变频空调器简介

变频空调器简介（精选3篇）

变频空调器简介 篇1

如今, 变频空调器的应用范围十分广泛, 许多家庭都在使用这种空调器, 为了更好的应用变频空调器, 为空调售后维修打下坚实的基础, 需要对变频空调器单中控制电路的基本工作原理进行细致的分析, 以求全部掌握, 并在此基础上找到有效的维修办法, 确保变频空调器的使用更加稳定、可靠。与传统的定速空调器相比, 变频空调器中的控制电路较为复杂, 不仅增加了多种保护电路, 还采用了许多先进技术, 比如传感技术等, 为了实现这些技术效果, 电路器件也出现了很大的改变, 增设了例如霍尔元件等一系列电路元件。这样的改变, 对于维修而言, 提出了更高的要求, 为了更好的推动变频技术发展, 满足人们生产生活上的迫切需求, 还需从实际入手, 细致的分析该空调器的控制电路。

1 家用变频空调器控制电路基本原理

变频空调器是如今家用空调器的首要选择, 它在变频器的支持下, 对空调压缩机的实际转速进行调节, 初步实现了房间内温度与热量的自动匹配, 该空调器具有调温效率高、速度快、适用范围广泛等优势。在变频技术飞速发展的影响下, 基于变频技术的空调器也从过去的交流变频转变成更为先进的直流变频, 而且控制电路从PWM转变为PAM, 所以该空调器无论从器件的应用还是控制系统的研发, 都很好的应用了当今主流科学技术。任何一种变频空调器, 其内部控制电路的基本原理大致相同, 通常由两部分构成, 分别为室内机以及室外机, 本文将美的公司生产的KFR-50LW/FBPY变频空调作为主要研究对象, 说明其控制电路基本原理。变频空调器控制电路的室内机以及室外机能够实现通信, 而且由两个不同的单片机进行控制。控制电路主要由主板、电源、开关系统以及压缩机构成, 控制操作的唯一对象就是空调机中压缩机, 相比之下, 变频空调所使用的电源是可以进行频率调节的, 所以具有更好的节能效果、舒适度、传感控制精度。在该空调的压缩机中, 主要运用交流的异步电动机和永磁体结构电动机;智能板块运用六封装或者是七封装类型的GTO等器件, 并在此基础上将电路中的驱动进行集成;电源模块将交流电进行整流形成直流电, 然后在提供至IPM等模块, 再通过逆变, 将三相交流电直接提供至空调压缩机当中;在控制电路中, 最为重要的两个部分就是室内版与室外板, 由两块单片机分别控制, 在科技发展的进程中, 控制元器件都可以使用DSP对各种指令机反馈的信息进行处理, 提高了控制电路的准确度与可靠性, 由于这项特质, 故有许多人将变频空调称作数字空调。室外机主要负责三相交流电的细化控制, 进而获取六封装条件下PWM等器件的通断控制情况, 并且还可以对室内、冷凝器、排气系统的温度进行检测, 确保系统中保护、处理以及通信功能可以有效实现。

