间当然要比变频空调
长
。
2、在室内环境温度接近设定温度时,变频空调(幻艰.32倪心W旧P
)的翰出能力降低
,
而消耗功率也大幅度降低,这样维持的室内温度变化幅度很小。定速空调(幻艰.328GW)
的翰出能力略有降低,而消耗功率却略有上升,达到设定温度一l度时压缩机停止运转,当