???????? 防爆變頻空調器涉及的技術內容很多,如變頻控制器的設計(包括硬件電路設計和軟件編制)、風速和頻率的控制、壓縮機驅動電動機的選擇、節流機構的選擇、《冷系泛各參數的匹配、抗電磁干擾和電磁兼容等問題。變頻空調器壓^機電動機的調速方式有交流感應電動 機變頻調速和直流無刷電動機調速兩種;制冷劑流量的控制方式有電子膨賬閥節流、毛細管 節流和電子膨脹閥結合毛細管節流三種;壓縮機又有渦旋式、呈玲二弍轉子式幾種不同 的結構形3。?
(1)驅動壓縮機的電動機
?????? 防爆變頻空調器壓縮機的驅動電動機主要有三相交流感應電動機和直流無刷電動機兩類
當頻率發生變化時,定速空調器常用的單相電容電動機的感抗和阻抗對電動機特性不利,因而防爆變頻空調器多采用三相交流異步電動機。但由于感應電動機內部磁場的形成要靠外部供給電流,電流流過線圈時有損失,因而交流感應電動機的節能效果較差。隨著各種可關斷元器件的不斷開發成功和價格的相應降低,直流無刷電動機調速技術開始走出實驗室,成為了可以應用的產品。直流無刷電動機由無刷電動機本身、轉子位置傳感器和電子轉向開關組成。電動機中轉子的磁場是由永久磁鐵供給的,不需要外部供給能量,也不會有損耗。因而直流無刷電動機的效率比交流感應電動機的效率要高。直流無刷電動機調速的關鍵是要準確地檢測出轉子的位置,轉子位置的檢測一般采用霍爾(HOLE)元件,但帶霍爾元件的直流 電動機成本普遍較高。近年來發展起來的無位置傳感器的直流無刷電動機,以其調速技術高效、低噪聲、低成本等優勢受到了空調器生產廠商的喜愛。另外,開關磁阻電動機是20世紀80年代推出的變速傳動系統,由磁阻電動機和控制器組成,繞組電流是直流脈沖,只需整流,無需逆變,所以控制電路簡單。這種電動機的轉速在大范圍內變化時,其系統效率比交、直流調速系統都高,且啟動轉矩大,啟動電流小。但目前有關開關磁阻電動機的理論尚不夠完善,有待今后進一步研究解決。
??????? 目前,交流感應電動機的變頻調速技術在家用空調器上的應用已相對成熟,采用脈沖幅度調制(Pulse Width Modulation)技術的交流電動機調速系統,在性能上已經接近直流調速系統,在產品價格和穩定性方面,交流電動機具有明顯的優勢,因而交流電動機調速系統仍然是當今變頻壓縮機驅動電動機的主流。直流無刷電動機調速技術的應用則方興未艾,隨著電力電子技術的發展和各種可關斷元器件可靠性的提高和價格的逐步降低,直流無刷電動機調速技術高效、節能的優勢將進一步顯現出來?!爸绷?a href="http://www.souboo.com">防爆變頻空調器”目前是日本變頻空調器市場的主流,也將是我國防爆變頻空調器發展的方向。
月度歸檔:五月 2012
制冷劑的發展和替代物的研究
??????? 1990年在倫敦的第二次締約國大會上通過的《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》(修正案)是當前世界各國開展此項工作的依據。它規定了受控物質的種類和淘汰的 間表??照{器中所用的HCFC-22制冷劑就是其中的一種,按規定發達國家將于2030年、發展中國家順延10年徹底停止使用。但根據近年來的狀況可以確定這一進度將會大大提前。
蒙特利爾議定書的通過,表明對臭氧層消耗物質〇DS(Ozone Depletion Substance)的 禁用已成定局。完全摒棄CFCs和HCFCs這種近乎理想的制冷劑,是世界制冷業必須正視 的現實,也使制冷工業面臨一場史無前例的嚴重挑戰。
?????? 由于很難找到一種與R22熱物性接近的純質,目前R22替代的大趨勢是用混合工質, 即以R407C與R410A為主。目前的研究工作主要集中于以下幾個方面:
①新的替代工質的研究。針對受控物質,提出和研究可能的替代物質。
②工質物性的研究。屬于基礎理論工作,針對各種替代工質,為壓縮機及制冷系統的設計、改造提供必要的數據。主要包括以下幾個方面:熱力性能計算、蒸氣壓方程、狀態方程、物理性質、安全性、可燃性等。
③系統性能的研究。針對替代工質用于制冷系統時,各部分性能的變化進行研究,并提出改進方案。主要包括:兩相流動中的熱傳導、毛細管的變化、換熱器設計、系統的性能、 系統的改造、重新設計等。
④其他
>不同工質用于制冷系統性能的比較;
>壓縮機的性能研究及再設計;
>適用于替代工質的潤滑油的研究;
>制冷劑和油的混合物;
>相容性的研究;?
