变频空调器节能分析

王平 张士友 董际鼎

（1.荆楚理工学院 湖北荆门 448000；2.六安索伊电器制造有限公司安徽六安 237000；3.武汉海尔电器股份有限公司 湖北武汉 430000）

随着转速可控型房间空气调节器(下面简称:变频空调器)的逐渐普及和应用，其节能效果和产品质量越来越受到人们的关注。单从铭牌标注的能效等级看，变频空调器和房间空气调节器(下面简称:定频空调器)两者的节能情况没有可比性，使用者也无法判断两种空调器的实际节能情况。有人认为变频空调器使用时不(或少)停机，定频空调器使用时会经常停机，应该是停机的更节能。到底是停机节能还是不停机节能？本文通过对变频空调器和定频空调器的优缺点和节能计算对比分析，给出结论。

1 国家标准的相关规定

变频空调器是根据不同的运行温度和要求温度改变电机运行频率，提供与房间热负荷相适应的冷(热)量的一种空调器。给房间提供的冷(热)量和转速的大小与热源热焓量有关，其变化幅度较大。

定频空调器是转速不可控型的普通房间空气调节器，给房间提供的冷(热)量随热源热焓量变化幅度不大，采用开机时间和停机时间平衡房间温度。

无论哪种空调器，主要有制冷(热)量、能效等级、噪声三大性能指标，其中表示节能效果的能效等级(包括能效比、性能系数和季节能源消耗效率)是国家强制指标。能效比是空调器在标准制冷工况进行制冷运行时的制冷量与消耗功率之比值；性能系数是空调器在制热工况热泵运行时的制热量与消耗功率之比值；季节能源消耗效率分制冷、制热和全年。

之前，变频空调器的节能指标与定频空调器完全相同，2008年国家标准[1]出台后，变频空调器强制执行制冷季节能源消耗效率(SEER)，定频空调器强制执行[2]能效比(EER)。标准[3]附录E规定，变频空调器的制冷季节能源消耗效率与定频空调器的能效比的测试和计算方法完全不同，两者没有可比性。

制冷季节能源消耗效率是空调器从24℃～38℃制冷季节,按规定的时间运行时所产生制冷量总和与消耗电量总和之比,能效比是在35℃额定工况下，空调运行时的制冷量与消耗功率之比。

为了具有可比性，下面我们将变频空调器和定频空调器都采用35℃额定工况测试其制冷量与消耗功率之比的能效比，以及两者都按标准[1]和标准[3]规定的工况进行测试和计算季节能效比。

2 空调器季节能效比的测试计算

我们以市场产品3级能效的KFRd-35GW型定频空调器和KFRd-35GW/Bp型变频空调器，按标准[1]的运行要求测试及按标准[3]规定进行计算两者的季节能效比，见表1。

从表1中可以看出，定频空调器在35℃时的能效比为3.426W/W，整个制冷季节能效比的波动范围在3.20W/W～3.57W/W之间，制冷季节能效比为3.47W/W；变频空调器在35℃时的能效比为3.11W/W，制冷季节能效比的波动范围2.87W/W～5.30W/W之间，制冷季节能效比为3.92W/W。

图1 变频空调器与定频空调器能效比曲线

35℃工况时，定频空调器制冷季节能效比高于变频空调器10.3%；24℃～38℃整个季节工况，定频空调器制冷季节能效比低于变频空调器11.5%。从图1分布曲线看，定频空调器波动小，波动值只有11.6%，变频空调器波动值达84.7%；低于34℃温度时，使用变频空调器能效比较高，高于34℃温度则使用定频空调器能效比较高。

从表2中可以看出，32℃～38℃环境温度使用变频空调的季节能效比为3.45W/W，定频空调器的季节能效比为3.44W/W，两者基本相等。从实际调查情况看，75%以上家庭使用空调器的温度大部分都在32℃以上，在24℃到32℃温度之间时，绝大部分家庭都是使用电扇降温，不到25%的家庭在27℃以上温度时会使用空调器；宾馆、办公室等在27℃以上温度才允许使用空调器制冷。

表1 KFRd-35GW型定频空调器与KFRd-35GW/BP型变频空调器测试计算值

表2 KFRd-35GW型与KFRd-35GW/BP型空调器32℃以上环境温度使用时的测试计算值

表3 相同容量定频空调器与变频空调器优缺点对比

3 定频空调器与变频空调器优缺点

由于变频空调器生产厂家对变频技术掌握程度的不一致，节能的变频空调器和不节能的假变频空调器都在市场上流通。加上国家标准中对定频空调器和变频空调器节能参数的定义无可比性，增加了人们选择的疑惑。2008年国家明确规定了变频空调器的能效等级，对变频空调器的发展起到重要作用，变频技术逐渐成熟，变频空调器的成本也逐渐得到控制，从2010年以后，变频空调器大有独占市场的趋势。

