变频、变容、数码涡旋性能对比(精品).ppt

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1、2004年年12月月变频、变容、数码涡旋变频、变容、数码涡旋性能对比性能对比（探讨小型变能力中央空调技术发展方向）（探讨小型变能力中央空调技术发展方向）客户支持部摘自科学论文客户支持部摘自科学论文 随着节能与舒适性的要求，及国内自主知识随着节能与舒适性的要求，及国内自主知识产权变频多联技术的突破性进展，变能力小型中产权变频多联技术的突破性进展，变能力小型中央空调的诸多突出优点，迫使中央空调向小型中央空调的诸多突出优点，迫使中央空调向小型中央空调发展的趋势越来越明显。小型中央空调器央空调发展的趋势越来越明显。小型中央空调器存在多种形式，谁代表未来技术的方向，制造商存在多种形式，谁代表未来技术的方

2、向，制造商为了推广自己的产品，八仙过海各显神通，诉说为了推广自己的产品，八仙过海各显神通，诉说着自己产品的优点。本文试图以科学公正的态度，着自己产品的优点。本文试图以科学公正的态度，通过对具有可变冷媒流量能力中央空调技术的对通过对具有可变冷媒流量能力中央空调技术的对比，认为永磁电机变频系统的变负荷平均效率高比，认为永磁电机变频系统的变负荷平均效率高于其它系统，将是未来技术的发展反方向。于其它系统，将是未来技术的发展反方向。1、描述空调器的指标：、描述空调器的指标：描述中央空调器的指标有性能指标、可靠性指标、电气指标和价格指标等。性能指标包括制冷制热能力、效率(EER、COP)；可靠性指标包括：

3、电气可靠性（抗干扰、静电、雷击等）、机械可靠性（震动、跌落冲击、温度循环等）；电气指标包括：EMC电磁兼容性等；价格同技术指标构成的性价比决定着产品的生命周期，本文对比变容、变频、ON/OFF控制（数码涡旋）的原理、能力、效率、电磁兼容、控制精度、风险分析等特点，探索未来技术的发展方向。1 1）、能力调节原理）、能力调节原理变频、变容、数码涡旋都是为了改变制冷剂流量，达到调节输出能力的目的。变频原理：变频原理：转轴转速N=60*f/P；式中N转速；f驱动电源频率；P极对数。从转速公式中可以看出改变驱动电机的电源频率即可改变转速，变频通过变频器实现。压缩机容量的改变是通过压缩机马达的转速改变来实

4、现的。当室内负荷要求提高时压缩机马达的频率随之增高，从而导致马达转速更快，容量提高。同样地，当室内负荷要求降低时，压缩机的频率变低，容量随之降低。变容原理：变容原理：变容是通过使用“热气旁通”的方法来改变的。采用双转子压缩机，短路一缸即可容量降低一半。同样地，在主排气管和吸气管之间，有一个外部旁通电磁阀。当这个电磁阀开启时，压缩机的容量又降低一半。这样5HP压缩机能分四级变化：25%-50%-75%-100%，变化一级1.25HP.ON/OFF控制（数码涡旋）控制（数码涡旋）压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来改变的。当外部电磁阀关闭时，数码涡旋象标准压缩机一样工作，容量达到100。所以

5、，在一个10秒钟的循环中，如果涡旋盘加载2秒钟，卸载8秒钟，其平均时间容量就是20。加载时间占循环周期的比例可以在10到100输出容量到范围内任意改变。2 2）、能力调节对比）、能力调节对比变频：变频：一般来说，变频压缩机频率可以从15-120Hz连续变化。变频压缩机容量从12.5-105连续改变，空调系统可精确控制室内温度。变容：变容：5HP机分四级容量25-50-75-100，另加一台定速5HP压机组成10HP八级容量控制：12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%和100%。这就意味着空调系统无法精确控制室内温度。ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：控制

6、（数码涡旋）：ON/OFF控制的输出在10到100之间。其最小能力取决于电磁阀到速度响应，由于控制电磁阀到时间比例即可改变压缩机输出，提供了连续到容量输出，能够精确的控制室内温度。3 3）、效率对比）、效率对比1 1：全负荷效率：全负荷效率变频：变频：变频器的损失占输入功耗的7%8，这样系统满负荷的COP比未加入变频器的定速系统COP降低了7%8。变容：变容：5HP机在100负荷时，10HP机在50和100两点时，COP性能较好，为定速系统的最大COP.ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：控制（数码涡旋）：ON/OFF控制系统在100负荷时的COP性能较好，为定速系统的最大COP。4 4

