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摘　要　根据变频空调器的特性,本文介绍变频空调器的工作循环以及变频器件的主要特点,提出了频
率、电压、能效比等之间的联系。
关键词　变频空调器特点　变频器　变频压缩机
　　随着科学技术的不断进步和人类生活水平的不断提高,人们对生活环境和工作环境舒适性的要求
也愈来愈高,同时,由于空调的普及、使用空调器的耗电量占全国总用电量的比例也不断提高,因此,对
空调器的节能要求也愈来愈高,这样,迫使人类去追求新途径。更新空调器。1980 年变频空调器在日
本研制成功后,很快在日本市场上畅销。使变频空调的市场占有量达到三分之二。而在我国的空调
市场上,其占有份额还很小,变频空调还没有完全被人们所接受,但必将成为更新换代的产品。
1 　变频空调的特点
(1) 智能变频　变频技术与先进的记忆判断功能,超越传统微电脑。变频双转子压缩机,频率
在12 —150HZ 之间连续变化,高速运转,迅速制冷、制热,当要改变10 ℃,只需要3～5 分钟。在达
到设定的温度后,压缩机便在低转速、低能耗状态下运转,精确地维持恒定温度。
(2) 高效节能　功率可在较大范围内(制冷014 kW —318 kW、制热013 kW —615 kW) 依据需
要变化,房间大小都能调节自如,并提高电力的利用率,比传统空调器可省30 %的电费。降低了运行费用。
(3) 宽电压　工作电压宽达187 V —242 V ,变频启动,启动脉冲电流大大减小,彻底解决了由于电网电压不稳定造成空调器不能工作的难题。
(4) 人机对话　设有室内机本体和遥控器两套传感器。如海信超级变频冷暖空调,能结合自动风门方向精确控制,具有明显的优越性,不仅节省电力,也使周围环境更舒适。

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(5) 真正宁静　采用先进的变频直流电动机和变频双转子压缩机,室外运转更平稳。保持低频运
转方式,噪音低,更宁静,室内机噪音仅为30dB (国家标准48dB) ,而室外机振动是传统空调的50 %。
(6) 自动诊断　先进的电脑控制方式,采用模糊技术,解除了每个用户的后顾之忧,使您也可以成为空调器的“专家”。
(7) 寿命延长　变频空调器由于改变了“开机、关机”的控制方式,避免了传统空调间歇式的频
繁启、停,从而大大延长了空调的使用寿命。
(8) 智能气流　采用双重双向双风门设计,气流更集中,覆盖面更大。采用变频直流无刷室内风
机,令您体会真正的自然风。
(9) 超低温运转　变频空调适应性强,当室外温度从- 8 ℃到- 10 ℃时,室外机仍能正常工作。
(10) 免停机除霜　变频空调实现了不停机除霜功能,避免了传统空调循环除霜而造成室温上升
的现象。
2 　变频空调的工作循环
由于变频空调器的压缩机电动机采用变频电动机,它的运转速度是可变的,当频率增高时,电动机的速度增大,当频率降低时,电动机的速度就减小。由于电动机速度的变化,引起压缩机的输气量变化,制冷剂的循环流量也随之变化,从而使空调器的制冷量或供热量变化。
普通热泵型与变频式空调器制冷系统不同之处是采用变频压缩机和电子膨胀阀。变频空调器的循环流程图如图1 所示它为制冷和热泵供暖兼用的循环。图中实线箭头的方向表示制冷时的制冷剂流向。当空调器作制冷工况运转时,由变频压缩机8 排放出的高压、高温气体。经过四通换向阀
9 进入室外换热器7 ,向外界空气放出热量,制冷剂冷凝成液体,经过毛细管5 节流成低压后,进入室内换热器1 。吸收室内空气的热量而蒸发成气体,将流过换热器的室内空气温度降低。制冷剂气体

