防爆变频空调的状况

根据上述结果可知,对于最小频率/min与最大频率/max固定,且设计工况点相同的变频空调器而言,额定频率/自设计得过高,在实际使用中,空调器虽然在小负荷条件下室 温控制精度较高,但因大部分时间工作在中、高频区域,不仅不能充分利用低频区域的高能 效比特性,使SEER降低,而且其高频快速调温性能也受到限制;如果额定频率/设计得 过低,虽换热器的材料有所减少,但其在整个频带的性能指标均降低,空调器将长时间工作在中、低频区域,由于压缩机有最低频率的限制,故使启停损失增加;另一方面,虽然压缩机 频率在高频区仍有较大变化空间,但换热器容量过小,又限制了高频区域的有效利用,致使 空调器的快速调温特性以及能效受到损失,而且浪费了压缩机频率资源。
(2)额定制冷量相同,设计工况点tc/te与额定频率f,ate不同
以上述额定工况点为45 °C/8 °C,额定频率/_分别为65、80和98 Hz设计的三种空调器为例进行说明。如果将此三种空调器均标定为相同额定制冷量(Qe,rate = 3 900 W),则此时空调器2的额定工况点转化为D点(/_=68 Uz9tc/te = i0 °C/12 °C, EEi^rate = 4. 92 W/W);空调器 3 的额定工况点则为 £:点(/:ate = 96 Hz“c”e = 50 °C/3. 5 °C, EERrate = 3.3 W/W)
使上述三台变频空调器工作在夏季设计负荷为3900W,且室内、外工况完全相同的房间时,其节能与舒适性调节效果有很大差别:对于空调器2而言,其运行能效比高,快速启 动性能优越,但由于长时间工作在中、低频区域•且受压缩机最低频率限制,空调器启/停损失增加,室内温度控制精度下降•且由于冷凝器与蒸发器容量增大,低频运行时蒸发温度升 高,除湿性能显著降低。空调器3虽然在低负荷运行时调节精度较高,但因长期运行在中、 高频区域,能效比降低,且受最高频率和冷凝器、蒸发器容量限制,快速启动性能差。相对而言,按合理额定频率和设计工况点匹配的空调器1,更能体现变频空调器固有的优点,既有利于节能,又能保障室内环境的舒适性。

防爆空调世界能效标识的进展及影响

能源效率标识(简称能效标识),是用来表示防爆空调能源消耗量、能源效率等能淳利用 性能指标的一种证明性的标记,用来为消费者(包括企业、政府和个人)的购买决策提突必要的信息,引导和帮助消费者选择能效更高的产品;同时也影响防爆空调制造商、销售商的产品设计和市场营销策略,以促进、拉动产品能效的提高和节能技术的进步。
防爆空调能效标识只表明产品的能效水平的高低,并不反映产品质量好坏;适用于产品能效水平高低相差较大的产品,相差不大的产品则不适用。
能效标识可以强制实施,也可自愿实施,从世界上已实施此项制度的国家和迪区来看, 绝大多数国家采用强制方式,由政府节能主管部门组织实施。
尽管国际上对标识项目的实际结果进行的研究还很少,但通过目前对各国能效标识项目所作的统计已清楚表明能效标识对用能设备市场产生了普遍而深远的影响。防爆空调能效标识的实施有效地加强了消费者、零售商、制造商对用能产品和设备的节能性能的了解:它在不影响家电和设备正常功能的情况下,降低了产品能耗,为制造商制定了能效目标,创造了良好的竞争环境来进一步提高能源效率;也使用户更容易对众多产品型号的能效做出比较和购买决策,提高高能效产品在市场上的占有率,从而推动市场的转型。能效标识项目与其他能效项目的共同作用,不仅提高了产品和设备的能效,而且有效减少了碳排放量,在获得经济效益的同时,也获得了社会和环境效益。实施能效标识制度以其投入少、见效快、影响大、节能和环保效果显著等优点,防爆空调得到了许多国家政府的认可。现已有38个国家和地区建立并有效地实施了能效标识制度。

