1.引言

　　隨著(zhù)全球氣候日益變暖，人們對空調的需求越來(lái)越大，如何使空調系統在提高舒適性的同時(shí)又達到節能的目的已經(jīng)成為一個(gè)越來(lái)越重要的問(wèn)題。變頻調速技術(shù)引用進(jìn)空調控制系統中就是解決這個(gè)問(wèn)題的一種途徑， 這樣不僅提高了空調房間的舒適程度、減少了噪聲，而且最重要一點(diǎn)就是能夠達到節能的目的。

　　2.空調控制系統的特點(diǎn)空調系統中的控制對象多屬于熱工對象， 從控制的角度分析具有以下特點(diǎn)：

　�。�1） 多干擾性

　　例如：通過(guò)窗戶(hù)進(jìn)入的太陽(yáng)輻射熱是時(shí)間的函數，也受氣象條件的影響；室外空氣溫度通過(guò)圍護結構對室溫產(chǎn)生的影響；為了換氣所采用的新風(fēng)，其溫度變化對室溫有直接的影響；此外室內人員的變動(dòng)， 照明、機電設備的啟停， 電加熱器電源電壓的波動(dòng)以及熱水加熱器熱水壓力、溫度的變化， 均隨著(zhù)建筑的構造、用途的不同而異， 更與空調本身有關(guān)。如果不采用變頻調速技術(shù)，那唯一的方法就是利用最大的耗能來(lái)?yè)Q取理想的控制狀態(tài)，這就會(huì )帶來(lái)干擾變動(dòng)時(shí)控制的不理想以及能源浪費的問(wèn)題。

　�。�2） 多工況性

　　空調系統中對空氣的處理過(guò)程具有很強的季節性，一年中，至少要分為冬季， 過(guò)渡季和夏季。另外在同一天中， 夜晚和白天的空氣工況也不完全相同， 因此空調對空氣的處理過(guò)程也具有多變性。多工況性的特點(diǎn)就決定了空調的運行不能設定在某一不變的參數，而這就要求空調的控制系統必須要靈活的動(dòng)作來(lái)適應變化的工況。

　　3、變頻調速技術(shù)在空調器中的使用針對空調控制系統的特點(diǎn)， 再加上電力電子技術(shù)及微機控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的應用日益廣泛，因此在空調控制系統中采用變頻技術(shù)也是不可避免的。這就給我們提供了一種既能達到控制要求又能節約能源的方法。

　　空調交流變頻控制器主要由直流變換電路、濾波電路、變頻電路、控制電路構成。

　　在空調控制系統中使用變頻技術(shù)， 與普通空調相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　�。�1）節能省電、電壓適應性強

　　變頻空調器采用模糊控制技術(shù)調節制冷（熱） 能力，壓縮機由于不停機而減少頻繁啟停造成的損失。同時(shí)壓縮機剛啟動(dòng)時(shí)，采用低頻啟動(dòng)，一般在20 - 30HZ之間，從而降低了啟動(dòng)電流，減少了功率消耗，然后很快在低頻狀態(tài)轉入高頻狀態(tài)，在很短的時(shí)間里達到室內設定溫度，然后壓縮機在長(cháng)時(shí)間處于低頻工作范圍內，機組的功率降到最小，以保持室溫。另外變頻空調還可以根據外界環(huán)境負荷的變化相應的調節壓縮機的轉速來(lái)達到控制要求，這就避免了運行參數的單一化而帶來(lái)能源的浪費。因此變頻空調節能效果明顯，比普通空調節電20 % - 30 %.

　　變頻空調的電壓適應性很強，工作電壓在187 - 242V 之間，這一點(diǎn)更適合在電網(wǎng)電壓不穩定的地區使用。這是由于變頻空調器采用自動(dòng)控制技術(shù)對壓縮機輸入電壓進(jìn)行自動(dòng)調整， 所以當電網(wǎng)電壓偏高或偏低時(shí)機組仍能正常工作。

　�。�2）制冷快速、舒適性好

　　變頻空調器開(kāi)始運轉時(shí)，機組經(jīng)低頻低速啟動(dòng)， 然后很快進(jìn)入高速運轉， 轉速可達到正常轉速的2- 3 倍， 故比定速空調能更快達到設定溫度。當室溫接近設定溫度時(shí)，機組在不停止壓縮機工作狀態(tài)下，通過(guò)調整壓縮機的轉速調節室溫，這樣就可以創(chuàng )造出溫度變化不大的舒適環(huán)境。

