变频家电——效率和节能的典范

0    引言

    随着人们生活水平的不断提高，家电在生活中的普及率越来越高，与此同时，人们对家电的要求也越来越高。冰箱不能只是冷冻，洗衣机不能只是洗衣，而空调也绝不能仅仅满足于制冷、制热，还要节能，讲究效率。为了满足人们对家电的高要求，高标准，众多生产厂家无不绞尽脑汁，变着花样迎合消费者。但真正能打动消费者，令其掏腰包的，恐怕并不多，变频家电就是这为数不多中的一种。

1    变频节能的原理

    所谓变频调速，就是通过改变供电电源的频率来改变电动机的转速，以实现节能和提高效率。

    变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，即

    n=60f（1－s）／p

式中：n为电动机的转速；

      f为工作电源输入频率；

      s为电动机转差率；

      p为电机磁极对数。

    通过改变电动机供电电源频率可以达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理，集交—直—交电力电子变换技术、微电脑控制技术等于一身的综合性电气产品。

    以空调为例，所谓变频空调是与传统的恒频空调相比较而言的。众所周知，我国的市电电压为220V/50Hz，在这种条件下工作的空调称之为恒频空调。由于供电频率不能改变，传统的恒频空调的压缩机转速基本不变，依靠其温控开关不断地开、停压缩机来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。而变频空调通过变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。供电频率高，压缩机转速快，空调器制冷（热）量就大；而当供电频率较低时，空调器制冷（热）量就小。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。另外，变频空调可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度。并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。

    变频空调的核心是变频器，变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术，通过它实现了电动机运转频率的自动调节，把50Hz的固定电网频率变换为30～130Hz的变化频率，使空调完成了一次新的革命。同时，还使电源电压范围达到142～270V，彻底解决了由于电网电压的不稳定而造成空调器不能正常工作的难题。变频空调每次开始使用时，通常是让空调以最大功率、最大风量进行制热或制冷，迅速接近所设定的温度。由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式，增大了在低温时的制热能力，最大制热量可达到同品牌、同级别空调器的1．5倍，低温下仍能保持良好的制热效果。此外，一般的分体机只有4档风速可供调节，而变频空调器的室内风机自动运行时，转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化，由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理，实现了低噪音的宁静运行。当空调高功率运转，迅速接近所设定的温度后，压缩机便在低转速、低能耗状态运转，以维持设定的温度。这样不但温度稳定，避免了压缩机因频繁启动对机身寿命的影响，而且使耗电量大大下降，实现了高效节能。

2    变频家电

2.1    变频冰箱

    变频冰箱有三大特点：

1）提高了制冷效率和节能，利用模糊控制原理实现系统的最佳运行；

    2）快速制冷；

    3）温度波动范围较普通冰箱小。

    据悉，我国广东科龙集团公司最近已成功研制出国内第一台变频冰箱——科龙BCD－272／HCP型变频冰箱，它是在原BCD－272／HC冰箱的基础上，增加变频控制系统，采用专用进口变频压缩机和驱动器研制而成的。该变频冰箱的压缩机转速在2000～4000r/min之间变化。当冰箱内温度很高时，变频压缩机运转速度可达4000r/min，使冰箱内温度迅速降低，从而保证快速制冷；而当冰箱内温度较低时，变频压缩机又可实现低速运转，从而达到节能目的。据科龙集团对第一台变频冰箱的性能测试表明，其冷冻能力比普通冰箱提高20％，节能比普通冰箱提高40％左右，而噪音则降低了2～3dB。

2.2    变频洗衣机

    变频洗衣机最先由日本三菱公司推出，随后新西兰的厂商也推出了变频搅拌式洗衣机，目前欧洲和日本正在研制变频滚筒式洗衣机。

    变频洗衣机也有三大特点：

    1）提高洗涤效果洗衣机采用变频电机以后，其洗涤、脱水速度可调，可以针对不同质地的衣物确定不同的洗涤、脱水速度，从而使衣物的洗净率和磨损率达到最佳效果；

    2）节能一般洗衣机电机效率仅为40％～50％，而变频洗衣机的效率可达到80％以上，节约了能源；

    3）降低噪音变频电机的电磁噪音要小于单相感应电机，同时改机械传动机构为直接驱动方式，减少了机械传动的噪音。

    据媒体报道，目前小天鹅公司在国内率先进行了变频洗衣机的开发研究，并获得成功，成为国内第一家生产变频洗衣机的公司。其生产的“变频王”洗衣机特点是全能洗、节能洗、静音洗，采用无极调速系统的直流无刷变频电机。

2.3    变频空调器

    有报道说，由于空调产品在人们生活中的普及而引起的用电量剧增是引起今夏电力紧张的主要原因之一。因此，如何降低空调的能耗，不仅是空调产品的问题，也是一个关系国民经济发展的重大问题。

    而变频空调具有以下优点：节能、使用寿命长（无须频繁开停机）、效率高、制热效果尤其突出、恒温舒适（温差波动小，有效地预防了“空调病”）、噪声低、整体工艺先进等。

    据了解，国内变频空调自1996年起步以来，变频空调市场在短短的几年间获得了飞速的发展。但2000年至2002年的发展速度减缓，这主要是因为一方面恒速空调与变频空调在价格方面相差还较大，另一方面也是由于一些针对变频空调不利言论的影响。从价格方面来看，业内人士认为，经过空调行业两年的“价格战”和变频空调技术的更新换代，目前恒速空调和变频空调的价格已相差不大，从综合性价比来看，变频空调势必将替代定速空调成为未来空调市场的主流。

3    结语

    近年来，变频家电正处在全面推广应用的阶段，尤其是变频空调，正以其低频启动，启动电流小，快速制冷制热，节能等特点而受到广大消费者的青睐。从市场情况来看，去年末和今年初变频空调获得了极大的提升，今年前三个月，变频空调销售与去年同期相比增长200％以上。从外部环境来看，更多厂家的关注和消费者的逐步认可，变频空调的发展已经具备了天时、地利、人和的发展环境。