變頻家電――效率和節(jié)能的典范

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，家電在生活中的普及率越來越高，與此同時，人們對家電的要求也越來越高。冰箱不能只是冷凍，洗衣機不能只是洗衣，而空調(diào)也絕不能僅僅滿足于制冷、制熱，還要節(jié)能，講究效率。為了滿足人們對家電的高要求，高標準，眾多生產(chǎn)廠家無不絞盡腦汁，變著花樣迎合消費者。但真正能打動消費者，令其掏腰包的，恐怕并不多，變頻家電就是這為數(shù)不多中的一種。

1 變頻節(jié)能的原理

所謂變頻調(diào)速，就是通過改變供電電源的頻率來改變電動機的轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)節(jié)能和提高效率。

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關系，即

n=60f（1－s）／p

式中：n為電動機的轉(zhuǎn)速；

f為工作電源輸入頻率；

s為電動機轉(zhuǎn)差率；

p為電機磁極對數(shù)。

通過改變電動機供電電源頻率可以達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理，集交―直―交電力電子變換技術(shù)、微電腦控制技術(shù)等于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。

以空調(diào)為例，所謂變頻空調(diào)是與傳統(tǒng)的恒頻空調(diào)相比較而言的。眾所周知，我國的市電電壓為220V/50Hz，在這種條件下工作的空調(diào)稱之為恒頻空調(diào)。由于供電頻率不能改變，傳統(tǒng)的恒頻空調(diào)的壓縮機轉(zhuǎn)速基本不變，依靠其溫控開關不斷地開、停壓縮機來調(diào)整室內(nèi)溫度，其一開一停之間容易造成室溫忽冷忽熱，并消耗較多電能。而變頻空調(diào)通過變頻器改變壓縮機供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速。供電頻率高，壓縮機轉(zhuǎn)速快，空調(diào)器制冷（熱）量就大；而當供電頻率較低時，空調(diào)器制冷（熱）量就小。依靠壓縮機轉(zhuǎn)速的快慢達到控制室溫的目的，室溫波動小、電能消耗少，其舒適度大大提高。另外，變頻空調(diào)可根據(jù)環(huán)境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運轉(zhuǎn)方式，使居室在短時間內(nèi)迅速達到所需要的溫度。并在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)下以較小的溫差波動，實現(xiàn)了快速、節(jié)能和舒適控溫效果。

變頻空調(diào)的核心是變頻器，變頻器是20世紀80年代問世的一種高新技術(shù)，通過它實現(xiàn)了電動機運轉(zhuǎn)頻率的自動調(diào)節(jié)，把50Hz的固定電網(wǎng)頻率變換為30～130Hz的變化頻率，使空調(diào)完成了一次新的革命。同時，還使電源電壓范圍達到142～270V，徹底解決了由于電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定而造成空調(diào)器不能正常工作的難題。變頻空調(diào)每次開始使用時，通常是讓空調(diào)以最大功率、最大風量進行制熱或制冷，迅速接近所設定的溫度。由于變頻空調(diào)通過提高壓縮機工作頻率的方式，增大了在低溫時的制熱能力，最大制熱量可達到同品牌、同級別空調(diào)器的1．5倍，低溫下仍能保持良好的制熱效果。此外，一般的分體機只有4檔風速可供調(diào)節(jié)，而變頻空調(diào)器的室內(nèi)風機自動運行時，轉(zhuǎn)速會隨壓縮機的工作頻率在12檔風速范圍內(nèi)變化，由于風機的轉(zhuǎn)速與空調(diào)器的能力配合較為合理，實現(xiàn)了低噪音的寧靜運行。當空調(diào)高功率運轉(zhuǎn)，迅速接近所設定的溫度后，壓縮機便在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)運轉(zhuǎn)，以維持設定的溫度。這樣不但溫度穩(wěn)定，避免了壓縮機因頻繁啟動對機身壽命的影響，而且使耗電量大大下降，實現(xiàn)了高效節(jié)能。

2 變頻家電

2.1 變頻冰箱

變頻冰箱有三大特點：

1）提高了制冷效率和節(jié)能，利用模糊控制原理實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳運行；

