变频空调器的原理（转贴）

sim · 发表于 2004-3-2 20:05

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一、变频空调的控制原理及主要特点
  变频空调器与普通空调器或称定转速空调器的主要区别是前者增加了变频器。变频空调器的微电脑随时收集室内环境的有关信息与内部的设定值比较，经运算处理输出控制信号。交流变频空调器的工作原理是把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块(大功率晶体管开关组合)；同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源(合成波形近似正弦波)，使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量或制热量。直流变频空调器同样把工频交流电转换为直流电源，并送至功率模块，模块同样受微电脑送来的控制信号控制，所不同的是模块输出受控的直流电源(无逆变环节)送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，因此直流变频空调器更省电，噪声更小。

其主要特点为：
1、变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调，其转速是根据室内空调负荷而成比例变化的，当室内需要急速降温(或急速升温)，空调负荷加大时，压缩机转速就加快，制冷量(或制热量)就按比例增加，当达到设定温度时，随即处于低速运转维持室温基本不变。

2、变频空调器的节流是运用电子膨胀阀控制流量，它的室外微处理器可以根据设在膨胀阀进出口、压缩机中气管处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度，随时改变制冷剂的流量。压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应，使蒸发器的能力得到最大限度的发挥。同时，由于采用了电子膨胀阀作为节流元件，化霜时不停机，利用压缩机排气的热量先向室内供热，余下热量送到室外，将换热器翅片上的霜融化。

3 、变频空调将逐步取代传统的定转速空调，成为空调控制技术发展的主流。
变频技术已从交流式向直流式转化，控制技术由PWM(脉冲宽度调制)发展为PAM(脉冲振幅调制)。采用PWM控制方式的压缩机转速受到上限转速的限制，一般不超过7000转／分，而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这样大大提高了制冷和低温下的制冷能力。

二、变频空调使用与维修
1 、应根据房间的面积来确定所选变频空调器P数的大小，一般1P机使用在不大于14平方米房间。尽量避免在超面积的情况下使用，不要将温度设置过低，使用时最好设置在“自动”挡，此时既舒适又节电。

2 、在空调器出现故障时，可先将室内机控制器上的开关放在“试运行”挡上，此时微控制器控制向变频器输出50Hz的电源。如这时空调器能运转，而且保持频率稳定，一般可认为整个控制系统无大问题，可着重检查各传感器是否完好。假如这时空调器无法运行，则可能整个系统有故障。如果空调器出现频率无法升、降与保护性关机等故障，应首先考虑检查传感器。可用万用表电阻挡(R×100)测其电阻，然后试加热，看其阻值是否变化。有时传感器虽能随湿度变化，但其控制特性已变差也会引起变频器控制不正常。

sim · 发表于 2004-3-2 20:10

热泵型空调器为什么冬天难制暖（转贴）

热泵型空调器的制热功能对我国江南地区大部分没有集中供暖设施的民居来讲是不可或缺的。十多年未遇的寒冷天气虽说尚未打破有记录的气象史，但连续阴冷低温的天气使从未启用过热泵型空调器制热功能的消费者在无奈的情况下纷纷使用了冷暖空调器的制热功能。然而，令许多消费者失望的是，热泵型空调器的制热效果较差。

虽说有个别空调器消费者家里的机器或许存有某些故障，但从维修实践中所证实的却是大多空调器消费者家里的机器并非故障，而是空调器本身的能力所限。这里，既有空调器产品设计上的缺陷，也有房间空气调节器标准制定上的问题。

１、问题的现象和原因
１．１越要其热越是不热实是能量衰减过快
今年上海及周边地区的寒冷是一种湿冷，１月份的雨水之多是往年少见的。而且，气温不冷不热地徘徊在２℃－３℃左右，也有数天维持在零下２℃－３℃左右。此时，空调器消费者将空调器制热功能启用后，总觉得开着空调器的房间也不热，室内机出风口吹出的风更不热。性能较好的机器出风温度在４０－４５℃；差的只能在３０－３５℃。一台１．５匹冷暖空调器将１５平方米的房间升温到１６～１７℃算是相当不错了。但这离消费者的要求相差悬殊。他们纷纷打电话给各空调器厂家的售后服务部门要求上门维修服务。但令他们失望的是维修服务人员告之这是正常现象，机器本身没有故障。
事实上，就是调换新机，情况依然如故。这是热泵型空调器的能力所限。关键的问题在于热泵型空调器的制热输出能力会随外气温的下降而衰减，而且这一衰减的幅度是相对较大的。从笔者手中掌握的几个品牌的空调器能力衰减测试记录看，有些热泵型空调器当外气温在０℃时，其制热能力只相当于外气温７℃时标准测试工况的６０％左右；当外气温再下降到－５℃时，其制热能力只有标准工况时的４５％左右了。
显然，就这点制热输出能力来讲，房间内的温暖是升不上去的，制热效果欠佳也是无疑的。

