詹才意

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，以及人們生活質(zhì)量的提高，家用空調(diào)被廣泛地應(yīng)用，其中，家用變頻空調(diào)更是受到了人們的歡迎，文章就家用變頻空調(diào)冷負(fù)荷與節(jié)能進(jìn)行了分析及討論。

關(guān)鍵詞：家用變頻空調(diào)；冷負(fù)荷；節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）18

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，家用空調(diào)也在不斷發(fā)展著，目前國(guó)內(nèi)的家用空調(diào)主要有家用變頻空調(diào)及定速空調(diào)，盡管變頻空調(diào)的價(jià)格要比定速空調(diào)要高些，可它依然受到了人們的青睞，同時(shí)，由于變頻空調(diào)的定性解釋不足，并不能讓人們完全信服其節(jié)能性，而且我國(guó)現(xiàn)在夏季的空調(diào)能耗問(wèn)題也越來(lái)越突出，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些不必要能源消耗問(wèn)題。準(zhǔn)確了解變頻空調(diào)冷負(fù)荷特點(diǎn)及節(jié)能性，對(duì)于人們進(jìn)行空調(diào)選擇更

為有利，同時(shí)也能加強(qiáng)人們的節(jié)能意識(shí)。

1變頻空調(diào)及冷負(fù)荷概述

1.1變頻空調(diào)概述

變頻空調(diào)所指的是在普通空調(diào)基礎(chǔ)之上運(yùn)用了變頻專用的壓縮機(jī)，并增加了變頻的控制系統(tǒng)，其它結(jié)構(gòu)及制冷原理與普通空調(diào)是一樣的，變頻空調(diào)主機(jī)為自動(dòng)無(wú)級(jí)變速，能夠依據(jù)房間情況進(jìn)行自動(dòng)提供所需冷熱量，如果室內(nèi)的溫度達(dá)到了一定期望值，空調(diào)的主機(jī)就能夠保持這一溫度恒定運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)不停機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證室內(nèi)環(huán)境溫度穩(wěn)定。變頻空調(diào)概念是相對(duì)于定頻空調(diào)所產(chǎn)生的，我國(guó)電網(wǎng)電壓為220V、50Hz，當(dāng)空調(diào)在這種條件下進(jìn)行工作時(shí)，就稱為定頻空調(diào)，這種空調(diào)的供電頻率是不能改變的，其壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速也是大體不變的，僅能依靠開(kāi)亭壓縮機(jī)進(jìn)行室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，在這種一停一開(kāi)間很容造成室內(nèi)溫度的忽熱忽冷，且消耗的電能比較多；而變頻空調(diào)的變頻器能夠?qū)嚎s機(jī)的供電頻率進(jìn)行改變，從而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速快慢來(lái)控制室內(nèi)的溫度，當(dāng)室溫波動(dòng)比較的時(shí)候，電能的消耗就會(huì)小，舒適度也就大大提高了，變頻空調(diào)依據(jù)環(huán)境溫度來(lái)自動(dòng)制冷、制熱及除濕運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，能夠讓室內(nèi)的溫度在短時(shí)間之內(nèi)達(dá)到所需溫度，且在低能耗及低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下進(jìn)行較小溫差波動(dòng)，從而快速實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、快速及舒適控溫的效果，變頻器是變頻空調(diào)的核心，其變頻原理也就是當(dāng)供電頻率較高時(shí)，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速就快，空調(diào)的制冷量就大；當(dāng)供電的頻率較低的時(shí)候，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速就減慢，同時(shí)制冷量也會(huì)減小。

