變頻、變?nèi)荨?shù)碼渦旋性能對(duì)比ppt課件

1、2019年年12月月變頻、變?nèi)荨?shù)碼渦旋變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋性能對(duì)比性能對(duì)比（探討小型變能力中央空（探討小型變能力中央空調(diào)技術(shù)發(fā)展方向）調(diào)技術(shù)發(fā)展方向） 客戶支持部摘自科學(xué)論文客戶支持部摘自科學(xué)論文 隨著節(jié)能與舒適性的要求，及國內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)變頻多聯(lián)技術(shù)的突破性進(jìn)展，隨著節(jié)能與舒適性的要求，及國內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)變頻多聯(lián)技術(shù)的突破性進(jìn)展，變能力小型中央空調(diào)的諸多突出優(yōu)點(diǎn)，迫使中央空調(diào)向小型中央空調(diào)發(fā)展的趨勢越來越變能力小型中央空調(diào)的諸多突出優(yōu)點(diǎn)，迫使中央空調(diào)向小型中央空調(diào)發(fā)展的趨勢越來越明顯。小型中央空調(diào)器存在多種形式，誰代表未來技術(shù)的方向，制造商為了推廣自己的明顯。小型中央空調(diào)器存在多種形式，誰

2、代表未來技術(shù)的方向，制造商為了推廣自己的產(chǎn)品，八仙過海各顯神通，訴說著自己產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。本文試圖以科學(xué)公正的態(tài)度，通過產(chǎn)品，八仙過海各顯神通，訴說著自己產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。本文試圖以科學(xué)公正的態(tài)度，通過對(duì)具有可變冷媒流量能力中央空調(diào)技術(shù)的對(duì)比，認(rèn)為永磁電機(jī)變頻系統(tǒng)的變負(fù)荷平均效對(duì)具有可變冷媒流量能力中央空調(diào)技術(shù)的對(duì)比，認(rèn)為永磁電機(jī)變頻系統(tǒng)的變負(fù)荷平均效率高于其它系統(tǒng)，將是未來技術(shù)的發(fā)展反方向。率高于其它系統(tǒng)，將是未來技術(shù)的發(fā)展反方向。1、描述空調(diào)器的指標(biāo)：、描述空調(diào)器的指標(biāo)： 描述中央空調(diào)器的指標(biāo)有性描述中央空調(diào)器的指標(biāo)有性能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、電氣指能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、電氣指標(biāo)和價(jià)格指標(biāo)等。性能指標(biāo)包標(biāo)

3、和價(jià)格指標(biāo)等。性能指標(biāo)包括制冷制熱能力、效率括制冷制熱能力、效率(EER、COP)；可靠性指標(biāo)包括：電氣；可靠性指標(biāo)包括：電氣可靠性抗干擾、靜電、雷擊可靠性抗干擾、靜電、雷擊等）、機(jī)械可靠性震動(dòng)、跌等）、機(jī)械可靠性震動(dòng)、跌落沖擊、溫度循環(huán)等）；電氣落沖擊、溫度循環(huán)等）；電氣指標(biāo)包括：指標(biāo)包括：EMC電磁兼容性等；電磁兼容性等；價(jià)格同技術(shù)指標(biāo)構(gòu)成的性價(jià)比價(jià)格同技術(shù)指標(biāo)構(gòu)成的性價(jià)比決定著產(chǎn)品的生命周期，本文決定著產(chǎn)品的生命周期，本文對(duì)比變?nèi)?、變頻、對(duì)比變?nèi)?、變頻、ON/OFF控制控制數(shù)碼渦旋的原理、才干、數(shù)碼渦旋的原理、才干、效率、電磁兼容、控制精度、效率、電磁兼容、控制精度、風(fēng)險(xiǎn)分析等特點(diǎn)，探索

