变频空调工作原理

2023年4月22日发(作者：塑木地板厂家电话)

变频空凋工作原理

关键词：变频空调原理

压缩机工作原理

压缩机将制冷剂在制冷系统内进行制冷循环过程中，由蒸发器中 蒸

发吸热后的低温、低压饱和气体制冷剂，从蒸发器经吸气管〔回气 管〕

吸入压缩机压缩成高温高压力气态制冷剂，并经过排气管排出， 送入冷

凝器冷却，再经毛细血管降压节流后进入蒸发器蒸发，如此循 环进行。

空调室外机的工作原理

冷凝器是制冷系统在制冷状态时为高压軽装在压缩机排气口 和毛

细管之间，由压缩机排出的高温高压气体，进入冷凝器，通过铜 管和

肋片传热冷却空调中都装有轴流风扇，采用的是风冷式，使冷凝 器制

冷剂在冷却凝结过程中，压力不变，温度降低，由气体转化为液 体。

制冷剂的作用

在整个制冷循环中，制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，不断吸收制冷 室

内冷却物品的热量，并传给外界空气，使制冷室内温度降低而到达 制冷

目的。

变频空调

变频空调的概念

一般空调机由于电源频率50Hz是固定的，所以压缩机的转速是 固

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变频空凋工作原理

定的，也就是被称为“空调机血液〞的冷媒(氟利昂)的循环是恒 量的，

在一定时间内冷媒的循环量越大，空调机的输出功率就越高。 也就是说，

压缩机的转速决定了空调机的输出功率。

而变频空调是一种使用变频压缩机和模糊控制技术的空调器，能 根

据室内气温的变化，调节制冷速度。具有低噪音、耗能低等特点。 一个

15平方米的房间，变频空调比定频式调温速度快6-10分钟。 到达设定

温度后，变频空调又能以仅为定频空调10%的功率低速运 转，以调节温

度细微损耗，维持恒温状态。试验显示，较之定频空调, 变频空调噪音低

5-6分贝，寿命长5-8年，是空调市场未来的开展 方向。

变频空调是相对普通空调来讲的，普通空调的压缩电机采用交流 异

步电机，转速不变，50HZ时转速约为2880r/min而变频空调是先 把220V、

o

50HZ的单相交流电转变成为三相变频交流电(25~118HZ, 5 6〜160),供应

压缩机，通过频率变化来调节压缩机转速，使制冷量连 续变化，适应空

调负荷的需要。

变频空调的控制原理及主要特点

变频空调与普通空调器或称定转速空调器的主要区别是前者增 加

了变频器。变频空调的微电脑随时收集室内环境的有关信息与内部 的

设定值比拟，经运算处理输岀控制信号。交流变频空调的工作原理 是

把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块〔大功率晶体 管

开关组合〕；同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调

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的交变电源〔合成波形近似正弦波〕，使压缩机电机的转速随电源频率

的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量或制热量。

直流变频空调同样把工频交流电转换为直流电源，并送至功率模块，

模块同样受微电脑送来的控制信号控制，所不同的是模块输出受控的

直流电源〔无逆变环节〕送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，

因此直流变频空调更省电，噪声更小。变频空调的压缩机由变频电机

拖动，电源变频器输出频率变化的交流电给电动机，使电动机的转速

可以根据室内制冷量的需要而连续变化，最终压缩机的制冷量到达连

续变化的自动控制。为了配合制冷量的连续变化，制冷系统中采用了

电子膨胀阀，由脉冲电机开关阀芯，快速控制进入蒸发器的制冷剂流

量。

其主要特点为：

变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调，其转速是根据室 内

空调负荷而成比例变化的，当室内需要急速降温〔或急速升温〕，空 调

负荷加大时，压缩机转速就加快，制冷量〔或制热量〕就按比例增加, 当

到达设定温度时，随即处于低速运转维持室温根本不变。变频空调 的节

流是运用电子膨胀阀控制流量，它的室外微处理器可以根据设在 膨胀阀

进出口、压缩机中气管处的温度传感器收集的信息来控制阀门 的开启度，

随时改变制冷剂的流量。压缩机的转速与膨胀阀的开启度 相对应，使蒸

发器的能力得到最大限度的发挥。同时，由于采用了电 子膨胀阀作为节

流元件，化霜时不停机，利用压缩机排气的热量先向 室内供热，余下热

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量送到室外，将换热器翅片上的霜融化。变频空调 将逐步取代传统的定

转速空调，成为空调控制技术开展的主流。变频 技术己从交流式向直流

式转化，控制技术由PWM〔脉冲宽度调制〕开展 为PAM〔脉冲振幅调

制〕。采用PWM控制方式的压缩机转速受到上限转 速的限制，一般不

超过7000转/分，而采用PAM控制方式的压缩机转 速可提高1. 5倍左

右，这样大大提高了制冷和低温下的制冷能力。

变频空调制冷系统组成

变频空调由压缩机、蒸发器、冷凝器、电磁四通阀、电子膨胀阀、 除

霜阀、双毛细管等部件组成。工作时，空调器根据空调房间的需要, 自动

控制变频器输出频率较高的交流电，使电动机的转速加快，压缩 机的制

冷量加大，到达快速制冷或制热的目的；相反，当房间的制冷 或制热量

较小时，压缩机以正常速度或较低速度运转。因此，变频空 调具有连续

的制冷量调节，使房间温度波动较小。在压缩机工作过程 中，微电脑系

统控制变频压缩机的同时，控制电子膨胀阀的开启度， 保持适当的制冷

剂流量，从而直接改变蒸发器中制冷剂的流量使其状 态发生改变，压缩

机的转速与膨胀阀的开启度相对应，压缩机的排气 量与膨胀阀的供液量

相对应，使过热度不至于太大，使蒸发器的能力 得到最大限度的发挥，

从而使制冷系统实现最高效率的控制。

变频空调的分类和区别

变频空调按照工作原理可以分为交流变频和直流变转速两类，直

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流变频空调只是俗称罢了。直流电路的两个电极的极性是固定不变

的，电流只有一个流向，不会发生交变，根本无频率可言。谈何变频?