1.2冷負(fù)荷概述

冷負(fù)荷又可以稱為制冷負(fù)荷，是指讓室內(nèi)的溫度保持在一定的水平上。并且空調(diào)設(shè)備能夠在單位時(shí)間內(nèi)排除規(guī)定熱量，其熱量有時(shí)與得熱量是相等的，有時(shí)是不等的，有時(shí)候建筑物結(jié)構(gòu)蓄熱能力確定了得熱量和冷負(fù)荷間的關(guān)系，其瞬時(shí)潛熱及顯熱得熱對(duì)流后構(gòu)成了瞬時(shí)的冷負(fù)荷，但顯熱得熱里的輻射成風(fēng)是不能構(gòu)成冷負(fù)荷的，其輻射熱被室內(nèi)物體吸收及儲(chǔ)存之后，會(huì)緩慢地散發(fā)到室內(nèi)空氣中?？梢哉f(shuō)，當(dāng)室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷想保持建筑物熱濕環(huán)境會(huì)在某時(shí)刻給房間供應(yīng)一定冷量，就稱為冷負(fù)荷。它所包括的內(nèi)容主要有室內(nèi)設(shè)備、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、燈光照明、日射、新風(fēng)及人員散熱等所引起的冷負(fù)荷。通過(guò)對(duì)家用變頻空調(diào)的冷負(fù)荷特點(diǎn)及節(jié)能性的了解，能夠?qū)ψ冾l空調(diào)進(jìn)行完善，從而提高人們的生活質(zhì)量及節(jié)約能源。

2家用變頻空調(diào)中冷負(fù)荷計(jì)算與分析

以某住宅小區(qū)的臥室為例來(lái)計(jì)算分析，房間主要分為一般位置及頂層位置兩種，高度為2.7m，面積為20m2，所運(yùn)用的是冷負(fù)荷系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算的，室內(nèi)的溫度一般在25℃是比較適宜的，現(xiàn)在選取窗戶朝西及朝南房間實(shí)行冷負(fù)荷計(jì)算，通過(guò)計(jì)算比較之后，發(fā)現(xiàn)朝南房間的冷負(fù)荷波動(dòng)比較小，但朝西房間的冷負(fù)荷變化要比較明顯一些，通過(guò)比較分析之后，得到結(jié)論為朝西房間大下午之后所受到的日射是比較多的，這樣在一天之內(nèi)的日射得熱變化是比較大的，致使冷負(fù)荷波動(dòng)也比較大，朝南房間所受日射波動(dòng)要小些，這樣受到的冷負(fù)荷波動(dòng)也就小些；當(dāng)房間外窗戶的面積增大之后，一天之內(nèi)冷負(fù)荷最小值變化是不大的，但最大值的變化卻提高了很多，特別是朝西房間的冷負(fù)荷峰值增大了很多，因此，在夏季東、西向房間的冷負(fù)荷波動(dòng)是比較大的，這樣在選用變頻空調(diào)的時(shí)候，就需要空氣調(diào)節(jié)器比較大的，同時(shí)，在建設(shè)住宅的時(shí)候要充分考慮到降低房間的日射得熱量，并且減少外墻窗戶的開(kāi)窗率和進(jìn)行外遮陽(yáng)的防護(hù)，從而保持室內(nèi)的溫度。