>生產工藝、設備的改進;
>原輔材料;
>檢驗設備;
>回收與重復利用等。?
???????? 概括地講,國外目前對于HCFCs主要的替代物質的研究作了大量的工作.多數都已商 業化。國內在這方面的研究相對非常薄弱,各企業基本利用外來技術,相關產品的可靠性尚 需進一步確認。整個研究工作各自為戰、不成系統。
環境保護——HCFC-22制冷劑替代
?????? 在過去的二百年中,人類活動已使地球環境發生了在過去一萬年甚至更長的時間里都未發生過的重大變化。工業的發展,新技術、新材料的應用使生產力得到了大幅度的提高,人類利用環境改造環境的能力大大增強。但同時也導致自然資源的消耗和大量有害物質的排放,帶來嚴重的環境問題。氯氟烴作為20世紀20年代開發出的新材料其作為制冷劑的優勢是以往任何材料都不能與之相比的:其化學性質穩定、安全、無毒,且價格低廉,是理想的制冷劑。氯氟烴的應用使制冷行業得到了空前的發展,冰箱、空調等家用制冷電器走人了人們的家庭,給人們的生活帶來了前所未有的方便與舒適,如果沒有氯氟烴的應用,這一切都是無法想象的。但其廣泛應用也帶來了臭氧層的嚴重破壞,從而威脅到人類的健康和生存。
制冷劑在系統內經過四個熱力變化過程,熱力學上稱為“狀態變化”
?????? 制冷劑在系統內經過四個熱力變化過程,熱力學上稱為“狀態變化”,才能產生連續不斷的制冷效應。這四個過程就是壓縮、冷凝、節流、蒸發,分別由四個部件按順序完成。
? ①壓縮過程:此過程由壓縮機來完成。它將系統內的制冷劑蒸氣吸入氣缸,并進行壓縮,提高其壓力后再排出氣缸,促使制冷劑在系統內循環流動。因此,它的主要任務是推動制冷劑在系統內流動,是制冷劑的動力源。而壓縮機又需要其他動力來拖動,一般用電動機來完成。
? ②冷凝過程:該過程由冷凝器來完成。蒸發狀態的制冷劑在冷凝器中把所吸收的熱量排放出系統,同時制冷劑蒸氣凝結為液體,以便經過節流閥進入蒸發器。因此,冷凝器就是一個散熱器。它安裝在室外以便將熱量排放到室外空氣中。
? ③節流過程:節流過程也可以認為是降壓過程。制冷劑液體在流動中需要再氣化,必須降低壓力。其方法是用節流元件來減少其流量,降低壓力,使液態制冷劑有膨脹的條件。
? ④蒸發過程:這是氣化吸熱過程,制冷劑經節流后,成為氣液混合體,但其中液體占大部分。降壓后的制冷劑液體在蒸發器的流動過程中,一直進行吸熱氣化,稱為沸騰,只有這一步才是我們要獲得的制冷效應的熱力過程,是制冷系統的最終目的。這一過程在蒸發器內進行。此后,變為氣體的制冷劑再經過壓縮進入冷凝過程。上述四個熱力學過程就是獲得制冷效果的基本過程,缺少任何一個過程都不能達到制冷的目的。
?????? 通風系統是強迫空氣對流,加速空氣流動,提高熱交換器效率的組合部件。因為無論是蒸發器的吸熱還是冷凝器的放熱,若單靠空氣的自然換熱,其傳熱效果相當差,以致系統無法連續正常運行,所以必須用風機通風,使空氣形成強對流,提高它們的換熱效率。所以,在蒸發器側與冷凝器側均應安裝鼓風機和風道。一般蒸發器側的風機為離心風機,其特點是風壓較高而風量較低,它可克服流動時的阻力,使吸入的空氣經蒸發器進行熱交換后,成為冷空氣,送入所需室內。冷凝器側的風機為軸流風機,其特點是風壓較低,風量較大。
防爆變頻空調器的結構與主要部件
??????? 與普通定速防爆空調器相比,防爆變頻空調的結構和工作原理并無原則上的區別。
??????? 防爆變頻空調是相對普通定速空調來講的,普通空調的壓縮機電機采用交流異步電機,轉速不變。而變頻空調是把220V、50Hz的單相交流電轉變成為三相變頻交流電,供給壓縮機,通過頻率變化來調節壓縮機轉速,使制冷量連續變化,適應空調負荷變化的需要。