2 家用变频空调器控制电路维修技术

无论哪一种空调, 在长时间的施工过程中, 难免会出现一些故障, 当问题发生时, 应立即对其进行维修, 几种实际情况中较为常用的维修方法如下所示:1) 接通电源, 空调器室内机的电源灯亮起, 如果此时的电源灯未亮起, 则说明该空调器室内机的电源或者是指示灯出现故障。2) 接通电源, 电源灯亮起, 使用室内机遥控器进行操作, 信号发射受阻。在检修时, 首先应确保遥控器中装有电池且有电, 然后查看电池的安装是否正确, 如果遥控器电源检查为发现问题, 则需将其拆开仔细检查其内部电路, 在此之前, 可以将其靠近收音机, 如果遥控器内部电路无故障, 在按下操作按钮时, 收音机会发出与之对应的“嘟嘟”声响。3) 在遥控器检查无误以后, 可以使用空调器室内机的强制开关进行验证, 在强制启动一段时间以后, 空调器的室内外装置均可以正常运行, 且制冷 (热) 情况良好, 则可断定是室内机中的信号接收装置出现故障。4) 如果室内机遥控器在安装完新电池后没到一个月的时间就不再显示时, 需将遥控器的电池安装后盖打开, 用棉花团蘸取浓度为95%的酒精, 反复擦拭电路板与接触面, 在擦拭部位完全干燥之后, 方可有效排除电路漏电情况, 如果遥控器液晶屏幕上出现缺字的情况, 同样可以使用这种维修方法。5) 变频空调内部的温度传感装置是十重要的器件, 在室内机中还装由空气与蒸发介质的温度传感装置;而在室外机当中, 则装有高低压管路压力传感装置, 传感器属于高精度灵敏器件, 在长时间的使用过程中, 其内部阻值可能会发生一定变化, 进而改变传感装置的控制特性, 比如阻值增大, 会影响到输出频率, 使其降低。为保障控制效果, 在明确具体的故障以后, 应立即更换相同的传感装置。6) 空调器工作状况不良时, 首先需打开试运行开关, 在启动的同时室内机会发出信号 (50Hz) , 如果空调器运行无故障, 则信号的频率是不会发生改变的, 此时可断定空调器的控制电路不存在较大的问题和故障, 可重点检查室内外机的传感装置。如果此时空调器无法运转, 其控制电路存在问题, 应进行检查, 方法如下:a.通信电路:将万用表调到250V档位进行检测, 如果检测发现零线与信号线之间存在不稳定电压, 而且室内机上关于通信的指示灯保持闪烁, 则代表通信电路无异常, 反之则代表存在故障。b.功率模块:主要有两种方法, 其一是使用万用表的二极管档进行检测, 万用表的“+”级和U、V、W极的电阻值大小应保持在380~450Ω之内, 而且反方向电流不导通, 此时则可以说明功率模块无异常, 反之存在故障;其二是使用万用表的交流电压档位检测驱动状态下空调器压缩机的实时电压, 任意两个相间的实时电压稳定在0~160v时, 说明功率模块无异常, 反之存在故障。c.电抗器:使用万用表的RX1档位对电抗器进行检测, 正常情况下的绕组阻值应为1Ω左右, 若浮动过大, 则代表电抗器存在故障。d.压缩机:在对其进行检测之前, 应事先使用钳子将U、V、W拔出, 然后对相间电压进行测量, 如果电压值相等, 则代表压缩机工况良好, 反之存在故障。e.电解电容:在空调器中, 电解电容的容量比较大, 最大可以达到2000~4500μF, 在切断电源以后, 仍有一定量的电荷残留, 因此在检测之前应事先使用插头等器件放出电荷, 然后使用万用表的RX10K档位进行检测, 指针的变化过程如果从0缓慢到达∞则说明电解电容无异常, 反之存在故障。f.传感装置:如果出现平率调节异常等故障时, 应先对传感装置进行检测, 多数装置都可以拆下, 肉眼即可观察器件是否存在损伤, 或者是直接用水进行加热, 再用万用表的RX100档位检测其内部阻值大小, 若无变化则可说明该器件无故障, 反之存在故障。

3 总结

总而言之, 变频空调器的出现与应用使家用空调进入了全新的时代, 变频空调虽然功能多、效果好, 但它的控制电路是非常复杂的, 对维修提出了较高的要求, 因此, 相关技术人员应在实践的过程中不断总结经验, 选择简便而有效的方法, 使变频空调的应用更加稳定、可靠。

摘要：变频控制技术在我国获得了快速的发展, 尤其是在空调器当中, 取得的实际效果是非常显著的, 使变频空调的性能和作用更加全面。本文将KFR-50LW/FBPY空调器作为主要研究对象, 分析了该空调器中控制电路的基本组成与原理, 并对其维修技术进行了详细的分析, 旨在为相关技术人员提供准确有效的维修方法, 使变频空调得到更好的应用。

关键词：变频空调,控制电路,电路原理,维修技术

参考文献

[1]肖风明, 王清兰, 朱长庚, 等.变频空调器微电脑控制电路分析与速修技巧[M].北京:机械工业出版社, 2012.

[2]曹巧爱.单片机原理与应用[M].北京:机械工业出版社, 2013.

如何选购变频空调 篇2

1 变频空调的性能特点

(1)节能。由于变频空调通过内装变频器,随时调节空调机心脏———压缩机的运转速度,从而做到合理使用能源;由于它的压缩机不会频繁开启,会使压缩机保持稳定的工作状态,这可以使空调整体达到节能30%以上的效果。同时,这对噪音的减少和延长空调使用寿命,有相当明显的作用;(2)噪音低。由于变频空调运转平衡,震动减小,噪音也随之降低;(3)温控精度高。可以通过改变压缩机的转速来控制空调机的制冷(热)量,使其制冷(热)量有一个变化幅度;(4)调温速度快。当室温和周围温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大的功率工作,使室温迅速下降(或上升)到调定温度,制冷(热)效果明显;(5)电压和环境要求低。变频空调对电压的适应性较强,有的变频空调甚至可在150~240V电压下启动,同时变频空调对环境温度的适应性强;(6)一拖二智能控温。它可智能地辨别房间大小并分配冷(热)量,使大小不同的房间保持同样的温度;(7)保持室温恒定。变频空调采用了变频压缩机,可根据房间冷(热)负荷的变化自动调整压缩机的运转频率,达到设定温度后变频空调以较低的频率运转,避免了室温剧烈变化所引起的不适感。当负荷小时运转频率低,此时压缩机消耗的功率小,同时避免了频繁开停,从而更加省电。

