变频空调真的省电吗?这个问题并不新鲜,大多数的观点是:变频空调真的省电,并且有许多宣传资料还给出了具体的省电量,有商家就说:交流变频空调可省电30%,而直流变频空调可以省电50%。
变频空调工作原理的核心是制冷和制热原理,制冷和制热基于气体冷媒(如:氟利昂、无氟环保冷媒)变为液体冷媒时要排出热量和液体冷媒变为气体冷媒时要吸收热量的原理。图1为变频空调工作原理,电网的定频电能经变频器输出变频电能,变频电能驱动电机旋转,电机带动压缩机运转。
压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器是实现气体冷媒和液体冷媒互相转变不可缺少的四个部件。
进入压缩机的是低温低压的气体冷媒,压缩机做功使低温低压的气体冷媒变为高温高压气体冷媒,高温高压气体冷媒经冷凝器散热后成为高温高压的液体冷媒,所以冷凝器吹出来的是热风。
液体冷媒经过膨胀阀后进入蒸发器,冷媒进入突然增大的空间,压力突然减小,开始气化,吸收热量,使蒸发器周围空气变冷,所以蒸发器吹出的是冷风。
蒸发器和冷凝器通常一个在室内,一个在室外。若蒸发器安装在室内,就是制冷空调,若蒸发器安装在室外,就是制热空调。
事实上,蒸发器和冷凝器的结构非常类似,主要区别在于冷媒的形态和流向,输入高温高压的气体冷媒的是冷凝器,输出高温高压(或称中温中压)的液体冷媒。输入低温低压的液体冷媒的是蒸发器,输出低温低压的气体冷媒。
冷热两用型空调通过一个四通阀改变冷媒的流向,实现冷凝器和蒸发器角色的转变,进而实现制冷或制热。
首先,我们来了解一下变频空调的基本原理。简而言之,变频空调与定频空调的根本区别在于变频空调在定频空调的压缩机电机之前加了一个变频器,通过调节变频器输出频率,即可改变压缩机转速,达到调节输出制冷量(以制冷型变频空调为例)的目的。
为了探讨这个问题,我们有必要对节能做出定义。科学的定义应该是:输出相同制冷量的前提下,用电量较少视为节能。
输出相同制冷量是节能的前提,正如,对于需要2匹空调的场合,我们不会基于节能而安装1匹的空调。低速运行功率小,相当于输出冷气的速度低,输出冷气的速度低,为了输出相同制冷量,需要的时间就长。
也就是说,变频空调用较长时间的小功率运行替代了定频空调较短时间的大功率运行。在相同制冷需求下,两者产生的制冷量相同。如果两台空调的能效比相等,两者的耗电量相等,谁都不比谁更省电。
这是一个较残酷的现实。这个现实就是:采用相同压缩机时,变频空调的能效比较低,也就是说,变频空调不但不省电,反而更费电!
而且相比定频空调而言,变频空调多了一个变频器,变频器是要耗电的,同时,变频器运行还会增加压缩机电机的谐波损耗,两个损耗加在一起,共约占额定运行功耗的2~4%。
其次,一般压缩机在额定转速时效率最高,能效比也最高,低速运行时,能效比偏低。
那么你有可能会问;变频器空调厂家都回列举一个省电的原因,让我们再看一下他们是如何忽悠你的;
其完整描述如下:变频空调将室温控制到设定温度后,压缩机较长时间处于低频(低速)状态运行,此时的压缩机功耗低,所以省电。
低速运转时,压缩机电机的供电频率较低,为此,先是有商家打出了1Hz变频空调的广告,其后,另有商家推出0.1Hz变频空调,0.1Hz出来之后,低频牌不好打了,于是又有商家宣称直流变频更省电,因为直流就是0Hz的意思,一次到位,谁也别想比我更低(尽管直流概念与低速已经没有任何关系,你的频率比人家1Hz低,但是,你的转速不一定比人家低!)。
商家描述了变频空调工作原理,低频运转时压缩机功耗低,这一点是毋庸置疑的,这也是变频空调的重要特点。问题在于,功耗低不等于省电!
