可變冷媒流量空調(diào)體系中變頻技能與數(shù)碼渦旋技能比較

　　現(xiàn)在可變冷媒流量空調(diào)體系在實(shí)踐工程中得到了廣泛的運(yùn)用,各大空調(diào)廠家紛紛推出相應(yīng)的產(chǎn)品, 20世紀(jì)90年代我國從日本引入變頻技能，90年代后期美國谷輪公司開發(fā)了數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)，并先后被用于數(shù)家空調(diào)企業(yè)。近幾年,國內(nèi)的空調(diào)廠家如天加、美的、海爾等也紛紛研制開發(fā)了數(shù)碼渦旋空調(diào)體系。

　　就以下幾個(gè)方面對(duì)變頻技能和數(shù)碼渦旋技能進(jìn)行比較。

　　1 兩種技能的比較

　　1.1 作業(yè)原理

　　1.1.1變頻：壓縮機(jī)的容量是經(jīng)過變頻壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速改動(dòng)的。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷要求進(jìn)步時(shí)，壓縮機(jī)馬達(dá)的頻率隨之增大，然后導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速更快，容量更高。相同地，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷要求隨之下降時(shí)，壓縮機(jī)的頻率減小，然后使容量下降。

　　從變頻壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速公式

　�。�1）可以看出，在電機(jī)選定的條件下，頻率與轉(zhuǎn)速是一一對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。調(diào)理電機(jī)輸入頻率，即可改動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后操控冷媒流量以習(xí)慣不同的室內(nèi)負(fù)荷。

　　（1）

　　——電機(jī)轉(zhuǎn)速,r/min;

　　——電機(jī)定子供電頻率,Hz;

　　——電機(jī)的轉(zhuǎn)差率；

　　——電機(jī)極對(duì)數(shù)；

　　1.1.2數(shù)碼渦旋:壓縮機(jī)容量是經(jīng)過渦旋盤的周期性嚙合與脫開來改動(dòng)的。當(dāng)外部電磁閥封閉時(shí)，數(shù)碼渦旋象標(biāo)準(zhǔn)型壓縮機(jī)相同作業(yè)，容量到達(dá)100%，當(dāng)外部電磁閥翻開時(shí)，兩個(gè)渦旋稍微脫離。此時(shí)壓縮機(jī)無制冷劑被壓縮，然后也無容量輸出，其不同容量輸出時(shí)的原理暗示如圖1所示。圖1中說明了輸出容量分別為10%、50%、100%時(shí)的數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)的變?nèi)萘康脑�理。以一個(gè)20s的循環(huán)周期為例，假如PWM閥（數(shù)碼渦旋無級(jí)能量調(diào)理閥）封閉（渦旋盤加載）2s，翻開（卸載）18s，其容量輸出便是10%；假如PWM閥封閉10s，翻開10s，其容量輸出便是50%；假如PWM閥封閉20s，其容量輸出便是100%。加載時(shí)刻占循環(huán)周期的份額可以在10%到100%規(guī)模內(nèi)任意改動(dòng)，然后引起輸出容量的改動(dòng)。

　　1.2容量輸出

　　1.2.1變頻壓縮機(jī)的作業(yè)頻率等級(jí)規(guī)模在30赫茲到117赫茲間，調(diào)理規(guī)模在50%-130%之間[2]。以一臺(tái)10P的變頻室外機(jī)為例,內(nèi)部有兩個(gè)5P壓縮機(jī)，一臺(tái)為一般的定速操控，一臺(tái)為變頻操控.。當(dāng)負(fù)荷在5P以下時(shí)，變頻壓縮機(jī)啟動(dòng)并根據(jù)容量大小改變調(diào)理其輸出量。當(dāng)負(fù)荷逐步增大到5P以上時(shí)，定速壓縮機(jī)全負(fù)荷作業(yè)，變頻壓縮機(jī)僅輸出其缺乏部分。當(dāng)負(fù)荷在10P以上時(shí)，室外機(jī)為幾臺(tái)8P或10P模塊并聯(lián)而成，僅有一臺(tái)變頻室外機(jī)，其它的室外機(jī)內(nèi)均為定速壓縮機(jī)。這樣，當(dāng)5P壓縮機(jī)的zui小容量等級(jí)為25%時(shí)，10P的zui小容量等級(jí)則為12.5%，20P則為6.25%，即存在模塊越多，其zui小容量等級(jí)越小的特點(diǎn)。但其負(fù)荷可調(diào)容量等級(jí)是有限的，其輸出是間斷的。而且，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷忽然從小變大時(shí)，壓縮機(jī)的頻率添加需要經(jīng)過中間過渡段。這就意味著，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷需求改變時(shí)，壓縮機(jī)則要對(duì)新的負(fù)荷有一段呼應(yīng)的時(shí)刻。

　　1.2.2數(shù)碼渦旋的輸出在10%到100%之間。由于經(jīng)過改動(dòng)加載時(shí)刻的份額即可改動(dòng)壓縮機(jī)輸出，然后完成了連續(xù)的容量輸出，即無級(jí)輸出。由于提供了連續(xù)的容量輸出，壓縮機(jī)可以更準(zhǔn)確的操控室內(nèi)溫度，而且愈加節(jié)能。