2 选购时看最低制冷功率

变频空调在每次开始启动后,先以最大频率、最大风量进行制冷或制热,迅速接近所设定的温度,当房间需求的冷量或热量比较少,压缩机降低转速,减少功率,进入低频运行状态。压缩机的转子,犹如旋转的陀螺,高速运转时非常稳定,一旦转速降低,就容易产生振动。转速越低,振动就越大,容易造成铜管断管、压缩机磨损等问题,影响空调的正常性能。

所以,低频运转是衡量空调企业变频技术水平的最重要指标之一。根据压缩机转子转得越慢,所需要的电量就越少的原理,消费者可以从空调的铭牌参数中察看最低制冷功率。相同额定制冷量的机型,最低制冷功率越小,说明运转频率越低,则空调技术水平越高。如G产品的最小制冷功率为225W,而相同额定制冷量的M产品的最小制冷功率为300W,显而易见,M产品的低频运转性能不如G产品。

3 查最小制冷量

变频空调的关键是“变”,即频率变化,定频空调频率恒定为50Hz,而变频空调的频率是变化的。

衡量变频技术优劣的另一指标就是频率变化范围。变化范围越宽,性能越好,就越省电,温度越恒定。频率变化又以低频为技术难点,频率变化在空调参数表上表现出来的就是制冷量,也就是说,最小制冷量的数值越小,变频空调的性能就越好。比如,相同额定制冷量的空调产品,G的制冷量变化范围为690~3350W,M的制冷量变化范围为750~3200W。两相比较,G产品无论是频率变化宽度还是最小制冷量,均优于M产品。

4 核对季节能效比

变频空调器简介 篇3

房间空调器性能的改进是摆在制冷空调领域的一项重要课题, 而采用计算机仿真技术是实现这一目标的重要手段。稳态运行是房间空调器的主要工作状态, 故本文选择对房间空调器的稳态性能进行仿真。

对房间空调器的计算机仿真有3种常见方法:①用C++、C#等面向对象语言编写Windows工程软件[1];②用联合仿真方法建立系统仿真模型[2];③采用AMESim等专业软件建立系统模型[3]。方法一对仿真人员的编程技巧和经验要求较高。方法二需要集成不同软件, 接口的不一致会带来数据传递的复杂问题。方法三用的AMESim等软件非开源, 开放性和可扩充性受到制约。为避免上面的问题, 本文采用Modelica语言在MWorks平台上对制冷系统进行建模仿真。

1 主要部件的数学模型及Modelica实现

1.1 冷凝器

将冷凝器简化为如图1所示的物理模型。在模型中将冷凝器分成过热区、两相区、过冷区三个相区, 每个相区划分若干微元。一个基本的微元如图2所示。图2中变量下角标1, 2分别表示制冷剂或空气流向下的进口和出口。

如果已知微元的进出口状态参数, 则可推导出每个微元的长度[4]:

其中:α, h, m, d, T, A分别为换热系数、焓值、质量流量、直径、温度、微元面积;下标a代表空气侧, r代表制冷剂侧, i代表管内, o代表管外, m代表平均值。

对冷凝器采用分布参数法建模, 模型的核心是分布参数算法:假设冷凝管制冷剂出口状态参数, 根据出口状态划分相区, 然后对每个相区用稳态分布参数模型划分若干微元, 通过式 (1) 计算出每个微元长度, 进而计算出相区长度及冷凝管总长度, 与真实管长比较, 调整出口状态参数, 直至计算管长和真实管长偏差在可接受范围内。

冷凝器模型Modelica程序代码片段如下:

冷凝器的入口工质热力参数已知, 通过该仿真算法可以求得出口工质热力参数及换热量等。

1.2 蒸发器

蒸发器建模需考虑制冷剂侧压降, 空气侧要考虑析湿, 如翅片表面温度低于空气的露点温度, 将出现结露现象[5]。其分布参数算法类似于冷凝器, 但有两层迭代计算, 外层是蒸发管计算长度与实际长度的比较, 内层为计算压降与假设压降的比较。

蒸发器的入口工质热力参数已知, 通过该仿真算法可以求得出口工质热力参数及空调器制冷量。Modelica代码不做赘述。

1.3 毛细管

毛细管模型核心算法描述如下:

