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。日本于1983年首先在世界上推出第一台变频空调器，至2007年变频空调已占日本市场的99%以上，而在欧美等发达国家的普及率也在70%以上。虽然20世纪90时代中期就已经引入了我国市场，但是目前在我国的变频空调普及率还比较低。尽管如此，从2009年以来，变频空调在我国的普及趋势已很明显。国家信息中心在2009年9月1日发布的2009空调冷冻年度统计数据显示，09冷年变频空调销售规模超过250万台，销售增速达56.24%，销售额已占空调总销售的17.33%。 一、变频空调
传统的定频空调是指空调压缩机在工作中以固定频率(一般为50 Hz)旋转。变频空调是在普通定频空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统。利用微控制器使压缩机运行的工作频率能够在一定的范围内变化(如20 Hz-100 Hz)。它的基本结构和制冷原理和普通
空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空凋主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。
图1 定频空调与变频空调的比较
变频空调器还有交流和直流之分，交流变频是通过改变压缩机输入电流的频率而改变压缩机转速来调节制冷剂流量，从而改变空调器的制冷量。而直流变频其实不是真正意义上的变频，而是通过改变压缩机的输入电压来达到改变压缩机转速的目的，其频率并不发生改变。
仅从技术角度来说，“交流”才可以“变频”，“直流”只可以“调速”，但无论是直流调速技术
还是交流变频技术最终都可以达到“根据用户负载调节制冷量”的功能，因此两者均具备同样的功能，差异表现在调节的实现手段及节能效果上。很明显，严格意义上讲“直流变频”的提法是不科学的，但社会上已经沿用了这种说法。
直流变频空调与交流变频空调的区别在于使用何种压缩机(交流变频压缩机还是直流变频压缩机)以及因压缩机的不同而带来控制器的变化。交流变频压缩机本质上仍是三相交流电动机，通过定、转子之间磁场的相互作用使转子旋转。但变频器的加入使得其可以在较大范围内通过改变电源的频率来改变电机的转速，因此称之为交流变频。
交流变频压缩机转子采用了交流感应电机转子结构，其工作原理为：定子产生旋转磁场，转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场，经定子磁场与转子磁场相互作用使转子旋转。交流变频压缩机旋转的基础是定子与转子的电磁感应，使压缩机旋转的同时也带来了电磁感应噪音与转子损耗等负面作用。
直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗，具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点。交流变频压缩机需要2次调节电压转换，而直流变频压缩机只经过一次电压转换，因此，直流变频压缩机效率比交
流变频压缩机高10%-30%，噪音低5分贝-10分贝。但是，直流变频空调的成本要高于交流变频空调。
目前，变频空调压缩机使用频率最高的仍是交流异步电机；相比较而言，永磁同步电机和无刷直流电机的成本相对较高。然而，由于性能上的优势，永磁同步电机和无刷直流电机已经成为空调压缩机应用中的一种趋势。
二、变频空调的优点
传统定频空调器只有“开-关”调节模式，压缩机输出功率不可变，温度调节只能利用压缩机的反复启停，不仅噪音和温度波动大，而且频繁开关对空调压缩机的损伤很大。
与定频空调相比，变频空调具有以下优点：
1)控温精确，制冷制热速度快：相比定频空调±2℃左右的控温范围，变频空调在刚开机时以高频运转，几分钟内达到设定温度之后转为低频工作，温度控制精确，控温范围±0.5℃。变频空调还采用电子膨胀节流技术，微处理器可以根据设置在膨胀阀进出口、压缩机吸气管等多处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度，以达到快速制冷、制热
的目的。制冷、制热的速度比常规空调快1～2倍。
2)节能省电降噪：变频空调无需频繁的开关机，且大部分时间是在低频段运转，能有效的节约电能（比常规的空调节能20%～不良图片过滤30%），整机噪声也比相同功率的定频空调低2~3 dB左右。
3)运行稳定寿命长：定频空调频繁的启停会对设备造成很大损害，导致压缩机寿命较短，约为8~12年；而变频空调通常工作于低频段，压缩机和空调系统运行稳定，使用寿命一般能达到12~15年。