在我国实施空调能效标准的必要性及最近推出的节能补贴政策

在我国实施能效标准的必要性
制定和实施强制性能源效率标准已成为我国提高能效、节约能源和保护环境的重要手段和措施,受到了各级主管部门的重视和支持。同时,由于市场竞争的加剧,开发和生产节 能型产品,是生产企业扩大市场、增强产品竞争力的有效途径,能效标准成为引导市场、规范 市场、促进节能产品市场化的主要工具。
在我国工业更加深入地实施能效标准,是经济发展的需要,也是市场经济下节能工作的 必然选择。其积极作用主要表现在以下几个方面:
(1)缓解国家能源供需矛盾,保证经济持续发展
通过强制性能效标准的实施,根据我国国情,有计划、有步骤地提高产品能效,对缓解我 国能源需求的紧张有很大作用。从经济性的角度看:一方面,缓解了发电能力和相关基本建 设的压力,节约了大量基建投资;另一方面,也产生了巨大的经济效益。以电冰箱为例,每年 全国节电量价值约达20多亿元。
(2)是政府调控市场的新措施
随着我国市场经济的逐步完善,政府对经济的管理方式也发生了变化,由直接管理(即A直接对工业生产进行规定),向间接管理、支持公平的市场竞争、保护消费者的方向转变,由 过程管理向末端管理转变。能效标准的实施,能够引导市场,起到鼓励先进、淘汰落后的 作用。
(3)有利于建立公平的市场竞争机制,促进企业的节能技术进步能效标准的实施,为企业制定了节能目标,将会正确引导企业制定合理的发展规划,力口 强管理,采用先进技术,逐步改变我国的落后局面,提高能效,达到节能、环保的要求,增强我 国家用电器产品在国内外市场上的竞争力,早日与国际水平接轨。

确定能效指标的原则

(1)能效等级指标应是中长期节能目标的阶段性目标
根据国家政策中的节能目标值和实现这些目标的日期,分解成阶段性目标和实现日期, 应保证标准修订前后,市场的平均能效水平提高幅度大于国家节能目标要求:
(2)建立并保持有效的市场能效分布结构
能效标识将为消费者提供能效指标的鉴别机制,是消费者选择产品的重要依据。第一 阶段:能效标识实施初期,要结合我国的文化背景和消费者的心理倾向。各等级的产品应该 分布均匀、齐备,尤其应有一定数量的1、2级产品供消费者选择,供消费者从节能、购买费用、使用费用的降低、环保作用等多侧面考虑。第二阶段:步入成熟阶段.适当提高能效指标,成本增加产生的障碍通过结合国家或地方的金融激励政策来弥补。

防爆空调能效等级由来

随着我国市场经济体制的逐步完善,政府转变职能,对节能的管理方式将由过去对企业的直接管理向引导性的间接管理、创造公平的市场环境以及保护消费者利益的方向转变,即由对企业的生产过程管理向终端用能产品管理转变。实施能源效率标准和标识,是市场经济条件下政府加强节能管理、推动用能产品技术进步、规范用能产品市场的一项重要措施,是用新的发展观来指导节能工作的具体体现。
能效标准和标识是当前我国重要的节能管理工具。一方面能效标准确定了市场的准人门槛,另一方面,能效标识制度提供了统一的能效评价体系,为建立公开、公正、公平的市场环境,为消费者购买高效产品的热情创造了市场需求,刺激制造商减少低效产品的生产,并在技术可行、经济合理的前提下,开发新的、更高效的技术和产品,促进节能产品市场的良性竞争,使产品的能效水平得以持续提高。引导市场向高效率、高技术、高附加值方向转移,加快行业的技术进步和产业升级,增强企业在国际市场的竞争力,逐步学习、开发、掌握核心技术,有利于家用电器行业的技术进步和产业升级;有利于我国的环保工作,从源头抓起,有效减少污染的根源。 
能效标准是促进能源效率提高的重要手段。政府不再强制规定厂商应该如何达到标准,而是利用标准进行宏观管理。通过实施能效标准,可以不断提高家用电器的能源利用率,用较少的能源来维持或提高现有的生活水平,同时有利于保护环境和保障国家能源供需的平衡。
能效标准是节能产品认证制度、能效标识制度、政府采购、法律法规等能源政策手段实施的依据。制定能效标准具有生产公共产品的性质,它具有非排它性,私人是不愿意投资制定能效标准的,所以制定能效标准是政府的事情。
能效标准是一种节能政策工具,可以用来帮助政府实现节能目标,加速节能技术向市场的转化。标准的实施将从市场中去除成本效益差、高能耗的产品,同时鼓励发展成本效益好、能效水平高的技术和产品。
在市场经济国家,普遍实行的能效标准主要有家用电器、用能设备、小型汽车和建筑物等的能效标准。