(1) 假定出口压力等于背压, 计算毛细管长度。

(2) 比较计算长度与实际长度。若计算长度大于实际长度, 二分法迭代出口压力, 计算毛细管长度 (求新出口压力下的两相区长度, 用近似积分法[6]) , 直至计算值与真实值偏差在某一范围内。若计算值小于真实值, 二分法迭代流量, 重新计算毛细管长度 (求新质量流量下的两相区长度, 用平均参数法[7]) , 直至误差在收敛精度内结束。

毛细管的入口工质热力参数已知, 通过该仿真算法可以求得出口压力及流量。Modelica代码不做赘述。

1.4 压缩机

对于压缩机模型, 主要是建立压缩机的流量与功率的关系[8]。制冷剂流量计算公式如下:

其中:mcom, λ, v, V分别为压缩机质量流量、输气系数、比容和输气量;下标th表示理论值, suc表示吸气端。

式 (2) 中Vth表达式如下:

其中:D, S, n, i分别为缸径、活塞行程、转速和气缸数。

功率计算公式为:

其中:N, p分别为功率和压力;m为多变指数;η为总效率;Nef为有效功率;下标e和c分别代表蒸发器端和冷凝器端, 下标in代表入口。

Modelica代码不做赘述。

2 空调系统仿真模型、仿真结果及分析

从已建立的模型库向主窗口的图形编辑界面中直接拖放所需的部件, 连接成空调制冷系统整体仿真模型, 如图3所示。图3中, 冷凝器图标为Condenser, 蒸发器图标为Evaporator, 毛细管图标为Capillary, 压缩机图标为Compressor, Outdoor_Env和Indoor_Env分别为空调器室外环境和室内环境模型。由图3可以计算出对应换热器出口空气的温度和湿度。

图4~图7为空调器的稳态仿真结果。从图4可看出:迎面风速明显地影响着制冷剂侧与空气侧的换热量, 随迎面风速的增加, 造成了空气侧换热被强化, 从而换热量逐渐增加。从图5中可以看出:翅片间距越小, 越有利于换热, 且翅片间距对换热的影响比较显著。从图6可以看出:制冷量和功率随压缩机频率的增加而增加;压缩机频率的增加使其转速相应增大, 输入功率必然增加, 同时转速的增加使得压缩机的输气量增加即增加了制冷剂的循环量, 这就使得压缩机的制冷量上升。由图7可以看出:压缩机的频率升高时能效比降低, 由此可知在低频时的高效运行是变频空调节能的主要原因。

3 结束语

本文基于Modelica语言在MWorks平台上实现了对房间空调器主要部件的建模, 并建立了制冷剂的热力性质及热物理性质计算函数库。在此基础上建立了空调制冷系统的Modelica模型, 对冷凝器换热量与迎面风速和翅片间距的关系以及压缩机频率与制冷量、功率和能效比的关系进行了仿真分析。所建模型能定性地分析空调各主要部件及系统主要性能与相关参数的关系, 指导空调部件匹配及参数设计。

摘要：变频房间空调器由4个关键部件组成, 每一部件又包含影响空调制冷性能 (如制冷量、能效比等) 的多个相关参数。为了分析空调部件及系统主要性能指标和关键参数的关系, 以为空调制冷系统的参数设计与性能分析提供依据, 建立了基于Modelica的变频空调稳态性能仿真模型库, 包括关键部件模型及制冷工质热力性质和热物理性质计算模型等。基于该模型库建立变频空调制冷系统仿真模型, 在MWorks平台上对其进行仿真, 仿真结果与理论分析相符。

关键词：空调,模型库,稳态仿真,Modelica

参考文献

[1]丁国良, 张春路.制冷空调装置的计算机仿真技术[J].科学通报, 2006, 51 (9) :998-1010.

[2]刘浩, 张春路, 丁国良.空调仿真Windows软件的编制及其若干技术问题[R].上海市制冷学会1999年学术年会, 1999:576-580.

[3]闵海涛, 曹云波, 曾小华, 等.电动汽车空调系统建模及对整车性能的影响[J].吉林大学学报 (工学版) , 2009, 39 (s1) :53-57.

[4]陶晶.跨临界CO_2汽车空调系统仿真及性能控制分析[D].长春:吉林大学, 2011:4-8.

[5]丁国良, 张春路.制冷空调装置仿真与优化[M].北京:科学出版社, 2001.

[6]吴业正.制冷与低温技术原理[M].北京:高等教育出版社, 2004.

[7]张春路, 丁国良.壅塞流动下绝热毛细管长度的近似解析解[J].机械工程学报, 2002, 38 (4) :22-25.