4）电压要求低：变频空调对电压的适应性较强，有的变频空调甚至可在100~240V电压下启动。
5）变频空调低温制热能力强：变频空调一方面在非除霜时间段可通过提高频率使制热能力增强，另一方面在除霜时间段采用高频率运转除霜，使除霜时间大大减少，提高了舒适性。（空调冬季制热时室外机热交换器除霜，其实就是制冷模式，但室内机风扇不工作，这样室外机热交换器就会发热进行除霜。除霜控制是由室外机热交换器上的感温管来检测温度来控制除霜工作的）
三、变频空调的工作原理
变频空调分为室内机和室外机两个部分，室内机和室外机通过制冷剂连接管和供电通讯电缆连接。室内机由蒸发器、室内控制器、室内风机、步进电机等组成；室外机由室外控制器、压缩机、冷凝器、四通阀、除霜电磁阀、毛细管组和过滤器等组成。
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图2 变频空调的基本结构
变频空调是由变频压缩机、电子膨胀阀、室内外换热器和风机系统构成的可变容量制冷
系统。电气控制系统主要实现三大调节功能，即压缩机功率调节、制冷剂流量调节和热交换能力调节。其中，压缩机功率由控制芯片变频调节，制冷剂流量由电子膨胀阀调节，热交换能力由风机调节。用户可使用遥控器对空调运行状态进行指令操作。室内机接受到指令后，通过单片机对室内工况进行算法分析，计算，然后与室外机进行通信，最后由室内机发出控制指令，对压缩机、电子膨胀阀、风机等执行机构进行控制调节。
1、空调制冷的机理：
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空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流毛细管降压降温后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片进行热交换，并将放热后变冷的空气送回室内。如此制冷剂不断的循环流动，达到降低温度的目的。变频空调的制冷原理如图3所示。
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图3 空调制冷原理图
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空调制热的机理与制冷的机理相反，令制冷剂的流向发生改变，使其在室内冷凝放热，在室外蒸发吸热。空调制热原理如图4所示，四通阀的导通方向决定了制冷剂的流动方向。
图4 空调制热原理图
变频空调与定速空调的主要区别是增加了变频器，使压缩机的转速随交变电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷或制热。
实质上，调速只不过是改善空调机运行品质的一个基础，而真正的改善还有赖于制冷系统的匹配。调节系统制冷量的关键部件是节流减压元件，如果不将其从恒阻尼的毛细管改成层板托
与调速范围相适应的、可调阻尼的电子减压阀 （膨胀阀），那么，这种调速空调机就没有多大意义，甚至还要多余消耗内部转换所需的电能。
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。
四、空调压缩机
空调压缩机作为空调器心脏，其功能是借助外力（例如发动机动力）维持制冷剂在制冷系统内的循环，吸入来自蒸发器的低温、低压的制冷剂蒸气，压缩制冷剂蒸气使其温度和压力升高，并将制冷剂蒸气送往冷凝器，在热量吸收和释放的过程中，就实现了热交换。简单的说，空调压缩机相当于一个冷热源的交换工具。
压缩气体的办法有4种：2种是断续气流法，另2种是连续气流法（这是说明性的分类术语，而不是按热力学或功能分类）：
1.将一定量的连续气体截留于某种容器内，减小其体积从而使压力升高，然后将压缩气体推出容器。
2.将一定量的连续气体截留于某种容器内，把气体带到排气口但不改变其体积，通过排气系统的逆流来压缩气体，然后将压缩空气推出容器。
3.通过快速旋转的转子的机械运动来压缩气体。转子把速度和压力传给流动的气体（在固定的扩压器或挡板上速度进一步转化为压力)。
4.将气体送入同种或另一种气体（通常是，但不一定是蒸汽）的高速喷嘴里，并在扩压器上将混合气体的高速度转化为压力。
采用方法1和2的压缩机属于断续气流类，称为变容（容积型）压缩机；采用方法3的称为速度型压缩机；采用方法4的称为喷射压缩机，其进气压力一般低于大气压力。其中容积式是最为普遍的，空调压缩机基本采用这种方式。
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