我们再看看定频空调的工作过程:定频空调将室温控制到设定温度1后,压缩机停止运转,待温度上升(制冷空调)到空调设定温度2,定频空调再次启动。
注:一般而言,设定温度1比设定温度2略低,这样可以避免压缩机频繁启动,当然,也会造成室温出现一定的波动。
对比一下,当室温与空调设定温度相差较大时,变频空调和定频空调基本没有区别,都是按照满负荷运行,直至达到设定温度。
变频空调和定频空调的区别主要在于温度达到设定温度之后,前者低速运行用以维持温度不变,后者在停机运行或全速运行之间反复切换,维持温度在小范围内变化。
假设变频空调低速运行时的能效比为SEER1,定频空调的能效比为SEER2。再假设定频空调每运转a分钟停止b分钟。
压缩机的实际效率与工作状态有关,而其最高效率点,通常在压缩机的额定负荷点。压缩机低速运行时的效率一般低于额定负荷点。
也就是说,相同技术条件下,因为低速区是低效率区,变频空调低速运行更耗电!
其完整描述如下:空调是否省电,主要是开机次数决定的。因为它启动时最耗电。变频空调达到设定温度后,低速运转维持温度,无需频繁启停,所以省电。
许多年前,常听到这样的提醒:空调刚刚关掉,不要马上开启,因为这样容易损坏压缩机。多年过去了,空调在这方面的技术进步了,压缩机的启停已经完全可以智能控制了。换言之,如果我们频繁的启停空调,压缩机会置之不理。
变频空调出来了,我们又听说,定频空调启动时,压缩机电机启动时的电流可达到额定运转电流的4~10倍,启动时空调耗电量大。
定频空调达到制冷(或制热)温度后就停机,等到温度上升(或下降)后再启动,定频空调运行过程中,会出现多次启停,于是,有人想到,定频空调耗电量一定大,有人甚至提出“空调是否省电,主要是开机次数决定的”的观点。
下图为定频空调压缩机启动时的电压、电流方均根值曲线。图中,电压突然上升至额定值,电流由零快速上升至峰值,随后急速下降至运行电流,然后,维持在额定电流。由图可知,峰值电流约为额定电流的15倍。
答案是否定的,原因是启动瞬间,电机的功率因数远远低于额定功率因数,也就是说,实际功率必然小于额定功率的15倍(大多数电机不可能承受这么大的过载倍数)。
我们姑且不讨论实际功率到底有多大。由图可知,启动电流维持的时间不到500mS。即便此时的功率为额定功率的15倍,一次启动消耗的电能也就相当于7.5秒正常运行时的电能。这么小的消耗,在实际运行中占比甚小,完全可以忽略!
综上所述,空调是否省电,主要是开机次数决定”以及“变频空调因为启动次数少所以省电”的观点都是不正确的!
变频空调省电吗?顾客不断上当,商家不断遭受质疑,事实面前,人为解释已经显得苍白无力,无奈之下,搬出权威机构的检验报告。报告显示,实验室环境下,一晚的确只需消耗很少的电。
厂家说:“一晚只用很少的电”在实验室当中是可以实现的,并且拿出了经得起推敲的检验报告。
可以肯定的是,报告涉及的诸多的附加条件在生活当中根本没有办法满足,实验室的数据跟生活当中必然会存在差距,这种数据应不应当出现在宣传语当中?
厂家说;用实验室数据说话,或许是该行业的习惯,至于实验室数据与实际使用环境下存在差异,那是消费者理解误差!
实验室数据说话,符合实事求是和科学求真的原则,应该成为各行各业的习惯。关键在于,我们如何利用实验室数据?
实验室数据更多的应该作为科研、质量、生产环节的科学数据支撑。而不是用于误导消费者。
实验室的作用在于模仿实际使用环境,实验室数据与实际使用环境有差异是难免的,如果差异很大是不应该的。如果在实际环境中根本没法满足,或者说,根本不存在这样的实际环境,那么,这样的实验,是一次失败的实验 ,其实验数据没有实际意义,实验者应该反省,努力改进试验方法,而不是把这样的数据作为证明拿出去忽悠客户!
我没有去调查试验方法和试验环境,作为一名科技工作者,我可以构建这样的一个试验环境,一个完全密封的、完全隔热的试验环境。我还可以发明一台这样的变频空调,在这个试验环境下,可以做到一晚只用0.1度电,甚至,只要我愿意,也可以做到几乎不耗电,原因很简单:
● 只用0.1度电的变频空调,是因为密封系统或隔热系统性能一般,只需供给很少的冷气即可维持室温不变。
● 几乎不耗电的变频空调,是因为密封系统和隔热系统性能非常优异,只需供给极其微弱的冷气就可以维持室温不变。
衡量变频空调“相同制冷或制热量时用电量”有个唯一的科学指标,这个指标称为“能效比”,能效比越高,空调越省电。能效比是衡量空调是否省电的唯一指标。
实验室环境虽然可以做到用电少,但没有产生足够的制冷量,没有实际指导意义,如果用于宣传,无异于欺骗!
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