家用变频空调冷负荷与节能分析

詹才意

摘要：随着科技的不断发展，以及人们生活质量的提高，家用空调被广泛地应用，其中，家用变频空调更是受到了人们的欢迎，文章就家用变频空调冷负荷与节能进行了分析及讨论。

关键词：家用变频空调；冷负荷；节能

中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）18

随着社会的不断进步，家用空调也在不断发展着，目前国内的家用空调主要有家用变频空调及定速空调，尽管变频空调的价格要比定速空调要高些，可它依然受到了人们的青睐，同时，由于变频空调的定性解释不足，并不能让人们完全信服其节能性，而且我国现在夏季的空调能耗问题也越来越突出，经常会出现一些不必要能源消耗问题。准确了解变频空调冷负荷特点及节能性，对于人们进行空调选择更

为有利，同时也能加强人们的节能意识。

1变频空调及冷负荷概述

1.1变频空调概述

变频空调所指的是在普通空调基础之上运用了变频专用的压缩机，并增加了变频的控制系统，其它结构及制冷原理与普通空调是一样的，变频空调主机为自动无级变速，能够依据房间情况进行自动提供所需冷热量，如果室内的温度达到了一定期望值，空调的主机就能够保持这一温度恒定运转，并实现不停机的运转，以保证室内环境温度稳定。变频空调概念是相对于定频空调所产生的，我国电网电压为220V、50Hz，当空调在这种条件下进行工作时，就称为定频空调，这种空调的供电频率是不能改变的，其压缩机转速也是大体不变的，仅能依靠开亭压缩机进行室内温度的调节，在这种一停一开间很容造成室内温度的忽热忽冷，且消耗的电能比较多；而变频空调的变频器能够对压缩机的供电频率进行改变，从而调节压缩机的转速，通过压缩机转速快慢来控制室内的温度，当室温波动比较的时候，电能的消耗就会小，舒适度也就大大提高了，变频空调依据环境温度来自动制冷、制热及除湿运转的方式，能够让室内的温度在短时间之内达到所需温度，且在低能耗及低转速的状态下进行较小温差波动，从而快速实现了节能、快速及舒适控温的效果，变频器是变频空调的核心，其变频原理也就是当供电频率较高时，压缩机的转速就快，空调的制冷量就大；当供电的频率较低的时候，压缩机的转速就减慢，同时制冷量也会减小。

1.2冷负荷概述

冷负荷又可以称为制冷负荷，是指让室内的温度保持在一定的水平上。并且空调设备能够在单位时间内排除规定热量，其热量有时与得热量是相等的，有时是不等的，有时候建筑物结构蓄热能力确定了得热量和冷负荷间的关系，其瞬时潜热及显热得热对流后构成了瞬时的冷负荷，但显热得热里的辐射成风是不能构成冷负荷的，其辐射热被室内物体吸收及储存之后，会缓慢地散发到室内空气中。可以说，当室内的空调负荷想保持建筑物热湿环境会在某时刻给房间供应一定冷量，就称为冷负荷。它所包括的内容主要有室内设备、围护结构、灯光照明、日射、新风及人员散热等所引起的冷负荷。通过对家用变频空调的冷负荷特点及节能性的了解，能够对变频空调进行完善，从而提高人们的生活质量及节约能源。

2家用变频空调中冷负荷计算与分析

以某住宅小区的卧室为例来计算分析，房间主要分为一般位置及顶层位置两种，高度为2.7m，面积为20m2，所运用的是冷负荷系数法进行计算的，室内的温度一般在25℃是比较适宜的，现在选取窗户朝西及朝南房间实行冷负荷计算，通过计算比较之后，发现朝南房间的冷负荷波动比较小，但朝西房间的冷负荷变化要比较明显一些，通过比较分析之后，得到结论为朝西房间大下午之后所受到的日射是比较多的，这样在一天之内的日射得热变化是比较大的，致使冷负荷波动也比较大，朝南房间所受日射波动要小些，这样受到的冷负荷波动也就小些；当房间外窗户的面积增大之后，一天之内冷负荷最小值变化是不大的，但最大值的变化却提高了很多，特别是朝西房间的冷负荷峰值增大了很多，因此，在夏季东、西向房间的冷负荷波动是比较大的，这样在选用变频空调的时候，就需要空气调节器比较大的，同时，在建设住宅的时候要充分考虑到降低房间的日射得热量，并且减少外墙窗户的开窗率和进行外遮阳的防护，从而保持室内的温度。

