直流變頻空調
變頻空調
直流變頻空調是指採用直流變頻控制系統以及相應的直流變頻壓縮機的空調器；節能效果最強，最高節電能力達到48％；控溫技術更精確，溫度波動在0.5℃以內；同時還擁有低壓啟動、靜音效果更明顯等優勢。
概述 在空調器中，變頻技術是一項新興的技術，它是通過變頻器改變電源頻率，從而改變壓縮機的運轉轉速的一種技術。
交流變頻空調器的工作原理是：變頻技術是通過變頻器改變電源頻率，從而改變壓縮機的轉速的一種技術,通過變頻器先進行交流到直流的變換，再通過變頻器進行直流到交流的變換，從而控制交流電機的轉速。而對變頻器的控制是通過感測器將室內溫度資訊傳遞給微電腦，輸出一定頻率變化的波形，控制變頻器的頻率。
當室內急速降溫或急速公升溫時，室內空調負荷加大，壓縮機轉速加快，製冷量按比例增加，相反，當室內空調負荷減少時，壓縮機正常運轉或減速。
直流變頻空調器的工作原理是把50hz工頻交流電源轉換為直流電源，並送至功率模組主電路，功率模組也同樣受微電腦控制，所不同的是模組所輸出的是電壓可變的直流電源，壓縮機使用的是直流電機，所以直流變頻空調器也可以稱為全直流變速空調器。直流變頻空調器沒有逆變環節，在這方面比交流變頻更加省電。
直流變頻空調是相對於交流變頻空調而來的，其實，它的名稱是不正確的，因為直流不存在變頻，它是通過改變直流電壓來調節壓縮機轉速，從而改變空調的製冷量，採用的直流調速技術要遠遠優於調頻技術，因此直流變轉速是正確的叫法。它只能說是一種直流變轉速空調，不是嚴格意義上的變頻空調。
它的能源損耗比調頻調速要小。另外，由於這種直流電機的轉子是永磁的，又省卻了三相交流非同步電機的轉子電流消耗。所以，它從電網電源到電動機這一段的功率因數要比調頻調速方式高，節省了一定的能量。
相關據《科技**》，從2023年中國第一台變頻空調誕生，此間變頻空調的壓縮機驅動方式經歷了從交流變頻到120度直流變頻，再到180度直流變頻的技術革新歷程。
直流變頻壓縮機效率比交流變頻壓縮機高10%-30%，噪音低5-10分貝，相對成本也略高。120度和180度是兩種不同的直流變頻技術。120度就是在任意時刻三相中只有兩相導通，一相截止。
演算法簡單易行，但在轉矩和轉速變化大的時候，效率很低，逐漸被180度方案所取代。
直流變頻空調工作原理
「變頻」採用了比較先進的技術，啟動時電壓較小，可在低電壓和低溫度條件下啟動，這對於某些地區由於電壓不穩定或冬天室內溫度較低而空調難以啟動的情況，有一定的改善作用。由於實現了壓縮機的無級變速，它也可以適應更大面積的製冷制熱需求。
變頻與定頻
所謂的「變頻空調」是與傳統的「定頻空調」相比較而產生的概念。眾所周知，我國的電網電壓為220伏、50赫茲，在這種條件下工作的空調稱之為「定頻空調」。由於供電頻率不能改變，傳統的定頻空調的壓縮機轉速基本不變，依靠其不斷地「開、停」壓縮機來調整室內溫度，其一開一停之間容易造成室溫忽冷忽熱，並消耗較多電能。
而與之相比，「變頻空調」變頻器改變壓縮機供電頻率，調節壓縮機轉速。依靠壓縮機轉速的快慢達到控制室溫的目的，室溫波動小、電能消耗少，其舒適度大大提高。而運用變頻控制技術的變頻空調，可根據環境溫度自動選擇制熱、製冷和除濕運轉方式，使居室在短時間內迅速達到所需要的溫度並在低轉速、低能耗狀態下以較小的溫差波動，實現了快速、節能和舒適控溫效果。
工作原理
供電頻率高，壓縮機轉速快，空調器製冷（熱）量就大；而當供電頻率較低時，空調器製冷（熱）量就小。這就是所謂「定頻」的原理。變頻空調的核心是它的變頻器，變頻器是20世紀80年代問世的一種高新技術，它通過對電流的轉換來實現電動機運轉頻率的自動調節，把50hz的固定電網頻率改為30至130hz的變化頻率，使空調完成了乙個新革命。