7、）、效率对比）、效率对比2 2：变负荷效率：变负荷效率变频：变频：负荷变化时频率变化，变频器功耗始终保持输入功率的8，设定速机满负荷时的最大COP为COPmax，变频变负荷时的效率（变频、变容、ON/OFF控制都未考虑变负荷时室内机的开机数量不减，此时相对换热面积增加引起效率提高的影响）为：COP=Q/(1+8%)W=COPmax/1.08=0.93COPmax即负荷从10%-100%变化时，空调系统的效率始终保持最大效率的93%,为恒定值。变容：变容：COP仅在50和100两点时性能较好，但在变负荷时由于大马达拉小车的因素，电机效率下降。空调系统的效率除电机效率下降外，还存在排气短路的损失，

8、低负荷下降30%，则变容压缩机系统的COP从70%COPmax至100COPmax之间变化。ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：控制（数码涡旋）：根据数码涡旋资料介绍，卸载状态下，压缩机电机无负载空转消耗功率大约为满负荷功率的10。以此计算其10负荷时的COP,10负荷时压机满载工作1秒钟,空转9秒钟,其10秒周期内的实际平均功耗:W=(1*Wmax+9*10%Wmax)/10=19%Wmax实际平均输出能力:Q=10%(Qmax)其中Wmax、Qmax为100负荷时的功耗与输出能力。则10负荷时的效率为：COP=Q/W=10%*(Qmax)/19%Wmax=10/19*COPmax=0

9、.5*COPmax计算结果说明10负荷时的COP是满负荷时的50。从10负荷到100负荷变化时COP的变化从50 COPmax到100%COPmax变化。5 5）、效率对比）、效率对比3 3：效率波动：效率波动变频：变频：变频系统需求能力恒定时，频率恒定。系统内制冷剂流动稳定，压力温度无波动，极易实现系统到过热度优化控制，使系统效率保持稳定高效。变容：变容：变容运行稳定，同变频。ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：控制（数码涡旋）：以10秒为周期到加载卸载，存在10秒周期的制冷剂压力、温度波动，过热度不稳定难使系统效率更高。6 6）、电机效率）、电机效率 人类追求高效、节能与环保的历史，

10、决定了人类的文明历史。BLDCM（无刷直流电机）与PMSM（永磁同步电机）电机的起动力矩大，效率比AC异步电机高4-13，功率因数比异步电机高5-20，尺寸小，节约成本，随着驱动控制技术的突破，永磁电机开始在家电中大量应用如：永磁直流无刷风机、直流无刷电机压机、永磁同步PMSM压机。图1为永磁电机与交流电机铜损、铁损对比，图2为BLDCM与ACM系统的效率对比EFF:EfficiencyBL:BrushlessIM:Induction motor (conventional type)Wfs:Ferrous wattage lossWcos:Copper wattage loss图1Compa

11、rison of loss in BL with IM图1图2采用永磁PMSM电机压机与BLDCM电机风机的全直流变频中央空调系统的功耗比交流系统减少20，经系统优化，COP=3.5。根据其效率变化随负荷变化的特点，其负荷变化10至100时的COP=3.5不变。其综合效率远高于其他能力调节系统。图3为三种系统的变负荷效率对比图37 7）、控制精度对比）、控制精度对比变频：变频：负荷稳定时，频率稳定，室温控制优良。负荷要求变化时，变频器迅速跟踪，满足要求。变容：变容：负荷稳定时，由于只有八级调节，室内温度控制不精确。负荷要求变化时，能迅速跟踪，满足要求。ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：

12、控制（数码涡旋）：同变频。8 8）、电磁兼容对比）、电磁兼容对比变频系统由于整流及变频的转换，其干扰高于其它系统，但变频、变容、数码涡旋执行相同的电磁兼容性标准，都符合EMC电磁兼容的要求。9 9）、可靠性与风险对比）、可靠性与风险对比变频：变频：20多年的实践检验，各项技术成熟可靠，无未来的未知风险。变容：变容：回油困难，使用双转子压缩机，旁通时单转子运转振动大.ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：控制（数码涡旋）：由于长期运行存在每10秒周期的加载卸载，电流波动大。大批集中使用时，例如1000台集中使用，由于启动时间不是零，按照概率，即使平均计算每秒钟有100台同时启动，实际上肯定有更多台，甚至是数百台，在同一秒钟内同时启动，巨大的启动电流对供电系统带来的影响如何，尚无实验证明，未来风险不确定。1010）、启动电流对比）、启动电流对比变频：变频：变频低压启动电流小。变容：变容：定速启动电流大，仅第一次启动时有。ON/OFFON/OFF控制（数码涡旋）：控制（数码涡旋）：定速启动电流大，10秒内周期重复。结论：结论：永磁电机的变频变速系统，启动电流小，满足电磁兼容要求，具有较高的平均效率，无未知的风险，是未来节能发展的方向，其他系统可能是过渡性产品，但由于控制简单，目前还是有一定的市场需要。谢谢谢谢!