　　1.3能效比/COP

　　1.3.1變頻:變頻器的丟失大約占功耗的15%，這樣就下降了體系的COP。當(dāng)室內(nèi)的總?cè)萘恳�求低時(shí)（如10%、20%或30%），變頻體系必須運(yùn)用制冷劑的熱氣旁通進(jìn)行容量調(diào)理 [3]。在室內(nèi)的總?cè)萘恳�求較低的狀況下，由于制冷劑的熱氣旁通，能量會(huì)有損耗，體系的COP下降。

　　1.3.2數(shù)碼渦旋:沒有變頻器丟失，相同也沒有制冷劑的熱氣旁通，因此在10%到100%負(fù)荷規(guī)模內(nèi)，COP功能杰出�？蛰d時(shí)的能量損耗很低（僅為10%），這也使得數(shù)碼渦旋在部分負(fù)荷的狀況下COP也會(huì)更高。

　　1.4綜合部分負(fù)荷系數(shù)IPLV

　　1.4.1變頻:COP系數(shù)表示的是機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的功能。而實(shí)踐工況中，空調(diào)機(jī)在制冷或制熱時(shí)往往是在部分負(fù)荷下作業(yè)的。美國制冷空調(diào)學(xué)會(huì)提出了核算IPLV的核算公式：

　　IPLV＝0.17A+0.39B+0.33C+0.11D(kW/kW)

　　式中A、B、C、D分別為100%、75%、50%、25%負(fù)荷時(shí)機(jī)組的功能系數(shù)COP（或EER）。

　　由于變頻體系在低容量時(shí)轉(zhuǎn)為旁通操控，IPLV因此下降。

　　1.4.2數(shù)碼渦旋:由于沒有制冷劑的熱氣旁通，同時(shí)沒有變頻器丟失，數(shù)碼渦旋體系的IPLV功能杰出。

　　1.5 室內(nèi)溫度操控

　　1.5.1變頻:室溫操控一般。在長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)轉(zhuǎn)后，室內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定并挨近設(shè)定溫度。但是假如需要一個(gè)新的容量改變（如在同一個(gè)制冷體系中多開了幾臺(tái)室內(nèi)機(jī)），變頻器操控就需要逐步地進(jìn)步頻率，在此過渡期室內(nèi)溫度操控不穩(wěn)定。

　　1.5.2數(shù)碼渦旋:室溫操控優(yōu)良。在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)模中（10%-100%），數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)可以完成連續(xù)、無級(jí)的容量調(diào)理。假如需要一個(gè)新的容量改變（如在同一個(gè)制冷體系中多開了幾臺(tái)室內(nèi)機(jī)），壓縮機(jī)的輸出容量能敏捷地從一個(gè)份額調(diào)理到另一個(gè)份額。數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)使得體系可以對(duì)負(fù)荷改變作出更敏捷的反響。

　　1.6除濕功能

　　1.6.1變頻:在熾熱的梅雨季節(jié)，冷負(fù)荷可能會(huì)很低.這種狀況下，變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)很低，回氣的速度也會(huì)很低。這樣就造成了較高的蒸騰壓力和蒸騰溫度。因此，此時(shí)的除濕能力下降。

　　1.6.2數(shù)碼渦旋:在熾熱的梅雨季節(jié)，雖然冷負(fù)荷可能會(huì)很低。在每一個(gè)循環(huán)（如10s）中，仍是有幾秒鐘的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。使得回氣的速度成波狀起伏，這使得平均蒸騰壓力和溫度更低，除濕功能更佳。

　　1.7回油功能

　　1.7.1變頻:當(dāng)冷負(fù)荷低時(shí)，回油難度進(jìn)步，由于變頻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速很低。因此，回氣的低速就造成了回油因難。為處理這個(gè)問題，變頻體系在每隔一段時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)后必須參加許多的回油循環(huán)[3]。這對(duì)于容量越大的室外機(jī)組來說愈加明顯，由于回氣管徑很大，在部分負(fù)荷狀況下回氣速度很低。因此需要更頻繁的回油循環(huán)，并消耗更多電力。體系的穩(wěn)定性差。室外機(jī)的PCB（印刷電路板）和管路十分復(fù)雜。PCB包括成千上萬個(gè)部件，管路呈迷宮狀，包括油分離器、旁通回路等。變頻器操控板產(chǎn)生大量的發(fā)熱，夏日容易焚毀。

　　1.7.2數(shù)碼渦旋:回油性好，在每一個(gè)循環(huán)（如10s）中，仍是有幾秒鐘的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。這使得回氣的速度成波狀起伏，因此回油較好。同時(shí)，在每個(gè)空載期內(nèi)，壓縮機(jī)中無排氣，所以此時(shí)無潤滑油排出。運(yùn)轉(zhuǎn)壽命長(zhǎng)。室外機(jī)的PCB和管路與變頻多聯(lián)體系比較，顯得極為簡(jiǎn)略——無旁通回路。一個(gè)PCB就足夠了。

　　1.8環(huán)保

　　1.8.1變頻:不契合EMC（電磁兼容）要求。變頻操控器會(huì)產(chǎn)生高次諧波，造成一些問題，如變壓器/電容器過熱、精密儀器的精度下降以及干擾電視信號(hào)、移動(dòng)信號(hào)和地鐵站信號(hào)的傳送等。為處理電磁干擾問題，室外機(jī)/室內(nèi)機(jī)都需添加噪音過濾器或扼流圈，然后進(jìn)步了體系的造價(jià)。

　　1.8.2數(shù)碼渦旋:契合EMC電磁兼容要求，無變頻體系產(chǎn)生的高次諧波等帶來的一系列問題。