变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析

崔天伟

摘要：本文首先介绍了变频空调工作模式，分析了变频空调应用现状，并结合相关实践经验，分别从变频空调新技术等多个角度与方面，深入探讨了变频空调的技术应用与选择问题，阐述了个人对此的几点认识，望有助于相关实践。

关键词：变频技术;制冷空调;应用;节能

引言

当前，国家经济社会持续快速发展，人们生活水平普遍提高，空调市场需求量呈现出连年攀升趋势。随着制冷空调系统应用条件的不断变化，对变频技术的应用及节能提出了新的要求，如何优化变频技术的应用效果极为关键。

1、变频空调的工作模式

变频空调是指深度采用变频技术的制冷空调，通过变频器的循环工作有效调整电源频率，进而对压缩机运转速度进行动态化控制。

变频空调是区别于定频空调而言的，与一般定频空调在运行控制方式等方面存在着显著差异。定频空调在实际运行中，压缩机转速及制冷剂的往复循环保持在相对恒定状态，需要通过对空调机器的开启及设定温度增减等方式，达到室温调节的预期效果。由于定频空调的“开”与“启”是两种完全不同的运行状态，因此室温及设定温度存在明显的变化幅度。而变频空调则通过变频技术的调节功能，提高了对室温及设定温度的协调性及敏感性，及时向空调压缩机发出调整信号，使其在处于连续运行状态下，高效完成相应的指令任务，优化空调热负荷[1]。

变频空调实际效用的发挥，离不开变频器这一关键组成部分的重要作用，也有赖于其对外界环境参数的及时感知，有效实现空调压缩机运行模式的高频自由切换，提高了调控室内温度、湿度的工作效率，降低了温度调节过程中的过大起伏波动，实现了低能耗、低排放的目的，具有高效、快速、节能等诸多优势特点。在变频空调运行状态中，得益于温湿度传感器的应用，可自动监测外界环境参数，在运转速度调节方面具有理想的灵活性，同时一定程度上摆脱了对电压的过度依赖，即使在电压相对不稳定的特殊情况下同样可以正常运行[2]。

2、变频空调的应用现状

长期以来，经过实施技术研发与创新，变频空调的实际性能得以持续改进优化，实用性越来越强，市场需求量连年激增，相应的设计及制造技术工艺越来越成熟，体现出较强的现代化、智能化、自动化发展趋势。可以说，变频技术已经成为制冷空调行业发展中的主流技术控制模式。

由于变频空调植入了电子膨胀阀设备，可有效监测空气流动性，形成传感指令，进而自动调节机器转速，对室温进行快速有效高低调节，极大地提高了制冷空调操作的便利性，优化了人体对温度变化的感官体验，舒适性较强，得到广大消费者普遍认可。现阶段，变频空调凭借着出色的优势特征，大有取代传统定频空调之势，已经逐渐发展成为制冷空调市场上的主流产品。

在节能方面，由于变频空调采用了软启动模式，可在低频率状态下完成启动，启动电流相对较小，避免了大电流冲击。同时，变频空调通过调整电源频率来控制制冷空调压缩机的转速，使制冷量在不同工况状态下均可发挥出卓越性能，取得最优化的制冷效果。当室温达到相应设定温度后，通过保持相对低频运行率确保温度恒定，避免了频繁开启造成的电能消耗，有效减少了能源需求，具有良好的节能效果，经济性极为突出。

在温度调节时间方面，变频空调开启后，通过变频调节控制，进入相对高频率的运转状态，发挥制冷空调压缩机的最大功率，可用最短的时间达到预定温度，降低了等待时间。研究表明，变频空调实现5℃-8℃的室内降温幅度所需要的时间仅为普通定频空调的1/2.