4、未來技風(fēng)險(xiǎn)分析等特點(diǎn)，探索未來技術(shù)的發(fā)展方向。術(shù)的發(fā)展方向。1 1）、能力調(diào)節(jié)原理）、能力調(diào)節(jié)原理變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋都是為了改變制冷劑流量，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出能力的目的。變頻原理：轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速N=60*f/P； 式中N轉(zhuǎn)速； f驅(qū)動(dòng)電源頻率； P極對(duì)數(shù)。從轉(zhuǎn)速公式中可以看出改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源頻率即可改變轉(zhuǎn)速，變頻通過變頻器實(shí)現(xiàn)。壓縮機(jī)容量的改變是通過壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速改變來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷要求提高時(shí)壓縮機(jī)馬達(dá)的頻率隨之增高，從而導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速更快，容量提高。同樣地，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷要求降低時(shí)，壓縮機(jī)的頻率變低，容量隨之降低。 變?nèi)菰恚鹤內(nèi)菰恚鹤內(nèi)菔峭ㄟ^使用變?nèi)菔峭ㄟ^使用“熱氣旁通熱氣旁通的方法來改變的。的

5、方法來改變的。采用雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，短路一缸即可容量降低一采用雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，短路一缸即可容量降低一半。同樣地，在主排氣管和吸氣管之間，有一半。同樣地，在主排氣管和吸氣管之間，有一個(gè)外部旁通電磁閥。當(dāng)這個(gè)電磁閥開啟時(shí)，壓個(gè)外部旁通電磁閥。當(dāng)這個(gè)電磁閥開啟時(shí)，壓縮機(jī)的容量又降低一半。這樣縮機(jī)的容量又降低一半。這樣5HP壓縮機(jī)能分壓縮機(jī)能分四級(jí)變化：四級(jí)變化：25%-50%-75%-100%，變化一級(jí)，變化一級(jí)1.25HP.ON/OFF控制數(shù)碼渦旋）控制數(shù)碼渦旋）壓縮機(jī)容量是通過渦旋盤的周期性嚙合與脫開壓縮機(jī)容量是通過渦旋盤的周期性嚙合與脫開來改變的。當(dāng)外部電磁閥關(guān)閉時(shí)，數(shù)碼渦旋象來改變的。當(dāng)外部電磁閥

6、關(guān)閉時(shí)，數(shù)碼渦旋象標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī)一樣工作，容量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī)一樣工作，容量達(dá)到100。所以，。所以，在一個(gè)在一個(gè)10秒鐘的循環(huán)中，如果渦旋盤加載秒鐘的循環(huán)中，如果渦旋盤加載2秒鐘，秒鐘，卸載卸載8秒鐘，其平均時(shí)間容量就是秒鐘，其平均時(shí)間容量就是20。加載時(shí)。加載時(shí)間占循環(huán)周期的比例可以在間占循環(huán)周期的比例可以在10到到100輸出容輸出容量到范圍內(nèi)任意改變。量到范圍內(nèi)任意改變。2 2）、能力調(diào)節(jié)對(duì)比）、能力調(diào)節(jié)對(duì)比變頻：變頻：一般來說，變頻壓縮機(jī)頻率可以從一般來說，變頻壓縮機(jī)頻率可以從15-120Hz15-120Hz連續(xù)變連續(xù)變化。變頻壓縮機(jī)容量從化。變頻壓縮機(jī)容量從12.512.5-105-105

7、連續(xù)改變，空連續(xù)改變，空調(diào)系統(tǒng)可精確控制室內(nèi)溫度。調(diào)系統(tǒng)可精確控制室內(nèi)溫度。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩?HP5HP機(jī)分四級(jí)容量機(jī)分四級(jí)容量2525-50-50-75-75-100-100，另加一，另加一臺(tái)定速臺(tái)定速5HP5HP壓機(jī)組成壓機(jī)組成10HP10HP八級(jí)容量控制：八級(jí)容量控制：12.5%12.5%、25%25%、37.5%37.5%、50%50%、62.5%62.5%、75%75%、87.5%87.5%和和100%100%。這就意味著空調(diào)系統(tǒng)無法精確控制室內(nèi)溫度。這就意味著空調(diào)系統(tǒng)無法精確控制室內(nèi)溫度。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：ON/OFFON/OFF控制的輸出在控制的