同時，還使電源電壓範圍達到142v至270v，徹底解決了由於電網電壓的不穩定而造成空調器不能正常工作的難題。變頻空調每次開始使用時，通常是讓空調以最大功率、最大風量進行制熱或製冷，迅速接近所設定的溫度。由於變頻空調通過提高壓縮機工作頻率的方式，增大了在低溫時的制熱能力，最大制熱量可達到同、同級別空調器的1．5倍，低溫下仍能保持良好的制熱效果。
此外，一般的分體機只有四檔風速可供調節，而變頻空調器的室內風機自動執行時，轉速會隨壓縮機的工作頻率在12檔風速範圍內變化，由於風機的轉速與空調器的能力配合較為合理，實現了低噪音的寧靜執行。當空調高功率運轉，迅速接近所設定的溫度後，壓縮機便在低轉速、低能耗狀態運轉，僅以所需的功率維持設定的溫度。這樣不但溫度穩定，還避免了壓縮機頻繁地開開停停所造成的對壽命的衰減，而且耗電量大大下降，實現了高效節能。
變頻空調的概念
一般空調機由於電源頻率50hz是固定的，所以壓縮機的轉速是固定的，也就是被稱為「空調機血液」的冷媒（氟利昂）的迴圈是恒量的，在一定時間內冷媒的迴圈量越大，空調機的輸出功率就越高。也就是說，壓縮機的轉速決定了空調機的輸出功率。
而變頻空調是一種使用變頻壓縮機和模糊控制技術的空調器，能根據室內氣溫的變化，調節製冷速度。具有低噪音、耗能低等特點。乙個15平方公尺的房間，變頻空調比定頻式調溫速度快6－10分鐘。
達到設定溫度後，變頻空調又能以僅為定頻空調10％的功率低速運轉，以調節溫度細微損耗，維持恆溫狀態。試驗顯示，較之定頻空調，變頻空調噪音低5－6分貝，壽命長5－8年，是空調市場未來的發展方向。
變頻空調是相對普通空調來講的,普通空調的壓縮電機採用交流非同步電機，轉速不變，50hz時轉速約為2880r/min。而變頻空調是先把220v、50hz的單相交流電轉變成為三相變頻交流電(25~118hz，56~160)，供給壓縮機，通過頻率變化來調節壓縮機轉速，使製冷量連續變化，適應空調負荷的需要。
變頻空調的控制原理及主要特點
變頻空調與普通空調器或稱定轉速空調器的主要區別是前者增加了變頻器。變頻空調的微電腦隨時收集室內環境的有關資訊與內部的設定值比較，經運算處理輸出控制訊號。交流變頻空調的工作原理是把工頻交流電轉換為直流電源，並把它送到功率模組(大功率電晶體開關組合);同時模組受微電腦送來的控制訊號控制，輸出頻率可調的交變電源(合成波形近似正弦波)，使壓縮機電機的轉速隨電源頻率的變化作相應的變化，從而控制壓縮機的排量，調節製冷量或制熱量。
直流變頻空調同樣把工頻交流電轉換為直流電源，並送至功率模組，模組同樣受微電腦送來的控制訊號控制，所不同的是模組輸出受控的直流電源(無逆變環節)送至壓縮機的直流電機，控制壓縮機的排量，因此直流變頻空調更省電，雜訊更小。變頻空調的壓縮機由變頻電機拖動，電源變頻器輸出頻率變化的交流電給電動機，使電動機的轉速可以根據室內製冷量的需要而連續變化，最終壓縮機的製冷量達到連續變化的自動控制。為了配合製冷量的連續變化，製冷系統中採用了電子膨脹閥，由脈衝電機開關閥芯，快速控制進入蒸發器的製冷劑流量。
其主要特點為:
變頻器能使壓縮機電動機的轉速無級連續可調，其轉速是根據室內空調負荷而成比例變化的，當室內需要急速降溫(或急速公升溫)，空調負荷加大時，壓縮機轉速就加快，製冷量(或制熱量)就按比例增加，當達到設定溫度時，隨即處於低速運轉維持室溫基本不變。變頻空調的節流是運用電子膨脹閥控制流量，它的室外微處理器可以根據設在膨脹閥進出口、壓縮機中氣管處的溫度感測器收集的資訊來控制閥門的開啟度，隨時改變製冷劑的流量。壓縮機的轉速與膨脹閥的開啟度相對應，使蒸發器的能力得到最大限度的發揮。