??????? 防爆變頻空調相比定速空調,需要增加轉速控制裝置(變頻器),較高級的變頻空調還會用流量控制裝置(如電子膨脹閥)來取代一般常用的毛細管,并且關鍵運轉部件壓縮機也具有更高的技術含量,因此,成本上比定速空調稍貴一些。
??????? 防爆變頻空調又分為交流變頻和直流變頻兩類。直流變頻空調與交流變頻空調的區別在于使用何種壓縮機以及因壓縮機不同而帶來的控制器的變化。
交流變頻壓縮機本質上仍是三相交流異步電動機,通過定、轉子之間磁場的相互作用使 轉子旋轉。但其特別的設計使得可以在較大范圍內通過改變電源的頻率和電壓來改變電機的轉速,因此,稱之為交流變頻。
???????直流變頻壓縮機轉子內采用了永磁材料(鐵氧體或稀土磁鐵),可以通過改變送給電機的直流脈沖來改變電機的轉速,其電機一般具有比交流變頻壓縮機更高的效率。
普通的定速空調采用“幵一關”調節模式,由于壓縮機的轉速固定,所以壓縮機輸出功率 不可變,也就限定了其制冷制熱的能力??刂品块g的溫度只能利用壓縮機的開停,這樣的空調不僅噪音和溫度波動大,而且頻繁開關對空調壓縮機有很大的損害。
??????? 防爆空調器的主要任務是制冷和制熱。制冷系統可將室內的熱量傳輸到室外,所以是提供冷源的裝置,如將室外的熱量傳輸到室內,則成為提供熱源的裝置。它的工作過程如下:制冷系統由四個基本部分組成,它們是壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器,并通過管道將這些部件連接成一體,從而組合成一個封閉系統。系統內充制冷劑。這是一種蒸氣壓縮制冷系統,目前的空調器都是采用這種系統。
?????? 蒸氣壓縮制冷的基本原理是利用較理想的制冷劑液體在低壓力下氣化吸熱的特性,制造冷源,以達到冷卻物體的目的。要使制冷劑充分發揮其制冷特性,需要有一套完善的熱力系統來配合它工作,這套系統稱為制冷系統。
溫度控制器的作用及種類
一、溫度控制器的作用
為了保持防爆電冰箱內冷凍室、冷藏室的適當溫度,同時也為了節約電能,需要對防爆電冰箱內部溫度進行控制和調節,這種溫度調節裝置就叫溫度控制器,簡稱溫控器。它是一種調溫、控溫器件,是電冰箱電氣控制系統中的主要控制部件之一。
溫度控制器的主要作用是:
1)通過調節溫度控制器的按鈕,可以達到所需的控制溫度。
2)控溫和自動控制電冰箱正常工作。溫度控制器可以靈敏地感受冷凍室或冷藏室內溫度的變化,繼而發出信號控制壓縮機的起動和停止、電磁閥的通斷以及風門的大小,從而使電冰箱內的溫度始終保持在所選定的溫度擋次或范圍內,達到控溫和自動控制電冰箱正常工作的目的。
二、溫度控制器的種類
目前,防爆電冰箱所使用的溫度控制器可以分為兩大類:一類是機械式溫度控制器,另一類是電子式溫度控制器。
機械式溫度控制器又稱為蒸氣壓力式或感溫器式溫度控制器,從結構上又大體可以分為 普通型溫度控制器、半自動化霜型溫度控制器、定溫復位型溫度控制器、溫感風門型溫度控制器。這種溫度控制器的主要特點是結構簡單、性能穩定、價格低廉。
電子式溫度控制器主要為熱敏電阻式溫度控制器,一般用負溫度系數(NTC)的熱敏電 阻作為傳感器,通過電子電路控制繼電器或晶閘管達到控溫的目的。這種溫度控制器的特點是機械部件少,可靠性高,控溫精度高,控制方便,可以實現多門、多溫的復雜控制。
例如:溫度控制器的標識為“WDF20”,表示該溫度控制器屬于定溫復位型溫度控制器,其溫度控制范圍在0T以下,冷點斷開溫度為-20℃。