１．２内机体积越小越难热，因为循环风量过小
家用分体式空调器的室内机已成为卧室的一员。所以对其装饰性的要求（外观和形状）也就多了几分挑剔。为了迎合消费者的口味，一些分体式空调器的生产厂家动足脑筋变换着室内机的形状，并尽量缩小其体积，以造成有别于人的视觉效果。室内机体积趋向小型化，但室内机应该容纳下的蒸发器、贯源风叶、风叶电机、控制组件等一个也不能省却。相关零部件体积的缩小，元器件空间距离的缩小，室内机外壳的缩小（有的甚至材料变薄）。一味地强调小，量变终于引起了质变。由于室内机风道较窄，循环风量就小，导致制热速度缓慢，热空气也只能在某一区域内小循环。房间温度均匀性变差了，制热效果不佳了。即使空调器运行着，一个房间也会产生较明显的两个温度区域，站在室内机出风口下面头被吹得发烫，离开少许距离却觉着要加穿衣服。

１．３房间稍热旋即又冷，缘于化霜设定有误
热泵型空调器制热运行过程中的化霜是无法避免的，由于每次化霜都会使室内机停止制热，因此，化霜时间的长短和化霜频繁的程度将直接影响到空调房间内温度的高低。有不少消费者反映使用空调器的房间内温度忽高忽低，给人一会儿热一会儿冷的感觉。笔者经现场查看分析后发现，这是缘于热泵型空调器制热时化霜过于频繁所致。令人费解的是这些所谓的化霜运行，其实大多时候室外机换热器上却无结霜现象。这说明机器对化霜描述与实际情况有出入。
问题的症结在于化霜温度的设定不准确。普通热泵型空调器进入化霜的条件是根据室内机热交换器的管温（通过热交换器传感器测得）和房间进风温度（由室温传感器测得）这两者差异之变化，估算室外机的交换器的换热情况并推测其结霜程度，而后决定是否进入机器的化霜运行以及确定化霜时间长短。显然，这种进入化霜的条件有时对实际情况的描述是不够准确的。化霜时间过长又易造成房间温度向下波动过大。

２、解决问题的办法

２．１热泵型空调毕竟有其局限性，可用办法能用则用
热泵型空调器的低温运行性能差已是事实，由于其性能上的局限性造成了使用上的局限，解决的办法是：
第一，针对热泵型空调器冬季制热性能差，原先曾采用电加热辅助制热的办法来改善其制热性能。由于电加热元件及其辅助材料的质量和可靠性缘故，采用此法的空调器过去每年发生的火灾事故不少，故后来逐渐不被大多空调器生产厂家所采用。

事实上，采用电加热的方法改善冬季制效运行性能差的问题在家用空调器上的应用至今仍不失为一种较有效的手段。笔者原先曾在浦东金桥出口加工区某洋品牌的家电合资企业工作时，亲眼见到其ＯＥＭ定牌生产美国ＧＥ牌窗式空调器所采用的制热手段就是使用单一的电加热方式。既不用热泵制热，也不是电加热辅助热泵制热。至今，这种产品仍在生产并在美国销售和使用。

第二，近年来，变频技术的出现与运用，实为改善热泵型空调器制热性能差较为有效的办法之一。实验证实，变频空调器在制热运行时，虽然其制热输出能力也会随外气温的下降而衰减，但这一幅度毕竟小得多。当外气温为－７℃时，变频空调器的制热输出能力与国家标准规定的７℃时测定的制热量相比，仍可以额定值７０－８０％的能力输出。显然，要比同外气温条件下普通热泵型空调器约４５％的制热输出量大得多。从这点上看，变频空调器有其可取之处。但由于商业促销广告宣传上的偏颇，夸大其词和言过其实地宣传了变频空调器节能这一并不显著的效果特点，广大空调器消费者被捉摸不定和无法确认的特点捉弄后，对变频空调器真正拥有的特点也一并不予信任。这不能不说是变频空调器的悲哀。