　�。�3）超低溫制熱、快速除霜

　　一般空調器， 當室外氣溫低于0 ℃時(shí)，制熱能力大幅度下降， 在- 12 ℃時(shí)出力只有額定值的35 % 左右。但變頻空調則可根據室外溫度的變化自動(dòng)改變壓縮機轉速， 在室外溫度低的情況下， 通過(guò)提高運轉頻率， 達到提高制熱能力的效果，在- 12 ℃時(shí)出力可達到額定值的70 % 左右。

　　在低溫的情況下，一般空調器室外機除霜停機需5 - 15 分鐘，在此期間室內機停止供熱。而變頻空調器則利用微處理器控制電子膨脹閥，除霜時(shí)，電子膨脹閥全開(kāi)，壓縮機高速運轉，利用壓縮機排氣的溫熱除霜，從而實(shí)現不間斷供熱快速除霜。

　�。�4）噪聲低，除濕功能合理

　　變頻空調器采用變頻雙轉子壓縮機和變頻直流電機，使壓縮機從低速到高速都能平衡地運轉，加之長(cháng)時(shí)間的低頻運轉狀態(tài)使室外機運轉更加平穩。室內機也沒(méi)有頻繁啟停的聲音， 同時(shí)風(fēng)機的轉速隨著(zhù)壓縮機的工作頻率可在多檔范圍內變化，從而實(shí)現整機的低噪聲運行。

　　變頻空調的除濕功能， 主要是除去房間空氣中的含濕量而不降低溫度，可根據房間的濕度要求設定濕度值。除濕時(shí)機組相當于制冷時(shí)的1/ 3 頻率運轉，以較小的輸入功率達到除濕效果，不僅經(jīng)濟合理而且還提高了舒適性。

　　4、變頻空調器及其控制系統變頻空調主要指的是對空調系統中室外的壓縮機而言的，其功率從1 —5hp 不等，因主機功率大，這樣變頻后效果顯著(zhù)。對室內排風(fēng)扇，由于功率≤30 —40W， 只進(jìn)行人工調風(fēng)量，但近年來(lái)也有雙變頻機型或全變頻機型對排風(fēng)扇或所有電機進(jìn)行變頻控制。

　　變頻空調器的類(lèi)型主要由變頻方式和主要零部件壓縮機、節流機構、室內風(fēng)扇電機、室外風(fēng)扇電機來(lái)決定的。因此，不同的變頻方式和零部件也就組成了不同類(lèi)型的變頻空調器，這種組合可以多達十幾種。在這眾多的組合中基本上可以分為三種類(lèi)型。

　　第一類(lèi)變頻空調器采用交流變頻，制冷劑流量調節方式采用毛細管，壓縮機采用單轉子交流變頻壓縮機。這種空調器基本能體現變頻空調器各種優(yōu)點(diǎn)，而且可靠性好，缺點(diǎn)是節能效果較低，噪聲和震動(dòng)也較大。

　　第二類(lèi)變頻空調器同樣也是采用交流變頻，不同的是壓縮機采用雙轉子交流變頻壓縮機，制冷劑流量調節方式采用電子膨脹閥。此類(lèi)空調器變頻范圍更寬，噪聲和震動(dòng)有所降低，節能效果明顯。

　　第三類(lèi)是直流變頻空調器，采用直流變頻壓縮機和直流風(fēng)扇電機，調節方式是電子膨脹閥。此類(lèi)空調器節能效果更高，噪聲和震動(dòng)達到了最低的水平，同時(shí)還沒(méi)有交流變頻的電磁干擾，是當前最先進(jìn)的變頻空調器。

　　以下就直流變頻分體式空調器的結構及控制系統作個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。分體式空調器的控制器分為室外和室內兩大部份。

　　室內機主要完成紅外線(xiàn)遙控接收，并根據設定進(jìn)行運行狀態(tài)的切換，調節室內風(fēng)速及壓縮機運行狀態(tài)，使其達到設定要求。收到信號后，根據要求由模糊算法得到目前最佳的工作狀態(tài)，并通過(guò)串行通信與室外機交換信息，實(shí)現對壓縮機運行狀態(tài)的控制。

　　室外機主要是根據室內機的信息，進(jìn)行壓縮機的變頻控制及風(fēng)速調節，同時(shí)在制熱時(shí)還要完成除霜等功能。其基本電路框圖如圖3 所示。

　　5.結論

　　通過(guò)以上分析可看出變頻式空調器具有節能、高效、舒適的優(yōu)勢，而且控制簡(jiǎn)單、能效比高，今后變頻式空調器尤其是在現代電力電子技術(shù)和微電控制技術(shù)結合方面有廣闊地發(fā)展前景。

　　在發(fā)展中有待深入的工作有：能效比指標的改進(jìn)；提高制冷壓縮機性能；智能控制的引入，空調器的信息化、智能化等。

　　參考文獻

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