變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析

崔天偉

摘要：本文首先介紹了變頻空調工作模式，分析了變頻空調應用現狀，并結合相關實踐經驗，分別從變頻空調新技術等多個角度與方面，深入探討了變頻空調的技術應用與選擇問題，闡述了個人對此的幾點認識，望有助于相關實踐。

關鍵詞：變頻技術;制冷空調;應用;節能

引言

當前，國家經濟社會持續快速發展，人們生活水平普遍提高，空調市場需求量呈現出連年攀升趨勢。隨著制冷空調系統應用條件的不斷變化，對變頻技術的應用及節能提出了新的要求，如何優化變頻技術的應用效果極為關鍵。

1、變頻空調的工作模式

變頻空調是指深度采用變頻技術的制冷空調，通過變頻器的循環工作有效調整電源頻率，進而對壓縮機運轉速度進行動態化控制。

變頻空調是區別于定頻空調而言的，與一般定頻空調在運行控制方式等方面存在著顯著差異。定頻空調在實際運行中，壓縮機轉速及制冷劑的往復循環保持在相對恒定狀態，需要通過對空調機器的開啟及設定溫度增減等方式，達到室溫調節的預期效果。由于定頻空調的“開”與“啟”是兩種完全不同的運行狀態，因此室溫及設定溫度存在明顯的變化幅度。而變頻空調則通過變頻技術的調節功能，提高了對室溫及設定溫度的協調性及敏感性，及時向空調壓縮機發出調整信號，使其在處于連續運行狀態下，高效完成相應的指令任務，優化空調熱負荷[1]。

變頻空調實際效用的發揮，離不開變頻器這一關鍵組成部分的重要作用，也有賴于其對外界環境參數的及時感知，有效實現空調壓縮機運行模式的高頻自由切換，提高了調控室內溫度、濕度的工作效率，降低了溫度調節過程中的過大起伏波動，實現了低能耗、低排放的目的，具有高效、快速、節能等諸多優勢特點。在變頻空調運行狀態中，得益于溫濕度傳感器的應用，可自動監測外界環境參數，在運轉速度調節方面具有理想的靈活性，同時一定程度上擺脫了對電壓的過度依賴，即使在電壓相對不穩定的特殊情況下同樣可以正常運行[2]。

2、變頻空調的應用現狀

長期以來，經過實施技術研發與創新，變頻空調的實際性能得以持續改進優化，實用性越來越強，市場需求量連年激增，相應的設計及制造技術工藝越來越成熟，體現出較強的現代化、智能化、自動化發展趨勢。可以說，變頻技術已經成為制冷空調行業發展中的主流技術控制模式。

由于變頻空調植入了電子膨脹閥設備，可有效監測空氣流動性，形成傳感指令，進而自動調節機器轉速，對室溫進行快速有效高低調節，極大地提高了制冷空調操作的便利性，優化了人體對溫度變化的感官體驗，舒適性較強，得到廣大消費者普遍認可。現階段，變頻空調憑借著出色的優勢特征，大有取代傳統定頻空調之勢，已經逐漸發展成為制冷空調市場上的主流產品。

在節能方面，由于變頻空調采用了軟啟動模式，可在低頻率狀態下完成啟動，啟動電流相對較小，避免了大電流沖擊。同時，變頻空調通過調整電源頻率來控制制冷空調壓縮機的轉速，使制冷量在不同工況狀態下均可發揮出卓越性能，取得最優化的制冷效果。當室溫達到相應設定溫度后，通過保持相對低頻運行率確保溫度恒定，避免了頻繁開啟造成的電能消耗，有效減少了能源需求，具有良好的節能效果，經濟性極為突出。

在溫度調節時間方面，變頻空調開啟后，通過變頻調節控制，進入相對高頻率的運轉狀態，發揮制冷空調壓縮機的最大功率，可用最短的時間達到預定溫度，降低了等待時間。研究表明，變頻空調實現5℃-8℃的室內降溫幅度所需要的時間僅為普通定頻空調的1/2.