3家用變頻空調(diào)節(jié)能分析

當(dāng)空調(diào)進(jìn)行制冷時(shí)，會(huì)對(duì)變頻空調(diào)起到影響的主要有以下四方面因素，一是家用變頻空調(diào)實(shí)際的運(yùn)行情況，不論空調(diào)壓縮機(jī)是按照何種速度在運(yùn)行的，對(duì)家用變頻空調(diào)制冷系數(shù)COP會(huì)起決定作用的為空調(diào)的實(shí)際運(yùn)行情況，而它的運(yùn)行工況又是由制冷劑冷凝溫度、冷凝器出口的過(guò)冷器、蒸發(fā)溫度及蒸發(fā)器出口的過(guò)熱度四個(gè)參數(shù)決定的，而起主要作用的為蒸發(fā)溫度及制冷劑里的冷凝溫度。通常在理想的情況下，在不同溫度熱源間可逆制冷劑制冷系數(shù)的公式為：COP=1/Th/（T1-1），其中，T1為低溫?zé)嵩吹臏囟龋↘），Th為高溫?zé)嵩吹臏囟龋↘），這個(gè)式子說(shuō)明，在恒溫?zé)嵩粗g進(jìn)行工作的可逆制冷機(jī)的制冷系數(shù)僅和熱源的溫度相關(guān)，當(dāng)制冷系數(shù)大小和兩熱源溫度間的接近程度是有關(guān)的，當(dāng)越接近時(shí)，其制冷系數(shù)COP就越大，這樣在實(shí)際制冷機(jī)中，其制冷系數(shù)是與熱源溫度變化趨勢(shì)和可逆機(jī)相同的。而且在變頻空調(diào)工況附近，當(dāng)蒸發(fā)溫度上升1℃或者冷凝溫度下降1℃的時(shí)候，可逆制冷機(jī)制冷系數(shù)就會(huì)增加2%～2.5%，由于電機(jī)效率、功率及熱力完善度等情況，空調(diào)能效僅會(huì)增加1%～1.5%之間，這就使得變頻空調(diào)比普通空調(diào)在理論上要節(jié)省能量為10%～15%左右。二是變頻壓縮機(jī)的電機(jī)效率影響，在空調(diào)器中，壓縮機(jī)電機(jī)的能量消耗是很大的，它的額定功率能夠占到空調(diào)總功率的90%，電機(jī)效率僅和電機(jī)功率大小有密切關(guān)系，而電流熱損失并不會(huì)隨著電機(jī)功率成比例上升，因此，大功率電機(jī)要比小供電機(jī)功率效率要高些，而同等功率單相交流要比三相交流電機(jī)的效率要低些，同時(shí)，現(xiàn)在的變頻空調(diào)所使用的是三相交流變頻電機(jī)，其電機(jī)效率要高些，并且比普通空調(diào)要節(jié)能10%左右。三是空調(diào)壓縮機(jī)起停的次數(shù)也會(huì)有影響，與普通空調(diào)相比，變頻空調(diào)還有個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是壓縮機(jī)起停的次數(shù)減少了，空調(diào)壓縮機(jī)的電流在啟動(dòng)階段是很大的，要比正常工作電流大2倍以上，如果經(jīng)常啟停壓縮機(jī)，會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的繞組產(chǎn)生損害，減少壓縮機(jī)使用的壽命，而變頻空調(diào)能夠延長(zhǎng)壓縮機(jī)的壽命。四是還會(huì)受到變頻器能耗影響，在普通空調(diào)中是沒(méi)有變頻器的，在變頻空調(diào)中，多出來(lái)的變頻器自身是有一定功率消耗的，在1kVA的空調(diào)變頻器中，發(fā)熱所損耗功率大體為40～50W，要占到空調(diào)總輸入功率的3%～5%，盡管這個(gè)數(shù)值不大，但對(duì)變頻空調(diào)的節(jié)能效果會(huì)產(chǎn)生一些影響，總體上來(lái)說(shuō)，變頻空調(diào)要比定頻空調(diào)的耗能量要小得多。家用變頻空調(diào)的價(jià)格通常要比普通空調(diào)要貴出千元左右，而且僅有變頻空調(diào)運(yùn)行時(shí)間在6h以上，環(huán)境溫度和所設(shè)置的溫度相差不是很大的時(shí)候，所運(yùn)行的功率才會(huì)低于平均功率，并處于省電的狀態(tài)，當(dāng)變頻空調(diào)不能達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，也就是所設(shè)定的溫度之前，會(huì)一直處在高頻運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這時(shí)候就會(huì)很費(fèi)電，因此，家用變頻空調(diào)僅有在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后才會(huì)省電。

4結(jié)語(yǔ)

與普通空調(diào)相比，變頻空調(diào)具有噪音低、制冷控制精度高、電壓要求低及節(jié)省能耗等方面優(yōu)點(diǎn)，但也具有持續(xù)開(kāi)機(jī)、節(jié)電花費(fèi)及維修壽命等方面的問(wèn)題，在進(jìn)行家用變頻空調(diào)選擇時(shí)，要依據(jù)自身情況及空調(diào)性能要求來(lái)選購(gòu)，但總體來(lái)說(shuō)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，高新科技的需求，家用變頻空調(diào)將越來(lái)越成為人們家庭生活空調(diào)方面的首選，其發(fā)展空間還是很大的。

參考文獻(xiàn)

[1]龔漢平．空調(diào)冷負(fù)荷工程計(jì)算方法探討[J]．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2010，（S2）．

[2]張宏亮，劉金平．家用變頻空調(diào)冷負(fù)荷分析與節(jié)能探討

[J]．暖通空調(diào)，2007，（3）．

[3]孫洋．冰蓄冷空調(diào)改造設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，（8）．

（責(zé)任編輯：趙秀娟）