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第2 卷　第2 期　
2 0 0 2 年4 月　
　　　　　制冷与空调
　　　　REFRIGERATION AND AIR - CONDITIONING
　　　　　　　　
　Vol. 2 ,No. 2
　　April 2002
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
经过四通换向阀9 ,然后被变频压缩机8 吸入,压缩并排入室外机,完成一个制冷循环。
图1 　变频器和变频压缩机工作原理图
　　当空调器作热泵供暖运转时,由变频压缩机8排放出的制冷气体经过四通换向阀9 后,按图中虚
线箭头所指的方向,流入室内换热器1 ,向室内空气放出热量,制冷剂冷凝成液体后,经过干燥3 、电
子膨胀阀4 流入室外换热器7 ,吸取室外空气的热量后,蒸发成气体,再流经四通换向阀9 后,按线箭
头所指的方向流入变频压缩机8 ,压缩成高温、高压气体后排出,完成一个热泵供暖循环。
3 　变频器件
变频空调器与传统空调器主要的区别是采用了变频压缩机,以及将公用电网中固定频率的电
能,转变成不同频率下电能的变频器。还有为了适应房间负荷变化而进行频率调节的控制系统和传
感测量系统,为适应制冷剂流量变化的电子膨胀阀。因篇幅有限,在此简介变频器和变频压缩机。
311 　变频器
变频器是变频空调的核心,是20 世纪80 年代问世的一种高新技术。变频器和变频压缩机的工
作原理图如图2 所示,从图中可知。由市电网送来的单相交流电50 HZ 的电力,通过整流器将其变
成直流电,输给驱动变频压缩机的变频电动机。变频器的工作频率通过传感器和遥控器输入的信号,
在微电脑中进行分析和控制,然后输出信号给数字信号控制器,对变频器加以控制。
图2 　变频器空调器循环流程图
1 - 室内换热器　2 - 贯流风扇　3 - 干燥器
4 - 电子膨胀阀　5 - 毛细管　6 - 风扇
7 - 室外换热器　8 - 变频压缩机　9 - 四通换向阀
　　变频器是一种以控制频率变化的方式实现转速变化的装置。其电压必然随频率成比例地变化,
可以在宽广的范围内达到无级变速,圆滑的加速和减速以及正转或反转的变换控制。又可以在全部转数变化范围内达到基本恒定的输出转矩。因而,对驱动空调器用压缩机电动机是一种非常合适的
调节方式。

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312 　变频压缩机
变频空调器中所使用的变频压缩机,驱动压缩机工作的是感应电动机,其转速是随着频率而变化
的。频率与转速的变化如下式关系而变化。
n = 120·f ·(1 - s) / P
式中　n ———电动机转速(r/ min) 
　f ———频率(HZ) 
　s ———频率差;
　P ———感应电动机的极数。
若忽略转率差( s = 0) ,则对两极电动机而言,如频率从30 HZ变化到150 HZ,则电动机的转速就从
1800 r/ min 变化到9000 r/ min。从中可知,压缩机的制冷量或供热量均与频率成比例地变化。而传统空调器中使用的压缩机电动机是恒定转速的。变频压缩机的原动机采用三相变频电动机。
压缩机方面也有许多改进,使它能适应高转速和低转速运转时良好的性能。如在高速运转时,摩擦损
失增大,气阀流动阻力增大。因此对轴承的结构、材料、润滑以及气阀的结构形式都要作专门的设
计、如采用圆环状排气阀,具有比常规的排气阀通道面积大,阻力损失小的优点。变频压缩机高转速
时、轴承、排气阀片所受的疲劳载荷增大、滑片、滚动轴承活塞的运动速度增大,摩擦功和磨损量均会增大,此外,润滑油循环量将随转速而增大,噪音也会随转速增大而提高。在低转速时,润滑油量减
小,气缸和滚动活塞、端盖、滑片之间的漏气量增加,还应考虑避免低转速下的共振问题。因此,在
设计上都须加以改进。图3 所示为变频压缩机当频率从30 HZ 变化到100 HZ 时的性能曲线。
从图中可看出:当变频压缩机频率变化时,其制冷量和供热量变化范围大,因此,能很好的适应
空调房间因室外气温变化成而引起负荷变化的要求。特别是严寒的冬季,室外气温低,房间散热量
大,可以使变频压缩机在高频率下工作,使空调压缩机产生较大的供热量,使房间维持舒适供暖室
图3 　变频压缩机的供热量和输入功率的变化温,此外,变频压缩机启动时,可在高频下工作。可
以使房间很快地达到所需要的室温。变频压缩机作供暖使用时的供热量和输入功
率随频率的变化图4 所示。从图中可看出当变频压缩机在低频率下运转时,其压缩机的制冷能效比
EER 和供暖性能系数COP 将显著提高。因此,变频压缩机在整个供暖或制冷季节连续运转时,比传
统空调的压缩机开、停运转方式,节能效果好。经试验证明,节能在30 %以上。
图4 　变频压缩机的性能曲线
参考文献
1 　张祉　. 制冷原理与设备. 机械工业出版社,1987.
2 　周子成. 房间空调器的原理和安装维修. 机械工业出版社,2000.
3 　空调技术资料. 室内空气调节机构说明书. 松下电器. 1994.
4 　余有水. 家用空调器原理安装与维修. 人民邮电出版社,1993.
· 2 6 · 制　冷　与　空　调　　　第2 卷　
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