變頻空調(diào)的原理分析及其特點探討

摘要：變頻空調(diào)是現(xiàn)在空調(diào)市場的主推產(chǎn)品，大部分的空調(diào)都升格成為了變頻空調(diào)，它的出現(xiàn)不僅節(jié)約了時間，也節(jié)省了能源，與現(xiàn)如今倡導低碳環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念相互呼應。文章對變頻空調(diào)的特點和工作原理進行了分析探討，并在此基礎上對變頻空調(diào)的整體運行情況進行了系統(tǒng)分析。

關(guān)鍵詞：變頻；逆變器；空調(diào)器；空調(diào)調(diào)速系統(tǒng)；變頻壓縮機

中圖分類號：TM925 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）30-0088-03

1 變頻空調(diào)器

變頻空調(diào)器指的就是智能化的一個操作系統(tǒng)，在原先的空調(diào)的結(jié)構(gòu)之上再增加一個電腦控制的變頻器。變頻空調(diào)器的作用是改變電源的輸出頻率，從而達到操縱壓縮機和風扇電機的旋轉(zhuǎn)速度的功能，從而實現(xiàn)空調(diào)的制冷功能。在目前來說，變頻空調(diào)大致可以分成兩類：交流變頻和直流

變頻。

1.1 交流變頻的原理

交流變頻的主要工作原理如下圖1所示，從圖中可以看出交流變頻的工作性質(zhì)是先在電源的部分將電流從交流變成直流，將這股直流電流供給變頻器，在變頻器接收到電流之后，再對壓縮機的電流頻率進行改變。主要操作系統(tǒng)在感應到了實際溫度和期望溫度的一個差異之后，就會開始工作，先通過自身的一個系統(tǒng)計算工作，然后將得出的結(jié)果傳達給逆變器，由逆變器產(chǎn)生交流信號之后，再將信號傳送給電機進行操作，這樣就實現(xiàn)了壓縮機的旋轉(zhuǎn)速度的變化。

1.2 直流變頻的原理

1.3 變頻空調(diào)機的工作原理

室溫傳感器設在室內(nèi)，在將室內(nèi)的一個溫度進行分析和感應之后將這些信號傳到室外的操作運行系統(tǒng)之上，室外的系統(tǒng)就會對從室內(nèi)傳送的信號進行分析，根據(jù)計算出來的數(shù)據(jù)來確定壓縮電動機的運轉(zhuǎn)頻率。如果內(nèi)外溫差太大的話，則采用的是高速運轉(zhuǎn)，當溫差進一步縮短的時候，就逐漸地轉(zhuǎn)為低速運轉(zhuǎn)。如果出現(xiàn)室內(nèi)氣溫變化太快的情況，運轉(zhuǎn)頻率也會出現(xiàn)大范圍的波動情況。變頻的出現(xiàn)，是對壓縮機運轉(zhuǎn)速度的一個調(diào)控，實現(xiàn)室內(nèi)空調(diào)承受變化的一個需求情況。

2 變頻空調(diào)器的特點

2.1 恒溫節(jié)能

在變頻空調(diào)剛剛開始運轉(zhuǎn)的時候，工作系統(tǒng)主要是進行一個20～30Hz的低頻運轉(zhuǎn)，在經(jīng)歷過一個簡單的熱身工作之后，再轉(zhuǎn)向告訴運轉(zhuǎn)模式，在最短的時間內(nèi)將室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)到預設溫度，在達到預設目標之后，壓縮機處在一個低速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，用來進行對室溫的一個維持工作，這樣的高低變速在溫

度的保持和能源的節(jié)省上都有出眾的表現(xiàn)。

2.2 在運轉(zhuǎn)過程中，噪聲降低

以往的普通空調(diào)在使用過程中，由于風扇只有3檔的調(diào)節(jié)，所以往往造成空調(diào)的噪聲會很大。而現(xiàn)在的變頻空調(diào)安在室內(nèi)的風扇風速變化有12檔，會隨著壓縮機的工作改變工作的頻率，這樣就能有效地降低噪音的產(chǎn)生，實現(xiàn)一種低噪聲的運轉(zhuǎn)模式。而且，變頻空調(diào)將室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到預設溫度所需的時間只有普通空調(diào)的一半，所以，也降低機器的一個震動周期，這樣會顯得更加的安靜，不會對室內(nèi)工作生活學習的人造成影響。而且變頻空調(diào)器的低溫制熱效果非常好，因為變頻空調(diào)器可以快速有效地進行化霜工作，并且以最快的速度投入到制暖的工作當中，室內(nèi)溫度不會因為外部的霜降等天氣的影響而降低太多，可以讓在室內(nèi)的人覺得更加的舒服。

2.3 對電網(wǎng)電壓的適應性更強

在夏季，由于用電的高速增長，會導致外部的電壓系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況，普通的空調(diào)在遇到這種情況下，可能會發(fā)生內(nèi)部系統(tǒng)故障的情況。變頻空調(diào)器的出現(xiàn)就能將這種情況發(fā)生的概率消除。因為變頻空調(diào)器的適應電壓范圍都是在187～242V之間，這樣大的區(qū)間能夠讓變頻空調(diào)器完全適應外界的電壓變化。而且在標配電壓之下，大部分的變頻空調(diào)能夠比標配電壓還要低大約30%，也就是說即使是154V的外部電壓，空調(diào)也能正常地進行運轉(zhuǎn)和工作，這就完全解決了電壓起伏不定的問題。再者由于長時間都處在一個較低的額定值的狀態(tài)中，對壓縮機的機械耗損降低了，可以延長空調(diào)機的使用壽命，而且在使用過程當中的錯誤運行也會更少，讓使用者覺得安心。