8、輸出在1010到到100100之間。其最小能之間。其最小能力取決于電磁閥到速度響應(yīng)，由于控制電磁閥到時(shí)力取決于電磁閥到速度響應(yīng)，由于控制電磁閥到時(shí)間比例即可改變壓縮機(jī)輸出，提供了連續(xù)到容量輸間比例即可改變壓縮機(jī)輸出，提供了連續(xù)到容量輸出，能夠精確的控制室內(nèi)溫度。出，能夠精確的控制室內(nèi)溫度。 3 3）、效率對(duì)比）、效率對(duì)比1 1：全負(fù)荷效率：全負(fù)荷效率變頻：變頻：變頻器的損失占輸入功耗的變頻器的損失占輸入功耗的7%87%8，這樣系統(tǒng)滿，這樣系統(tǒng)滿負(fù)荷的負(fù)荷的COPCOP比未加入變頻器的定速系統(tǒng)比未加入變頻器的定速系統(tǒng)COPCOP降低了降低了7%87%8。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩?HP5HP機(jī)在機(jī)在10010

9、0負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷時(shí)，10HP10HP機(jī)在機(jī)在5050和和100100兩點(diǎn)兩點(diǎn)時(shí)，時(shí)，COPCOP性能較好，為定速系統(tǒng)的最大性能較好，為定速系統(tǒng)的最大COP.COP.ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：ON/OFFON/OFF控制系統(tǒng)在控制系統(tǒng)在100100負(fù)荷時(shí)的負(fù)荷時(shí)的COPCOP性能較好，為性能較好，為定速系統(tǒng)的最大定速系統(tǒng)的最大COPCOP。 4 4）、效率對(duì)比）、效率對(duì)比2 2：變負(fù)荷效率：變負(fù)荷效率變頻：變頻：負(fù)荷變化時(shí)頻率變化，變頻器功耗始終保持輸入功負(fù)荷變化時(shí)頻率變化，變頻器功耗始終保持輸入功率的率的8 8，設(shè)定速機(jī)滿負(fù)荷時(shí)的最大，設(shè)定速機(jī)滿負(fù)荷時(shí)的最大COPC

10、OP為為COPmaxCOPmax，變頻變負(fù)荷時(shí)的效率變頻、變?nèi)?、變頻變負(fù)荷時(shí)的效率變頻、變?nèi)?、ON/OFFON/OFF控制都控制都未考慮變負(fù)荷時(shí)室內(nèi)機(jī)的開機(jī)數(shù)量不減，此時(shí)相對(duì)未考慮變負(fù)荷時(shí)室內(nèi)機(jī)的開機(jī)數(shù)量不減，此時(shí)相對(duì)換熱面積增加引起效率提高的影響為：換熱面積增加引起效率提高的影響為：COP=Q/(1+8%)W=COPmax/1.08=0.93COPmaxCOP=Q/(1+8%)W=COPmax/1.08=0.93COPmax即負(fù)荷從即負(fù)荷從10%-100%10%-100%變化時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)的效率始終保變化時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)的效率始終保持最大效率的持最大效率的93%,93%,為恒定值。為恒定值。變?nèi)荩?/p>