变频技术在空调器中的应用展望

变频空调器的核心是变频压缩机,变频压缩机的核心是变频电动机,在变频电源下运行的电动机简称变频电动机。变频电动机为三相电动机,它克服了单相异步电动机的一些不足。单相异步电动机的旋转磁场是椭圆形的,对称性不如三相电动机,且起动性能差、电磁噪声大,体积也比三相电动机大。实际上,变频电源已很难驱动单相电动机运行,因为当频率发生变化时,单相电动机的电容(称为移相电容)值不可能发生相应的变化,使电动机有效运行。
压缩机驱动电动机采用的交流异步电动机的转速与旋转磁场同步转速存在一个转差,同步转速变化时,转差也有变化,这对精确控制压缩机的转速不利。然而异步电动机结构简单和价格低廉,是目前市场上大部分变频空调器所采用的,这种空调器称为交流变频空调器。
变频技术发展至今虽然只有短短20多年历史,但变频技术在空调器中的应用使得空调器在控制方面如虎添翼。1978在松下电器技术展上,变频空调器的雏形首次亮相。1981年东芝在世界上首次成功地将变频器应用于热泵空调中。从此,揭开了空调发展的新纪元。
目前在家用空调中应用广泛且技术比较成熟的是交流异步电动机调速形式。采用脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)技术的交流电动机调速系统,在性能上已经接近直流调速系统,在产品价格和稳定性方面,交流电动机具有明显的优势,因而交流电动机调速系统仍然是当今变频压缩机驱动电动机的主流。而交流变频调速技术的核心是PWM控制技术。PWM控制技术的发展经历了一个不断创新不断完善的过程。目前得到应用的方案不下十种,且仍有新的方案不断被提出。
在日本和美国等发达国家,变频技术应用于空调系统的研究已经有很长时间,技术应用水平相对比较成熟。特别是近年来,随着各种性能优良的新型电力半导体器件如IGBT(In-sulate Gate Bipolar Transistor)、有驱动电路和各种保护电路的智能型功率模块IPM(Intel-ligent Power Module)的推广应用和变频空调专用CPU超大规模集成电路的问世,以及建立在电机统一理论的人工智能模糊变频控制算法等控制方案的出现,使变频技术应用于家 用空调得到极大的发展。尤其在日本,由于其国内资源比较缺乏,大部分能源需要进口,从而对于节能和有效利用能源提出了很高的要求,大大刺激了变频技术的发展,最大程度地利 用了变频的节能效用。由于其起步早、发展快,从元件生产到技术基础都比较完善,具有较高的水平。
在我国,1996年开始日本夏普、东芝、松下、日立等公司相继在中国市场推出变频空调器,引发了更高技术的竞争,国内对变频空调器消费的要求也越来越高,国内房间空调业面临严峻的考验。于是国内众多厂家为在空调市场上抢占先机纷纷开发自己的变频产品。2007年7 000多万台的空调器总产量中变频空调器占了5%左右的份额,一些大的空调器厂商都有自己的家用变频空调器产品。
国内对于变频控制器的自主设计开发是近几年才开始的,然而从设计变频器到设计变 频控制器还有一定距离,因为变频调速技术只是变频控制器的一个方面,只能解决频率变化 的问题,而频率、风速等主要参数如何控制,如何与主机最佳匹配以最大限度提高空调器性能都是变频空调控制器需要解决的主要问题。
目前,国家高度重视节能工作,变频调速节能技术已列入重点组织实施的资源节约综合 利用技术改造示范工程之一。在“十一五”期间及今后的发展中,我国的变频器技术及变频器行业一定会有长足的进步。

防爆空调系统的介绍

整个系统分为室内与室外两部分。室内部分以室内控制单元为中心,由遥控器、传感器、风扇电机等组成,温度和湿度数据及运行模式等信号通过传输线输出给室外部分。室外部分以系统控制环节为中心,内有整流器、电流传感器、变频器、风扇电机等。
室温传感器装在室内部分。控制部分根据传感器输送的有关信号进行变频器输出频率的控制,若室内调节温差大,则使输出频率增加,反之则降低。这种调节是自动的,而且能迅速地进行。
所有防爆空调器都要有完善的电气控制系统,它包括开、停控制,功能选择控制,安全保护控制•自动恒温调节控制等。防爆空调器的所有动作都由电控系统来指挥。
我国生产的防爆空调器的电气控制系统大都采用了集成电路元件,主要由微电脑来控制各 功能的选择和操作,如自动恒温操作控制、间歇开停除湿控制、经济制冷控制、遥控功能控、热泵自动融霜功能控制,以及其他的自动控制等。
防爆空调器的控制主要为温度控制与风量控制,在应用变频器以前,温度控制一般是通过控制压缩机的运行时间来控制空调的制冷温度,通过控制风机的转速快慢来控制风量。因此,应用变频器来控制压缩机电机以及风机的转速,就可以很快地调整防爆空调的制冷温度及风量。 应用变频器调速可以方便地调节室内温度,克服了应用时间继电器调速带来的被控温度不准、压缩机噪声大、耗能大以及设备使用寿命短等缺点。变频空调使温度控制精度提高、压缩机噪声减小、节能以及延长设备使用寿命等优点。所以,防爆变频空调一问世,便得到广泛的 应用,成为新型节能电器产品。