变频空调器发展到现在，对其节能问题及产品可靠性仍有争议。变频空调器的低温运行高能效、高温运行能力强、制热能力强、温度控制精度高等优点已是不争的事实，也是变频空调能够逐渐发展的重要因素；从表1中可以看出，按标准[1]要求的运行温度(从24℃到38℃)和运行时间(1136小时)，变频空调器比定频空调器多产制冷量3394.2W，少用电71度，节电11.3%。

从国家节能政策要求看，要求27℃以下环境温度不允许开空调降温，从实际应用看，环境温度32℃以下采用电风扇已能解决降温问题。从表2中可以看出，在32℃至38℃空调器的制冷运行时间为365小时，从24℃到31℃的771小时，多数家庭采用电风扇降温。

3.1 定频空调器的优缺点

1)价格低。32℃以下温度采用电风扇降温，32℃以上才用空调降温。比常年采用变频空调降温省电40%，适用于较低收入家庭。

2)停机率高，控制温度精度低，使用时温差较大，有时冷时热的现象。适合对温度不太敏感的人群。

3)适应室内有较大热源的场所，如餐厅、机房等，类似高温下使用空调器，比变频空调器节能。

4)适用于维修不方便的场所。如乡村、少空调维修站的偏远地区。

3.2 变频空调器的优缺点

1)适用于需要全天候使用空调制冷和制热场合、室内无较大热源场所，如宾馆、高收入家庭等。低收入家庭32℃温度下也需要使用空调器时，选择变频空调器更节能，减少使用费用。

2)制冷制热效果快，空调运行时停机少(不是不停机)，温度变化小，适用于对温度敏感的人群。

3)需要经常护理，且维修率高，适用于有专人管理的场所。如宾馆、办公楼。

变频空调器发展至今还有难以克服的问题，与定频空调器相比，高温运行不节能、返修率高、成本高、高频运行噪声大等问题至今没有根本解决。查网络上销售的产品市场价格，KFR-35GW/Bp2DNY-H(3)型变频空调器售价3685元，KFR-35GW/DY-WE1定频空调器售价3080元，价格差605元，变频比定频贵20%。对于空调器的返修率数据无法实际统计，在各厂家均属绝密文件。空调器的返修率主要是电器件的返修率最高，变频空调器所用的电器元件远多于定频空调器，先天决定了变频空调器的返修率会远高于定频空调器。在目前阶段，变频空调器和定频空调器各有特点，表3对定频空调器和变频空调器的优缺点进行了对比，不同的使用人群和场合，可以对照选用合适的空调器。

在使用上变频空调器具有定频空调无法达到的优势。如制冷制热效果快，利用其高频运行优势，快速降低或提升室内温度，使之迅速达到设定温度；定频空调器没有这个功能，有的定频空调器设计了“超负荷”运行功能，也只是将风机转速提高到极限后增加部分制冷量，与变频空调器将压缩机频率提到最高，同时将风机转速也提到最高无法相比。另外变频空调器使用电压可以用电控调整，实现低电压运行，目前市场上有的变频空调器最低实际使用电压可低到130V还能正常使用，这对于当前农村电压偏低具有十分重要的意义。

4 结论

1)变频空调器在控制房间温度精度、低温运行节能、适用电压范围广和冷热效果快等方面具有定频空调器无法逾越的使用优势。

2)变频空调器在高频节能和宽频运行方面还有待进一步提高和突破。

3)控制系统复杂、设计和制造成本高、故障率高等问题是变频空调器有待研究和解决的问题。

4)定频空调器成本低、故障率低、稳定性好等优势，而这些正是变频空调器的短板，因此定频空调器仍具有一定的市场份额。

5)节能方面，变频空调器和定频空调器目前各有长处，从低碳国策和实用性讲，目前定频空调器还具有一定优势，但从长远发展看，变频空调器将会超越定频空调器。

[1] GB 21455-2008,转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源效率等级[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2] GB 12021.3-2010,房间空气调节器能效限定值及能效等级 [S].北京：中国标准出版社，2010.

[3] GB/T 7725-2004,房间空气调节器[S].北京：中国标准出版社，2004.

[4] 汪秀清.论房间空调器的技术指标[J].制冷与空调(四川)，2011，25(1)：40-43.

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