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摘要：近年来，家用空调的使用率逐渐提升，对于变频空调的制冷节能控制是重点问题。家用变频空调在进行制冷运行时，保持室外工况一定的基础上，运行变频主要倾向于室内温差成正相关的控制关系。对变频空调的频率应用进行反复试验，能够发现，降低空调制冷频率，空调的降温效果不发生变化。基于此，在本文中对家用变频空调制冷节能进行控制研究。
关键词：家用变频空调；制冷节能控制；研究
前言：当前，市场上大部分的变频空调，其制冷原理都是根据室内外温差，进行频率控制。当室内温差比较大时，空调制冷运行频率有增高，有的时候会在的系统最高频率限度处进行控制。但是，在该种频率控制下，变频空调的蒸发温度会迅速降低，在室外与室内的湿空气水蒸气露点相遇形成凝结冰。当凝结冰产生之后，导致室内冷量降低，空调的制冷效果减弱。
空调制冷冷量分析
空调制冷环节中，蒸发器属于一种低温蒸发源，在室内温度比较高的基础上，由于温差的存在，室内热空气可以与低温蒸发器进行对流换热。在这样的空气置换的环节中，室内的热量被释放到了外面，热量释放而达到室内空气降温的效果。而室内热空气与蒸发器相互换流的效率不确定，比较容易受到露点温度的影响。蒸发器温度与露点温度之间存在着一定制约关系，当蒸发器温度小于露点温度时，能够发现室内热空气与蒸发器的对流换热效率，伴随着蒸发器温度降低而降低。其具体的表现如下：
当蒸发器温度在露点温度之下时，开始出现凝结水。凝结水的量会随着温度降低而增加。此时，空气流通蒸发器的阻力提升，室内的热空气与外面的冷空气对流率降低。空调制冷模式下的冷量如何分配，决定着用户在室内使用空调的舒适度[1]。
家用变频空调制冷节能控制策略
2.1回风温度控制
在传统的家用空调中，进行空调制冷节能化，一般都是采用回风温度，借助反馈信息控制空调器来实现室内温度的运转。所以在空调制冷系统中，通过电子膨胀阀的控制，与空调装置内部微型计算机控制相互结合。该微型计算机能够根据系统所给定的温度值与实际的回风温度之间的差值进行运算，例如进行积分运算和模糊运算等，以控制阀的开度，将蒸发器内部的冷流量改变。在变频空调压缩机的转速与膨胀阀的开度相适度的基础上，需要保障空调压缩机制中的冷剂输送量与阀的供液量之间保持一致性。在这样的调节下才能够实现家庭变频空调的制冷节能，并且保障制冷系统处于最佳的运行状态[2]。如下图所示：
2.2变频压缩机的节能控制
变频压缩机在家用空调系统中属于复杂程度最大的部件，该部件在空调控制系统比较耗能，该部分的节能控制不到位的情况下，将会严重的影响到家用空调系统的运行稳定性、实际使用寿命等。变频压缩机主要由变频式电动机拖动，其电动机的转速可以根据室内负荷需求变化而发生变化，最终实现能量输出的自动控制。对于变频压缩机进行节能控制首先要需要明确变频压缩机的控制原理。变频压缩机借助电源对变频器进行电源转换，将交流电源转换为直流电源。然后微电脑对传感器进行系统控制，在数字控制形式下，形成控制波形，该波形对变频器的电源产生影响，使得直流电源转换为交流电源，最后在交流电动机中输出。在放置空调的房间内，温度急剧上升或者温度迅速下降，空调器的制冷量以及制热量也会发生着变化。尤其是在家用变频空调自动控制系统中，自动控制系统可以使变频器的输出频率高的交流电，提升电动机的转速，并且导致压缩机的输出制冷能力增加。相反，当房间内部所需要制冷需求小时，压缩机减速，或者正常运行[3]。
不同频率对比实验与结果分析
为了进一步分析出的不同频率下的家用变频空调制冷节能，设定实验，分析不同频率条件下的制冷降温效果比较。
3.1实验条件
将3匹柜机空调安装在面积为40平方米，高为2.8米的房间中进行实验。湿度传感器设定在1.5米高度处，水平方向距离空调器出风口距离为2米处位置。在初始条件中，通过不同的运行频率，经过三小时的实验观察，记录室内的自由温度变化。初始温度为36℃/RH70%，室外工况为40℃/-。分别以两种实验方案进行实验：其一，将室内空调的开机制冷设定为16℃，在高风档制冷运行；其二，控制压缩机运行频率，以高风档运行。
3.2结果分析
经过三小时的室内温度变化记录，能够发现，在规定的时间内，方案1和方案2的实际降温效果差不多。但是在不同的空调运行频率下，室内温度将会出现较大的差异。例如，当空调在48Hz运行状况下，空调三小时的总耗电量为6.64千瓦时，空调的相对温度在逐渐降低。基于空调这样的情况，能够发现，空调运行过程中蒸发器的温度应该低于露点温度。分析温度降低速度，发现其速度略低于64Hz时的空调运行。当空调在64Hz运行状况下，空调三小时的总耗电量为8.88千瓦时，空调的相对温度在迅速降低。基于空调这样的情况，能够发现，空调运行过程中蒸发器的温度应该低于露点温度。分析温度降低速度，发现其速度略高于48Hz时的空调运行。在64Hz运行3小时之后，室内的温度变为了21.8摄氏度，相对湿度比较低。在48Hz运行3小时之后，室内的温度变为了22摄氏度，相对湿度适中，人体感觉也会比较舒服[4]。家用空调在不同运行频率下的耗电量以及温度对比表如下：
结论：综上所述，家电节能减排中的重点内容，变频空调在家庭中应用比较广泛。在本文中对家用变频空调制冷节能控制进行研究，设定相应的实验，针对实验数据，进行空调制冷节能性分析，分析不同频率条件下的制冷降温效果比较。
总结出室内变频空调在48Hz频率下的节能效果较好，并且使得用户感觉舒服。
参考文献：
[1]何振健,林金煌.家用变频空调制冷舒适节能控制实验研究[J].日用电器,2014,05:36-39.
[2]陈良锐.家用变频空调制冷舒适节能控制探讨[J].企业技术开发,2016,12:179-180.
[3]周宴平.变频多联空调系统的能耗分析和实验研究[D].上海交通大学,2008.
[4]杜晓芸.一拖二直流变频空调的智能控制[D].浙江大学,2002.
论文作者:熊昆,黄家柏,陈东
论文发表刊物:《科技中国》2016年10期
论文发表时间:2017/1/5
标签：温度论文; 空调论文; 蒸发器论文; 室内论文; 节能论文; 频率论文; 空调制冷论文; 《科技中国》2016年10期论文;