2.4 采用電子膨脹閥

在電子膨脹閥運用到變頻空調(diào)器中后，安置在室內(nèi)的機器計算系統(tǒng)就會根據(jù)在膨脹閥進出口的溫度傳感器來進行一個收集溫度數(shù)據(jù)的工作，通過溫度數(shù)據(jù)對比，來實時控制制冷劑流量和變頻壓縮機

互相協(xié)作著進行工作，能夠?qū)⒐ぷ餍蚀蟠蟮靥岣摺?/p>

2.5 發(fā)展適應新國際，APF有所提高

近幾年變頻空調(diào)的發(fā)展日益迅速，其不但在中國具有一定的占有率，同時在全球范圍內(nèi)，其占有率也逐漸提高。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2011年我國變頻空調(diào)市場占有率已突破50%，在日本則已達到100%。隨著空調(diào)普及率的不斷增加，對于空調(diào)的節(jié)能效率、運轉(zhuǎn)使用狀態(tài)的評價也愈加地受到重視，并且不斷變化提高，APF便是一種極為有效的評價指標。

空調(diào)一般被用來夏季制冷使用，而制熱性能往往不受到重視，所以，在我國舊版變頻能效標準中，單冷和冷暖空調(diào)的能源效率評價指標都是SEER（制冷季節(jié)能效比）。而在新修訂的標準中，引入了全新的APF指標，對于轉(zhuǎn)速可控型房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值要考察在規(guī)定工況條件下，空調(diào)制冷和制熱運行時全年能源消耗效率（APF）的最小允

許值。

隨著我國關(guān)于變頻空調(diào)新標準的出臺以及空調(diào)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和結(jié)構(gòu)升級，變頻空調(diào)其自身獨特的節(jié)能效果吸引了越來越多人的廣泛關(guān)注。

3 變頻空調(diào)機常出現(xiàn)的問題及解決措施

3.1 空調(diào)室外機不工作

第一，空調(diào)打開后，對室外機電壓進行檢查，確定其是否為220V，若不足220V，則需對外機和室內(nèi)的連接進行檢查，確定室內(nèi)機主板正確連接，否則需對室內(nèi)機主板進行更換。第二，若上電蜂鳴器不響，則需對變壓器運行情況進行檢查。第三，若外機電壓為220V，則需對外機主板上紅色指示燈進行檢查，若正常則可能為外機連接線發(fā)生了松動，同時檢查電源模塊p+、N-間是否發(fā)生300V的直流電壓，若沒有，則需對電抗器、整流橋和接線情況進行檢查。若外機主板指示燈不亮，則需對電源模塊與主板信號之間的連接線（共10根）進行檢查，確定其未發(fā)生接觸不良或松脫，若不行，則需更換機器的電源模塊，模塊更換過程中，在模塊與散熱器之間應涂上散熱膏。第四，若室外機有獨立電源，且紅色指示燈亮，但外機仍未啟動，需要對內(nèi)、外通訊情況進行檢查。第五，若開機11分鐘左右時停機，而且無法再次啟動，則需對室內(nèi)管溫感溫包的開路情況進行檢查，若開機后再啟動，但是外風機無法啟動，則需對室內(nèi)、外感溫頭是否發(fā)生短路情況進行檢查。

3.2 空調(diào)開機后一直低頻運轉(zhuǎn)

對化霜感溫包、壓縮機、室外環(huán)境及室內(nèi)管溫是否存在阻值不正常、短路或開路現(xiàn)象進行檢查。

3.3 變頻柜機故障代碼及解決方法

第一，檢查是否存在壓縮機感溫包短路、過載保護器短路、模塊保護、排氣溫度過高、壓縮機過熱、空調(diào)壓縮機電流過大等現(xiàn)象。第二，檢查室內(nèi)機蒸發(fā)器是否處于防凍結(jié)保護狀態(tài)，確定室內(nèi)感溫包無開路。第三，檢查是否存在室內(nèi)外通訊故障，確定室內(nèi)外連接線無接錯，控制辦與信號線的連接處插口無松動，檢查是否存在控制器損壞現(xiàn)象。

3.4 制熱時，室內(nèi)機不工作

檢查內(nèi)、外機電源連接線是否連接正確，電源線有無接地現(xiàn)象，若上述檢查均正常，則需及時更換室內(nèi)機主控板。

4 結(jié)語

變頻空調(diào)的出現(xiàn)是科技發(fā)展的產(chǎn)物。在以后，會有更多更好的產(chǎn)品出現(xiàn)，人們的生活會變得越來越便利。變頻空調(diào)的卓越優(yōu)勢正將普通的空調(diào)全部淘汰下去，這就是強者生存的原理和法

則了。

參考文獻

[1] 傅肖巖，高巖.淺談變頻空調(diào)的特點[J].山東工程學院學報，2009，（22）：11.

[2] 盧麗麗.淺談變頻技術(shù)與變頻空調(diào)[J].信息與通信，2008，（13）：14.

作者簡介：邢海斌（1978-），男，江蘇泰州人，江蘇春蘭空調(diào)設備有限公司工程師，研究方向：適應市場。

（責任編輯：周 瓊）