当然，变频空调器在采用变频控制元件和变频压缩机的同时，若同步采用电子膨胀阀来节流，则变频空调器的冬季低温制热性能佳的优势就能更充分、完美地被体现出来了。

化霜时房间温度向下波动的问题在变频空调器上也可得到避免和解决。采用电子膨胀阀节流的变频空调器已能做到在不停止室内机供热的情况下进行室外机的化霜运行。

即使采用毛细管节流的变频空调器，在化霜结束后，机器在开机初始时即以高频全速满功率运行，这样，使得消费者在没有察觉房间变冷前，机器已经把化霜时失去的热量补了回来。

２．２达标产品却未必能满足使用，标准与国情应相符

热泵型空调器的冬季制热性能差的问题虽然反映在空调器上，但同时又促使人不得不思考另一个问题，即我国家用空调器现行标准（ＧＢ／Ｔ７７２５－１９９６《房间空气调节》）是否存有问题？

第一，该标准是等效采用ＩＳＯ５１５１－９４《不带风道的空气调节器和热泵的试验及测定》。引用国际标准或其它国家标准时都有一个国情适应性问题。比如欧洲国家冬季气温或许要比我国江南大部分地区来得寒冷，但由于室内采用的基本供暖方式以及房屋建筑的传热情况未必与我国的相同，特别是外气温达到零下时，欧洲人是否也仅仅依靠热泵和空调器这种单一的取暖手段？这是问题之一。

第二，标准与实际使用情况的不符合性，反映出了家电产品的达标与是否能满足实际使用要求之间的矛盾。换句话说，厂家在设计和制造家电产品时往往考虑的只是是否达标，只要达标就可上市销售。而空调器消费者关心和需要的是买来的空调器要能正常使用和是否正常。不会也没有必要去了解、理解或是熟悉具体某一家电产品的标准和技术要求是什么，或达标不达标。

这两种认识上的差距和要求上的矛盾造成了厂家和消费者之间的“话不投机”。许多家电服务人员坚持产品没有问题，而消费者却说不能使用。根本的原因在于大家没有一个共同的尺度和依据。说到底就是厂家为标准生产某一家电产品，还是为消费者生产该产品。产品达标不应该是空调器生产厂家追求的终极目标，不适合使用要求的家电产品最终还是会被淘汰出市场的。

对标准而言，又有一个为谁（为厂家，抑或消费者）而定？如何来定？是继续等效拷贝，还是结合国情自己制定？这个问题同样应引起相关部门和有关人士的重视。

sim · 发表于 2004-3-2 20:14

谈一谈空调器的抽湿（转贴）

空调器不仅能够调节室内温度，而且能够在一定程度上调节室内湿度，我们知道，最宜人的空气湿度为６０－７０％，当空气的湿度高于７０％时，人的舒适感将会下降。在房间湿度过大的情况下，我们能够利用空调器的抽湿功能对室内进行抽湿。另外，随着空调器功能的不断完备，具有独立抽湿功能的空调器也已出现。为了使广大读者了解空调器的抽湿原理，用好空调器的抽湿功能，在这里我们做一个简单的介绍。

一、空调器的抽湿原理

空调器在制冷过程中能够除去空气中一些水分，是因为当潮湿空气通过蒸发器后温度会大幅下降，其相对湿度会进入一个过饱和状态，这时会在蒸发器翅片上凝结出大量的露水，用制冷专业术语讲是“凝露”。“凝露”会以冷凝水的形式析出。在这一过程中空气的绝对湿度不断下降，这即是家用空调器抽湿的基本原理。空调器在抽湿时又分制冷抽湿和独立抽湿两类。

１、制冷抽湿实际上，我们所用的绝大部分空调器都具有制冷抽湿功能，空调器的制冷抽湿方式很简单，严格来讲，制冷的过程就伴随着抽湿。将室内风机置于低转速状态下运行，再将压缩机按照一定规律进行间断运转，空调器的这种运行方式也被称为抽湿模式。抽湿模式与制冷模式不同，它不受温度控制（不能设定控制温度）。通常，压缩机的运行时间和停机间隔分别为３分钟和５分钟，也就是业内人士所说的开３停５。

２、独立抽湿独立抽湿又称作恒温抽湿。为了避免制冷抽湿过程中出现的出风口温度下降，可将通过蒸发器后的空气进行加热后再送入室内，这样，加热量与制冷量相等，从而使空调器的进风口温度和出风口温度基本相同，这就是独立抽湿方式。可见，当潮湿的空气通过空调器后，就变成相对干燥的空气，而空气的温度基本保持不变。