采用的直流调速技术要远远优于调频技术，直流变转速是正确的叫

法。有关DC直流变转速空调和AC变频空调的简单区别:直流调速只

经过一次电压转换，所以能源损耗比调频调速要小。另外，由于这种

直流电机的转子是永磁的，又省却了三相交流异步电机的转子电流消

耗。所以，它从电网电源到电动机这一段的功率因数要比调频调速方

式高，节省了一定的能量。

变频空调对传统空调的优缺点和特点

变频/变转速空调器相对于传统空调器来讲，主要有以下特点： 常

规空调一半的时间

10除湿性能定时开/关控制，除湿时有冷感低频运转，只除湿 不降温，

健康除湿

11满负荷运转无此功能自动以高频强劲运转12保护功能简单 全面13

自动控制性能简单真正模糊化、神经网络化

说明：

1•适应负荷的能力

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常规空调的制冷能力随着室外温度的上升而下降，而房间热负荷 随

室外温度上升而上升，这样，在室外温度较高，木需要空调向房间 输出

更大冷量时，常规空调往往制冷量缺乏，影响舒适性；而在室外 温度较

低时，本需要空调向房间输出较小冷量，常规空调往往制冷量 过盛，白

白浪费电力。而变频空调通过压缩机转速的变化，可以实现 制冷量随室

外温度的上升而上升，下降而下降，这样就实现了制冷量 与房间热负荷

的自动匹配，改善了舒适性，也节省了电力。

变频空调调节制冷量的原理如下：

一定工况下，制冷量与制冷剂质量流量成正比，即Q = q . m

式中：Q —制冷量

q —制冷剂单位质量制冷量

m —制冷剂质量流量

一定工况下，制冷剂质量流量与压缩机转速成正比例函数关系，

即 m 二 f ( N )

式中：f —制冷剂质量流量与压缩机转速的函数关系，不同绪 构的

压缩机此关系式不同

N —压缩机转速

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综合上两式，就可以通过调节压缩机转速实现空调制冷量的调

节，这正是直流或交流变频空调变频能量调节的原理。

2. 温度调节方法

以制冷状态为例，常规空调：到达设定温度压缩机停。室内温度

高于设定温度1度，压缩机重新开启。变频空调的温度调节方法：室

温每降低0.5度，运转频率就降低一档；相反，室温每升高0.5度， 运

转频率就升高一档。即室温越高，运转频率越大，以便空调快速制

冷。室温越接近设定温度，运转频率就越低，提供的制冷量也越小，

以维持室温在设定温度附近，温度波动小。

3. 启动、运转性能

常规空调以定频启动、定速运转。变频空调低频启动、变频运转。

4. 节能性

常规空调开/关方法控制，压缩机开关频繁，耗电多。变频空调 自

动以低频维持，室温根本恒定，防止压缩机频繁开启，比常规空调 省

电30%左右。

5. 低电压运转性能

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常规空调在电压低于180V左右时，压缩机就不能启动；而变频 空

调在电压很低时，降频启动，降低启动时的负荷，最低启动电压可 达

150Vo

6. 热冷比

常规空调制冷、制热压缩机转速一样，只能通过系统匹配提高热

冷比，局限性很大。

变频空调制热时压缩机转速比制冷时高许多，所以热冷比可高达

140%以上。〔制热时最高运转频率往往要比制冷最高运转频率高20H z

左右〕

7. 低温制热效果

常规空调压缩机转速恒定，0° C以下压缩机功率很低，实际上 没

有什么制热效果；

变频空调低温下以高频运转，制热量是常规空调的3、4倍。

8. 满负荷运转

常规空调压缩机只有一种转速，不可能实现满负荷时的强劲运

转；变频空调在人多时、刚开机时或室内外温差较大时，可实现高 频

强劲运转。

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9. 保护功能

常规空调每次发生电流等保护均需停压缩机；变频空调每当发 生保

护时均以适当的降频运转予以缓冲，可实现不停机保护，不影响 用户的

使用。

优点:变频空调空调采用了变频电源、变频压缩机、电子膨胀阀 和

微电脑技术的有机结合，使空调性能进一步提高，使用时房间温度 波动

小，舒适性更佳，对电源电压波动不敏感，压缩机启动后，一般 不停机，

制冷量在35%〜117%的范围内变化，防止了普通空调的频繁 开停，延长

了压缩机的寿命，同时具有高效、节能的特点。

缺点:价格较贵，同普通空调相比，约高出1/3〜1/4的价格，同 时，

由于变频空调的控制系统和变频系统较为复杂，对元器件要求较 高，相

比拟普通空调，变频空调的故障率较高，而且，由于采用了变 频技术，

在变频的同时，会产生谐波污染。

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