11、變?nèi)荩篊OPCOP僅在僅在5050和和100100兩點(diǎn)時(shí)性能較好，但在變負(fù)荷兩點(diǎn)時(shí)性能較好，但在變負(fù)荷時(shí)由于大馬達(dá)拉小車的因素，電機(jī)效率下降。空調(diào)時(shí)由于大馬達(dá)拉小車的因素，電機(jī)效率下降。空調(diào)系統(tǒng)的效率除電機(jī)效率下降外，還存在排氣短路的系統(tǒng)的效率除電機(jī)效率下降外，還存在排氣短路的損失，低負(fù)荷下降損失，低負(fù)荷下降30%30%，則變?nèi)輭嚎s機(jī)系統(tǒng)的，則變?nèi)輭嚎s機(jī)系統(tǒng)的COPCOP從從70%COPmax70%COPmax至至100COPmax100COPmax之間變化。之間變化。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：根據(jù)數(shù)碼渦旋資料介紹，卸載狀態(tài)下，壓縮機(jī)電機(jī)根據(jù)數(shù)碼渦旋資料介紹，卸載

12、狀態(tài)下，壓縮機(jī)電機(jī)無負(fù)載空轉(zhuǎn)消耗功率大約為滿負(fù)荷功率的無負(fù)載空轉(zhuǎn)消耗功率大約為滿負(fù)荷功率的1010。以。以此計(jì)算其此計(jì)算其1010負(fù)荷時(shí)的負(fù)荷時(shí)的COP, 10COP, 10負(fù)荷時(shí)壓機(jī)滿載負(fù)荷時(shí)壓機(jī)滿載工作工作1 1秒鐘秒鐘, ,空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)9 9秒鐘秒鐘, ,其其1010秒周期內(nèi)的實(shí)際平均功秒周期內(nèi)的實(shí)際平均功耗耗: :W=(1W=(1* *Wmax+9Wmax+9* *10%Wmax)/10=19%Wmax10%Wmax)/10=19%Wmax實(shí)際平均輸出能力實(shí)際平均輸出能力: :Q=10%(Qmax)Q=10%(Qmax)其中其中WmaxWmax、QmaxQmax為為100100負(fù)荷時(shí)的功耗

13、與輸出能力。負(fù)荷時(shí)的功耗與輸出能力。則則1010負(fù)荷時(shí)的效率為：負(fù)荷時(shí)的效率為：COP=Q/W=10%COP=Q/W=10%* *(Qmax)/19%Wmax=10/19(Qmax)/19%Wmax=10/19* *COPmax=0.5COPmax=0.5* *COPmaxCOPmax計(jì)算結(jié)果說明計(jì)算結(jié)果說明1010負(fù)荷時(shí)的負(fù)荷時(shí)的COPCOP是滿負(fù)荷時(shí)的是滿負(fù)荷時(shí)的5050。從從1010負(fù)荷到負(fù)荷到100100負(fù)荷變化時(shí)負(fù)荷變化時(shí)COPCOP的變化從的變化從5050 COPmaxCOPmax到到100% COPmax100% COPmax變化。變化。5 5）、效率對(duì)比）、效率對(duì)比3 3：效率

14、波動(dòng)：效率波動(dòng)變頻：變頻：變頻系統(tǒng)需求能力恒定時(shí)，頻率恒定。系統(tǒng)內(nèi)制冷變頻系統(tǒng)需求能力恒定時(shí)，頻率恒定。系統(tǒng)內(nèi)制冷劑流動(dòng)穩(wěn)定，壓力溫度無波動(dòng)，極易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)到過劑流動(dòng)穩(wěn)定，壓力溫度無波動(dòng)，極易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)到過熱度優(yōu)化控制，使系統(tǒng)效率保持穩(wěn)定高效。熱度優(yōu)化控制，使系統(tǒng)效率保持穩(wěn)定高效。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩鹤內(nèi)葸\(yùn)行穩(wěn)定，同變頻。變?nèi)葸\(yùn)行穩(wěn)定，同變頻。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：以以1010秒為周期到加載卸載，存在秒為周期到加載卸載，存在1010秒周期的制冷劑秒周期的制冷劑壓力、溫度波動(dòng)，過熱度不穩(wěn)定難使系統(tǒng)效率更高。壓力、溫度波動(dòng)，過熱度不穩(wěn)定難使系統(tǒng)效率更高。6 6）、電機(jī)效率）、