独立抽湿中有两种对通过蒸发器的空气进行加热的方式：一种是电加热方式，电热器件安装在蒸发器的后部，见示意图ａ。在抽湿状态下，空气通过蒸发器同时析出冷凝水，此时气温已下降，当空气再度通过电热器件后气温又恢复至进风日的温度并由出风口送出；另一种方式是利用冷凝器产生的热量来加热被抽湿后的空气。这是利用制冷及热工物理学的原理来实施的技术方案，简单地说是将空调器室内部分的热交换器设计成双层结构，见示意图ｂ。当空调器处于制冷或制热状态时，Ａ、Ｂ两交换器同为蒸发赔或冷凝器；而当空调器处于抽湿状态时，控制器对冷媒管路进行切换，使Ａ成为蒸发器，Ｂ成为冷凝器。这时空调器的工作原理与电加热方式一样，只是加热器件及发热方式不同。

二、两种抽湿方式的比较

目前空调器使用最普遍的是制冷抽湿方式，因为这种抽湿方式对空调器的结构设计、控制方式要求都比较简单，整机的造价低廉，但是在抽湿同时会造成房间内温度的下降。事实上，制冷抽湿方式因为没有温度作为补偿，只是空调器的一种附加功能，这一功能对一般空调器来说几乎没有增加其成本，只在它的运行程序中增加了一段抽湿模式及相应的显示内容和操作健。

独立抽湿方式克服了制冷抽湿方式带来的室温下降的缺点，作用效果得到了根本改善。采用电加热的独立抽湿方式虽然结构的复杂程度与制冷抽湿方式相比没有增加多少，但由于采用电加热作为温度补偿，耗电量增加；采用切换热交换器进行独立抽湿的工作方式虽然避开了耗电量增加的问题，但制冷系统的结构及配置需要进行重新设计，成本较高；它实际上做的工作是，把制冷抽湿的同时置换出来的热量进行再利用——加热被抽湿过的空气，省去了电加热器所做的工作。

无论是制冷抽湿还是独立抽湿，空调器在抽湿时其制冷系统都处于高效运行状态，如果蒸发器和冷凝器运行工况较理想（蒸发器和冷凝器温差很小），抽湿时空调器的能效比会很大，也就是说，抽湿运行过程中制冷系统的耗电量比运行制冷（热）程序的耗电量要小得多。即使是采用电加热作温度补偿的抽湿方式其耗电量也不会明显增加。

三、如何正确地使用空调器的抽湿功能

独立抽湿功能具有较为理想的抽湿效果，但运行成本偏高，所以大多数空调器仍采用制冷抽湿方式。应该讲，根据不同的气候类型或气候特征，可以选用不同的抽湿方式。大家知道，常见的气候特征无外乎以下几种；（１）高温高湿——夏季中的闷热天气，（２）高温低湿——北方气候干旱燥热季节；（３）低温高湿——以南方的梅雨季节最为明显；（４）低温低湿——通常指北方寒冷的冬季。而实际上需要进行除湿的多为（１）和（３）两种气候特征。

如果是高温高湿，我们即可采用制冷除湿，在除湿过程中把温度降下来；如果是低温高湿，我们就应该采用恒温除湿，在除湿过程中尽量使温度（室温）保持恒定。

空调器在使用过程中不论是制冷还是制热运行都会使室内的湿度下降。由于在我国北方干燥地区的冬季不宜使用家用空调器取暖，而南方地区冬季的寒冷天气大都是湿冷（湿度较大）气候，这时，空调器的制热就起到了升温降湿的作用。

UNIELEC · 发表于 2004-3-3 06:22

非常好的帖子。

pkcy · 发表于 2004-3-3 07:57

好贴，我准备考下来背熟，以后就冒充空调专家去了。

mikezwb · 发表于 2004-3-3 09:57

很不错，支持楼主

黑妹 · 发表于 2004-3-3 11:56

可惜不是原创的。

温控器 · 发表于 2004-3-3 13:27

不过还是应该加分。

GY-1 · 发表于 2004-3-3 17:37

贴得好。

violin · 发表于 2004-3-7 10:52

错了。

直流变频空调功率模块送给电机的不是直流电，一样是变频的交流电。这空调里面装的可不是玩具直流电机。

变频空调器的原理（转贴）

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