同時，由於採用了電子膨脹閥作為節流元件，化霜時不停機，利用壓縮機排氣的熱量先向室內供熱，餘下熱量送到室外，將換熱器翅片上的霜融化。變頻空調將逐步取代傳統的定轉速空調，成為空調控制技術發展的主流。變頻技術已從交流式向直流式轉化，控制技術由pwm(脈衝寬度調製)發展為pam(脈衝振幅調製)。
採用pwm控制方式的壓縮機轉速受到上限轉速的限制，一般不超過7000轉/分，而採用pam控制方式的壓縮機轉速可提高1.5倍左右，這樣大大提高了製冷和低溫下的製冷能力。
變頻空調製冷系統組成
變頻空調由壓縮機、蒸發器、冷凝器、電磁四通閥、電子膨脹閥、除霜閥、雙毛細管等部件組成(如下圖二)，工作時，空調器根據空調房間的需要，自動控制變頻器輸出頻率較高的交流電，使電動機的轉速加快，壓縮機的製冷量加大，達到快速製冷或制熱的目的，相反，當房間的製冷或制熱量較小時，壓縮機以正常速度或較低速度運轉，因此，變頻空調具有連續的製冷量調節，使得房間的溫度波動較小。在壓縮機工作過程中，微電腦系統控制變頻壓縮機的同時，控制電子膨脹閥的開啟度，保持適當的製冷劑流量，從而直接改變蒸發器中製冷劑的流量使其狀態發生改變，壓縮機的轉速與膨脹閥的開啟度相對應，壓縮機的排氣量與膨脹閥的供液量相對應，使過熱度不至於太大，使蒸發器的能力得到最大限度的發揮，從而使製冷系統實現最高效率的控制。
變頻空調的分類和區別
變頻空調按照工作原理可以分為交流變頻和直流變轉速兩類，直流變頻空調只是俗稱罷了。直流電路的兩個電極的極性是固定不變的，電流只有乙個流向，不會發生交變，根本無頻率可言。談何變頻?
採用的直流調速技術要遠遠優於調頻技術，直流變轉速是正確的叫法。有關dc直流變轉速空調和ac變頻空調的簡單區別:直流調速只經過一次電壓轉換，所以能源損耗比調頻調速要小。
另外，由於這種直流電機的轉子是永磁的，又省卻了三相交流非同步電機的轉子電流消耗。所以，它從電網電源到電動機這一段的功率因數要比調頻調速方式高，節省了一定的能量。
變頻空調對傳統空調的優缺點和特點
變頻/變轉速空調器相對於傳統空調器來講，主要有5大特點:
● 啟動電流低，故不存在啟動電流對電網和對電度表的衝擊，也減少了對室內其它正在使用的家用電器的脈衝干擾影響。
● 低溫執行效能好，制暖效能明顯優於傳統空調器。
● 控溫波動小，避免了傳統空調器採用的開/ 停運轉控制方法易造成的室內溫度上下波動大 、感覺不舒服的缺陷。
● 電網電壓適應性強，相比較傳統空調器，有些變頻空調器能在較寬電壓範圍內工作。有的甚至在低於187v時也能執行自如。
● 控溫速度快，能迅速將房間帶入控溫範圍。
優點:變頻空調空調採用了變頻電源、變頻壓縮機、電子膨脹閥和微電腦技術的有機結合，使空調效能進一步提高，使用時房間溫度波動小，舒適性更佳，對電源電壓波動不敏感，壓縮機啟動後，一般不停機，製冷量在35%～117%的範圍內變化，避免了普通空調的頻繁開停，延長了壓縮機的壽命，同時具有高效、節能的特點。
缺點:**較貴，同普通空調相比，約高出1/3～1/4的**，同時，由於變頻空調的控制系統和變頻系統較為複雜，對元器件要求較高，相比較普通空調，變頻空調的故障率較高，而且，由於採用了變頻技術，在變頻的同時，會產生諧波汙染。
全直流變頻空調的五大優勢
優勢一 節能效果明顯提高。直流變頻空調的交流電機轉子是用線圈，要通電才能產生磁場，電能損耗一直存在，而全直流變頻空調的直流電機由於轉子使用永磁材料，基本沒用轉子損耗，節能效果非常明顯。據悉，美的全直流變頻空調就可實現掛機最低執行功率低至30w，櫃機最低執行功率低至45w，相比普通直流變頻空調的省電效...
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