变频技术在防爆空调系统中的应用

防爆空调系统中采用变频调速是近年来发展起来的新兴技术,变频器在空调中的应用充分发挥了变频器节能、省电、噪声低、延长空调使用寿命等优点。因此,变频空调一问世,就得到了人们的喜爱和广泛的应用,已进入住宅、办公室、写字楼等多种场所。空调器采用变频 技术已是大势所趋,今后应用变频器控制的空调系统及空调器将不断发展并占有越来越多
的市场份额。
防爆空调系统基本上是由制冷、通风、电气控制三大部分组成。这三部分互相配合,共同完 成空气调节的任务。本节主要针对电气控制系统进行讨论。
定速空调器使用开关控制方式,用鼠笼式电机带动压缩机来调节温度,这种方式存在下列缺点: 
①由于安装空调机的房间朝向不同以及楼层的不同,进行一年中最大负载的估算较难进行,因此防爆空调机的选用就可能不太合适。若空调功率选小了,则调节效果不佳,选大了,会造成成本的浪费。
②压缩机电机的启动电流大,因此电源容量的选定要比连续运行时需要的电源容量大。
③用开关方式控制空调机,温度变化会出现明显的波动,即室内温度和湿度会发生波动,有不舒适感。 
④因为压缩机转速恒定,冷暖调节能力不能与外界环境温度的变化同步,导致调节效果下降。

变频器的选择

选用变频器要充分了解所用变频调速的目的是什么,变频调速系统应在何种场合使用以及负载特性的具体情况,并从输出电压、输出频率、容量、保护条件、u//(电压/频率)输出模式、电网到逆变器的切换、瞬停再启动等诸方面因素进行综合考虑,进而选择出符合要求的变频器。
(1)输出电压 .
变频器输出电压可按电机额定电压选定。对于高压电机,如3 kV级的高压电机选配变频器时,可选用变压器进行电压匹配。
(2)输出频率
变频器的最高输出频率根据机种的不同有不同的值,最高频率有50、60、120、200Hz等甚至更高。变频范围在0?50 Hz的变频器,一般调速范围在额定转速之间,大容量通用变频器均属于此类。最高输出频率超过50 Hz以上的变频器由于输出电压不变并为恒功率特性,要注意在高速区转矩的减小。
进行频率选择时,可根据变频器的使用目的所确定最高输出频率来选择变频器。

交、直流变频的性能对比

        变频空调就是压缩机运行频率可以调节的防爆空调器,运行频率高时,运转速度快,制冷、制热量大;运行频率低时,运转速度慢,制冷、制热量小。变频空调分为直流变频空调和交流变频空调两种,其中交流变频空调的压缩机电机和风机电机均采用交流电机。直流变频空调又分为1D和3D两种,1D直流变频空调仅压缩机采用直流无刷电机,风扇采用交流电机,而3D直流变频空调的压缩机电机与风机电机均采用直流电机,目前大部分厂家所宣传的全直流变频空调即为3D直流变频空调。
        在交流变频控制中,输出频率和电动机负荷、电压过高或过低都会降低效率。并且电压高时可能产生过电流过大,太低时会有电动机停止运转的情况。为防止其发生,有时用控制功率来调整电压/频率。另外交流变频控制中,电动机转速与控制频率不同步,电动机实际转速要稍低。 
         交流变频异步电动机和直流无刷电动机均是靠电动机内部形成的磁力和线圈中的电流间作用产生的磁力运转的,线圈中的电流在两者中都是从外部流人,但内部磁通的形成方式都不同。交流变频异步电动机的内部磁通也是由外部进人的电流形成的,这就必须有进人线圈与形成磁通的两部分电流,而电流流动必定会因电阻等产生损耗,这就是效率低的原因。直流无刷电动机是由永久磁铁生成内部磁通的,因此不需要外部能量供给,不会产生这一部分的损耗,因此效率高。
笼统地讲,交流变频空调器与直流变频空调器中采用的压缩机电机原理上都是定子产生一个不断旋转的圆形旋转磁场,利用定、转子磁场间电磁力相互作用产生的转矩不断推动转子转动。由于直流变频中采用了无刷直流电动机,其转子为永久磁铁,不需要感应电流产生磁场,减少了损耗,因此效率较高。一般情况下较交流变频省电约12%,如果转子的磁体排列更科学,磁力线集中度更高,再加上采用含稀土钦的磁体,则可较交流变频省电高达18%~20%。
        另外,因为直流变频可以随外界负荷的大小调节转速,在原理上比负荷变化时压缩机开停的交流变频要节能。因此,综上所述,直流变频要比交流变频省电。