在运行噪音方面，由于变频空调避免了频繁启动，压缩机始终保持在运行状态，所发出的气流声等噪音相对较低，噪音系数保持在相对较低水平，具有明显的隔音降噪效果。研究表明，变频空调运行过程中产生的噪音为20-30 db（A），远远低于一般定频空调运行所产生的噪音。

同时，也要全面认识到变频空调存在的缺点与不足之处。首先，变频空调最佳效果的取得有赖于保持持续开机运行状态。对于部分追求舒适性的消费者来说，若想达到最优体验，全面彰显变频空调的独特优势，则需要保持制冷空调处于较长时间的开启状态，直接延长了制冷空调的运行时间，对电力供应需求相对增多。其次，就当前发展阶段而言，由于我国变频技术起步较晚，发展进程相对缓慢，与欧美发达国家相比还存在着明显差距，尤其是在关键核心技术的自主研发方面显著不足，使得变频空调的结构相对复杂，制造成本较高，产品价格高企不下。再次，与定频空调不同，由于变频控制技术发展相对不成熟，变频空调的部分关键组成构件耐用性不足，在连续工作状态下容易产生各类故障问题，导致机器运行故障频发，维修频次较多，且维修费用相对较高。

总之，随着时代的发展及科学技术的创新，变频控制技术在制冷空调中的应用将会日益先进，相关缺陷与不足将会得以充分改进与弥补，变频空调的性能也将得到进一步提升与优化，走上高质量、高性能的发展道路[3]。

3、变频空调的技术应用与选择

3.1变频空调的新技术

随着市场需求的持续提高，变频技术不断创新，各类新技术已经开始逐渐得以应用，提高了变频空调的稳定性，高效节能、长寿耐用的直流变频空调成为市场消费主流。实践表明，有厂家已成功研发出永磁同步电机无传感器三相矢量控制技术，并应用于制冷空调的量产。这种技术具有噪音小、适应性强、可靠性高等优势特点，极大地提高了压缩机工作效率，降低了能源消耗，使所配套的制冷空调产品在市场竞争中更占优势。

3.2新的控制模型

当前社会是信息化社会，互联网技术渗透到社会发展的各个角落，“互联网+”理念持续深化，在变频技术的应用领域产生了诸多新型控制模型。这些模型既体现着相对传统成熟稳定的空调控制理念，也与变频技术的未来发展方向相契合。在新型控制模型作用下，变频空调的感应参数愈发细化、精准化，使变频空调的变频控制性能更加平顺，可满足广大消费者个性化与差异化的制冷需求。当今市场上流行的全直流变频空调便完全体现了变频空调智能化的发展趋势，该类型空调选用全直流控制模式，分别调控核心电机，节能效果突出，性价比较高。

3.3变频空调的选择

变频空调的稳定性受到多方面要素的影响，包括电路干扰、绝缘性能等。在变频空调选择过程中，既要注重其稳定性，又要注重其整机使用寿命。要综合考虑变频空调在相对极端条件下的工况状态，注重所采取的相应保护措施是否切实有效，安全防护配置是否具有足够的耐用性，以及所设定的能耗等级是否符合节能需求等。同时，在变频空调制造商、性价比等方面，要注重不同变频空调品牌的不同优势侧重所在，在充分权衡制冷面积、制冷效果、预期的更新换代年限等要素后综合确定，得出最优选择。

结束语

综上所述，变频技术在制冷空调系统中的应用优势极为明显，具有良好的未来发展前景。技术人员应该从制冷空调系统的实际应用需求出发，充分遵循变频技术应用的基本规律，实现技术创新发展，切实提高变频技术应用实效。

參考文献：

[1]梅敏华，王敏远.浅谈变频技术在制冷空调系统中的应用与发展[J].科技经济市场，2018（10）：31-32+102.

[2]梁海洲.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析[J].工程技术（文摘版），2017，03（03）：254-255.

[3]李燕鹏.变频技术在制冷空调系统中的应用及节能分析[J].工程技术（文摘版），2017，01（10）：262-262.

（作者单位：珠海格力电器股份有限公司）