15、電機(jī)效率 人類追求高效、節(jié)能與環(huán)保的歷史，決定了人類的文明歷史。BLDCM無刷直流電機(jī)與PMSM永磁同步電機(jī)電機(jī)的起動(dòng)力矩大，效率比AC異步電機(jī)高4-13，功率因數(shù)比異步電機(jī)高5-20，尺寸小，節(jié)約成本，隨著驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的突破，永磁電機(jī)開始在家電中大量應(yīng)用如：永磁直流無刷風(fēng)機(jī)、直流無刷電機(jī)壓機(jī)、永磁同步PMSM壓機(jī)。圖1為永磁電機(jī)與交流電機(jī)銅損、鐵損對(duì)比，圖2為BLDCM與ACM系統(tǒng)的效率對(duì)比EFF: EfficiencyBL: BrushlessIM: Induction motor (conventional type)Wfs: Ferrous wattage lossWcos: Copp

16、er wattage loss圖1Comparison of loss in BL with IM圖1圖2采用永磁PMSM電機(jī)壓機(jī)與BLDCM電機(jī)風(fēng)機(jī)的全直流變頻中央空調(diào)系統(tǒng)的功耗比交流系統(tǒng)減少20，經(jīng)系統(tǒng)優(yōu)化，COP=3.5。根據(jù)其效率變化隨負(fù)荷變化的特點(diǎn)，其負(fù)荷變化10至100時(shí)的COP=3.5不變。其綜合效率遠(yuǎn)高于其他能力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖3為三種系統(tǒng)的變負(fù)荷效率對(duì)比圖37 7）、控制精度對(duì)比）、控制精度對(duì)比變頻：變頻：負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)，頻率穩(wěn)定，室溫控制優(yōu)良。負(fù)荷要求負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)，頻率穩(wěn)定，室溫控制優(yōu)良。負(fù)荷要求變化時(shí)，變頻器迅速跟蹤，滿足要求。變化時(shí)，變頻器迅速跟蹤，滿足要求。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩贺?fù)荷穩(wěn)定

17、時(shí)，由于只有八級(jí)調(diào)節(jié)，室內(nèi)溫度控制不負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)，由于只有八級(jí)調(diào)節(jié)，室內(nèi)溫度控制不精確。負(fù)荷要求變化時(shí)，能迅速跟蹤，滿足要求。精確。負(fù)荷要求變化時(shí)，能迅速跟蹤，滿足要求。ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：同變頻。同變頻。8 8）、電磁兼容對(duì)比）、電磁兼容對(duì)比變頻系統(tǒng)由于整流及變頻的轉(zhuǎn)換，其干擾高于其它系統(tǒng)，但變頻、變?nèi)?、變頻系統(tǒng)由于整流及變頻的轉(zhuǎn)換，其干擾高于其它系統(tǒng)，但變頻、變?nèi)?、?shù)碼渦旋執(zhí)行相同的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，都符合數(shù)碼渦旋執(zhí)行相同的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，都符合EMCEMC電磁兼容的要求。電磁兼容的要求。9 9）、可靠性與風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比）、可靠性與風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比變頻：變頻：2020多年的實(shí)踐檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)成熟可靠，無未來的未知風(fēng)險(xiǎn)。多年的實(shí)踐檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)成熟可靠，無未來的未知風(fēng)險(xiǎn)。變?nèi)荩鹤內(nèi)荩夯赜屠щy，使用雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，旁通時(shí)單轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)大回油困難，使用雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，旁通時(shí)單轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)大. .ON/OFFON/OFF控制數(shù)碼渦旋）：控制數(shù)碼渦旋）：由于長期運(yùn)行存在每由于長期運(yùn)行存在每1010秒周期的加載卸載，電流波動(dòng)大。大批集中使用時(shí)，秒周期的加載卸載，電流波動(dòng)大。大批集中使用時(shí)，例如例如10001000臺(tái)集中使用，由于啟動(dòng)時(shí)間不是零，按照概率，即