2）快速制冷；

3）溫度波動范圍較普通冰箱小。

據(jù)悉，我國廣東科龍集團公司最近已成功研制出國內(nèi)第一臺變頻冰箱――科龍BCD－272／HCP型變頻冰箱，它是在原BCD－272／HC冰箱的基礎上，增加變頻控制系統(tǒng)，采用專用進口變頻壓縮機和驅(qū)動器研制而成的。該變頻冰箱的壓縮機轉(zhuǎn)速在2000～4000r/min之間變化。當冰箱內(nèi)溫度很高時，變頻壓縮機運轉(zhuǎn)速度可達4000r/min，使冰箱內(nèi)溫度迅速降低，從而保證快速制冷；而當冰箱內(nèi)溫度較低時，變頻壓縮機又可實現(xiàn)低速運轉(zhuǎn)，從而達到節(jié)能目的。據(jù)科龍集團對第一臺變頻冰箱的性能測試表明，其冷凍能力比普通冰箱提高20％，節(jié)能比普通冰箱提高40％左右，而噪音則降低了2～3dB。

2.2 變頻洗衣機

變頻洗衣機最先由日本三菱公司推出，隨后新西蘭的廠商也推出了變頻攪拌式洗衣機，目前歐洲和日本正在研制變頻滾筒式洗衣機。

變頻洗衣機也有三大特點：

1）提高洗滌效果洗衣機采用變頻電機以后，其洗滌、脫水速度可調(diào)，可以針對不同質(zhì)地的衣物確定不同的洗滌、脫水速度，從而使衣物的洗凈率和磨損率達到最佳效果；

2）節(jié)能一般洗衣機電機效率僅為40％～50％，而變頻洗衣機的效率可達到80％以上，節(jié)約了能源；

3）降低噪音變頻電機的電磁噪音要小于單相感應電機，同時改機械傳動機構(gòu)為直接驅(qū)動方式，減少了機械傳動的噪音。

據(jù)媒體報道，目前小天鵝公司在國內(nèi)率先進行了變頻洗衣機的開發(fā)研究，并獲得成功，成為國內(nèi)第一家生產(chǎn)變頻洗衣機的公司。其生產(chǎn)的“變頻王”洗衣機特點是全能洗、節(jié)能洗、靜音洗，采用無極調(diào)速系統(tǒng)的直流無刷變頻電機。

2.3 變頻空調(diào)器

有報道說，由于空調(diào)產(chǎn)品在人們生活中的普及而引起的用電量劇增是引起今夏電力緊張的主要原因之一。因此，如何降低空調(diào)的能耗，不僅是空調(diào)產(chǎn)品的問題，也是一個關系國民經(jīng)濟發(fā)展的重大問題。

而變頻空調(diào)具有以下優(yōu)點：節(jié)能、使用壽命長（無須頻繁開停機）、效率高、制熱效果尤其突出、恒溫舒適（溫差波動小，有效地預防了“空調(diào)病”）、噪聲低、整體工藝先進等。

據(jù)了解，國內(nèi)變頻空調(diào)自1996年起步以來，變頻空調(diào)市場在短短的幾年間獲得了飛速的發(fā)展。但2000年至2002年的發(fā)展速度減緩，這主要是因為一方面恒速空調(diào)與變頻空調(diào)在價格方面相差還較大，另一方面也是由于一些針對變頻空調(diào)不利言論的影響。從價格方面來看，業(yè)內(nèi)人士認為，經(jīng)過空調(diào)行業(yè)兩年的“價格戰(zhàn)”和變頻空調(diào)技術(shù)的更新?lián)Q代，目前恒速空調(diào)和變頻空調(diào)的價格已相差不大，從綜合性價比來看，變頻空調(diào)勢必將替代定速空調(diào)成為未來空調(diào)市場的主流。

3 結(jié)語

近年來，變頻家電正處在全面推廣應用的階段，尤其是變頻空調(diào)，正以其低頻啟動，啟動電流小，快速制冷制熱，節(jié)能等特點而受到廣大消費者的青睞。從市場情況來看，去年末和今年初變頻空調(diào)獲得了極大的提升，今年前三個月，變頻空調(diào)銷售與去年同期相比增長200％以上。從外部環(huán)境來看，更多廠家的關注和消費者的逐步認可，變頻空調(diào)的發(fā)展已經(jīng)具備了天時、地利、人和的發(fā)展環(huán)境。