在運行噪音方面，由于變頻空調避免了頻繁啟動，壓縮機始終保持在運行狀態，所發出的氣流聲等噪音相對較低，噪音系數保持在相對較低水平，具有明顯的隔音降噪效果。研究表明，變頻空調運行過程中產生的噪音為20-30 db（A），遠遠低于一般定頻空調運行所產生的噪音。

同時，也要全面認識到變頻空調存在的缺點與不足之處。首先，變頻空調最佳效果的取得有賴于保持持續開機運行狀態。對于部分追求舒適性的消費者來說，若想達到最優體驗，全面彰顯變頻空調的獨特優勢，則需要保持制冷空調處于較長時間的開啟狀態，直接延長了制冷空調的運行時間，對電力供應需求相對增多。其次，就當前發展階段而言，由于我國變頻技術起步較晚，發展進程相對緩慢，與歐美發達國家相比還存在著明顯差距，尤其是在關鍵核心技術的自主研發方面顯著不足，使得變頻空調的結構相對復雜，制造成本較高，產品價格高企不下。再次，與定頻空調不同，由于變頻控制技術發展相對不成熟，變頻空調的部分關鍵組成構件耐用性不足，在連續工作狀態下容易產生各類故障問題，導致機器運行故障頻發，維修頻次較多，且維修費用相對較高。

總之，隨著時代的發展及科學技術的創新，變頻控制技術在制冷空調中的應用將會日益先進，相關缺陷與不足將會得以充分改進與彌補，變頻空調的性能也將得到進一步提升與優化，走上高質量、高性能的發展道路[3]。

3、變頻空調的技術應用與選擇

3.1變頻空調的新技術

隨著市場需求的持續提高，變頻技術不斷創新，各類新技術已經開始逐漸得以應用，提高了變頻空調的穩定性，高效節能、長壽耐用的直流變頻空調成為市場消費主流。實踐表明，有廠家已成功研發出永磁同步電機無傳感器三相矢量控制技術，并應用于制冷空調的量產。這種技術具有噪音小、適應性強、可靠性高等優勢特點，極大地提高了壓縮機工作效率，降低了能源消耗，使所配套的制冷空調產品在市場競爭中更占優勢。

3.2新的控制模型

當前社會是信息化社會，互聯網技術滲透到社會發展的各個角落，“互聯網+”理念持續深化，在變頻技術的應用領域產生了諸多新型控制模型。這些模型既體現著相對傳統成熟穩定的空調控制理念，也與變頻技術的未來發展方向相契合。在新型控制模型作用下，變頻空調的感應參數愈發細化、精準化，使變頻空調的變頻控制性能更加平順，可滿足廣大消費者個性化與差異化的制冷需求。當今市場上流行的全直流變頻空調便完全體現了變頻空調智能化的發展趨勢，該類型空調選用全直流控制模式，分別調控核心電機，節能效果突出，性價比較高。

3.3變頻空調的選擇

變頻空調的穩定性受到多方面要素的影響，包括電路干擾、絕緣性能等。在變頻空調選擇過程中，既要注重其穩定性，又要注重其整機使用壽命。要綜合考慮變頻空調在相對極端條件下的工況狀態，注重所采取的相應保護措施是否切實有效，安全防護配置是否具有足夠的耐用性，以及所設定的能耗等級是否符合節能需求等。同時，在變頻空調制造商、性價比等方面，要注重不同變頻空調品牌的不同優勢側重所在，在充分權衡制冷面積、制冷效果、預期的更新換代年限等要素后綜合確定，得出最優選擇。

結束語

綜上所述，變頻技術在制冷空調系統中的應用優勢極為明顯，具有良好的未來發展前景。技術人員應該從制冷空調系統的實際應用需求出發，充分遵循變頻技術應用的基本規律，實現技術創新發展，切實提高變頻技術應用實效。

參考文獻：

[1]梅敏華，王敏遠.淺談變頻技術在制冷空調系統中的應用與發展[J].科技經濟市場，2018（10）：31-32+102.

[2]梁海洲.變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析[J].工程技術（文摘版），2017，03（03）：254-255.

[3]李燕鵬.變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析[J].工程技術（文摘版），2017，01（10）：262-262.

（作者單位：珠海格力電器股份有限公司）