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    传统中央空调系统按照建筑物的最大冷/热负荷来确定系统中的冷水机组参数、水泵参数、冷却塔参数等,然而实际情况却是中央空调系统在一年中处于最大负荷运行状态一般只有几十天时间,大部分运行是处于动态变化的状态之中,据统计一般情况下在10%~80%范围内波动。由于传统系统负载不具备随室内冷/热负荷等变化而变化的特性,不论季节或用户负荷如何变化,冷水机组、水泵等都一直在工频状态下运行,传统中央空调系统中通过调整档板开度来实现流量的调节,这样实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾,造成巨大电能浪费,给用户带来巨额电费支出,增加经营者的成本,所以降低空调系统能耗日益成为建筑物迈向绿色节能的重要一步。在公共建筑用电中,暖通和照明用电占比(如下图),数据源自《公共建筑节能设计标准》。
变频技术的起源
    变频技术起源于日本,日本于1983年首先在世界上推出第一台变频空调器, 到21世纪初, 变频空调器已占日本市场(家用机)的99%以上, 日本各著名公司的家用空调器中变频空调的生产量也已占90%以上。在欧美等发达国家, 变频空调普及率也在70%以上。
    从20世纪90年代中期开始, 变频空调作为节能产品以其高技术、高性能而逐渐得到空调行业及用户的关注, 一些外国品牌以合资或独资的方式, 逐渐将一批变频技术和产品引入中国。从 21世纪之后, 各空调品牌开始建设自己的变频产品生产线,以丰富各自的变频产品阵容, 由于各空调企业不断向市场推出变频系列产品, 而且在变频机的宣传推广方面各厂家也开始加大力度, 至此变频节能的概念开始慢慢被市场认可。

 

变频技术的类别及工作原理
    “变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念,所谓变频技术就是通过控制电机的输入频率,从而达到改变其转速的技术。众所周知,我国的电网电压为 220V、50Hz,在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”,而“变频空调”是可根据实际需求冷量,通过变频器改变压缩机供电频率,调节压缩机转速,依靠压缩机转速的快慢调节制冷量,从而达到控制室温的目的,实现节能。
    变频器:利用电力电子器件的通断作用,将工频电源变换为另一可变频率的电能控制装置,是改变供电频率和电压的设备。Variable Frequency Drives 简称VFD。
    物理本质:是一种能量转换装置,通过“整流→逆变”这一过程,把定压定频的市电转换为用户所需要的变频的交流电。


交流变频空调
    异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用而产生的。定子绕组渡过电流时产生旋转磁场,在转子绕组内感应出电动势,因而产生了感应电流,该电流与定子旋转磁场相互作用,便产生了磁场力。而实际上对于异步电动机,旋转磁场的转速(通常称为同步转速)与转子的转速是有差别的,两者之差与同步转速的比值,我们称之为转差率。现在变频空调的控制方法基本上都是采用这种方法来实现变频调速的。220V、50Hz的市电经整流滤波后得到310V左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源。
直流变频空调
    关于直流变频存在以下误区:直流电原本无频率,为何有直流变频一说?
    有些变频家用电器,变频器驱动的是无刷直流电机,为了与采用异步机的变频家电进行区别,人们习惯上把使用了无刷直流电机的变频家电称为直流变频家电。对于大型冷水机组而言,因功率较大不可采用无刷直流电机,人们将采用永磁同步机的变频称为直流变频;将采用异步机的变频称为交流变频。所以,是否是直流、交流变频,是根据电机的不同形式区分的。直流变频并不是说压缩机是直流电供电,它的转化方式上与交流变频一样,都是采用交-直-交的方式。供给压缩机的电压还是交流的信号。这种电机实际也是一种交流电动机。

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