3家用变频空调节能分析

当空调进行制冷时，会对变频空调起到影响的主要有以下四方面因素，一是家用变频空调实际的运行情况，不论空调压缩机是按照何种速度在运行的，对家用变频空调制冷系数COP会起决定作用的为空调的实际运行情况，而它的运行工况又是由制冷剂冷凝温度、冷凝器出口的过冷器、蒸发温度及蒸发器出口的过热度四个参数决定的，而起主要作用的为蒸发温度及制冷剂里的冷凝温度。通常在理想的情况下，在不同温度热源间可逆制冷剂制冷系数的公式为：COP=1/Th/（T1-1），其中，T1为低温热源的温度（K），Th为高温热源的温度（K），这个式子说明，在恒温热源之间进行工作的可逆制冷机的制冷系数仅和热源的温度相关，当制冷系数大小和两热源温度间的接近程度是有关的，当越接近时，其制冷系数COP就越大，这样在实际制冷机中，其制冷系数是与热源温度变化趋势和可逆机相同的。而且在变频空调工况附近，当蒸发温度上升1℃或者冷凝温度下降1℃的时候，可逆制冷机制冷系数就会增加2%～2.5%，由于电机效率、功率及热力完善度等情况，空调能效仅会增加1%～1.5%之间，这就使得变频空调比普通空调在理论上要节省能量为10%～15%左右。二是变频压缩机的电机效率影响，在空调器中，压缩机电机的能量消耗是很大的，它的额定功率能够占到空调总功率的90%，电机效率仅和电机功率大小有密切关系，而电流热损失并不会随着电机功率成比例上升，因此，大功率电机要比小供电机功率效率要高些，而同等功率单相交流要比三相交流电机的效率要低些，同时，现在的变频空调所使用的是三相交流变频电机，其电机效率要高些，并且比普通空调要节能10%左右。三是空调压缩机起停的次数也会有影响，与普通空调相比，变频空调还有个优势，就是压缩机起停的次数减少了，空调压缩机的电流在启动阶段是很大的，要比正常工作电流大2倍以上，如果经常启停压缩机，会对压缩机的绕组产生损害，减少压缩机使用的寿命，而变频空调能够延长压缩机的寿命。四是还会受到变频器能耗影响，在普通空调中是没有变频器的，在变频空调中，多出来的变频器自身是有一定功率消耗的，在1kVA的空调变频器中，发热所损耗功率大体为40～50W，要占到空调总输入功率的3%～5%，尽管这个数值不大，但对变频空调的节能效果会产生一些影响，总体上来说，变频空调要比定频空调的耗能量要小得多。家用变频空调的价格通常要比普通空调要贵出千元左右，而且仅有变频空调运行时间在6h以上，环境温度和所设置的温度相差不是很大的时候，所运行的功率才会低于平均功率，并处于省电的状态，当变频空调不能达到最佳的运行状态，也就是所设定的温度之前，会一直处在高频运转的状态，这时候就会很费电，因此，家用变频空调仅有在长时间的运行之后才会省电。

4结语

与普通空调相比，变频空调具有噪音低、制冷控制精度高、电压要求低及节省能耗等方面优点，但也具有持续开机、节电花费及维修寿命等方面的问题，在进行家用变频空调选择时，要依据自身情况及空调性能要求来选购，但总体来说，随着人们环保意识的加强，高新科技的需求，家用变频空调将越来越成为人们家庭生活空调方面的首选，其发展空间还是很大的。

参考文献

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[2]张宏亮，刘金平．家用变频空调冷负荷分析与节能探讨

[J]．暖通空调，2007，（3）．

[3]孙洋．冰蓄冷空调改造设计及经济性分析[J]．科技创新导报，2012，（8）．

（责任编辑：赵秀娟）