变频压缩机对冰箱节能的影响

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技术压缩机技术专题l前占对于目前冰箱的研究来说，冰箱的能耗要求已经处于比较重要的地位。为降低冰箱的能耗，在综合对其各部件的优化设计、改良 性能以外，提高压缩机的效率是最主要的决定因素。从2 0年开始，压缩机的C P 1. 00 O从 3左右上升至 18右，基本上将冰箱的能耗降低 .左

变频压缩机对冰箱节能的影响海信科龙电器股份有限公司李成武

频压缩机来说，需要变频板的控制，会消耗2 W左右的能耗；而且主控板还需要采用开关电源设计，对比于机械温控或开关电源控制的普通冰箱，大约增加O 5 Wh2 h . k/4的能耗。 0

2仿真对比分析变频压缩机对环境的适应能力很强，当冰箱的工作环境或使用环境发生改变时，压缩

摘要：为研究变频压缩机对冰箱的节能效果，通过仿真软件分别对变频压缩机与定频

5%,但同时因环保的要求，冰箱发泡材料由 0 Rl l改为环戊烷后，导热系数由01提高至0 0 . 6 . 2左右，发泡材料的性能变差2%,即基本上将 0冰箱的能耗加大2%。对于生产冰箱的企业来 0说，也通过加大冰箱的发泡层或通过改进发泡材料的性能降低冰箱的能耗，如采用2 5 a 4 f或采用添加剂作为发泡剂来改善保温的性能。

机会通过改变转速产生不同的制冷量来满足冰箱的负荷要求。另外当压缩机处于小功率运行

压缩机在不同类型冰箱上进行分析，研究变频压缩机节能的效果以及应用它产生的问题，并为如何提高变频压缩机的节能效果提出一些方向。

时，由于蒸发温度的提高，压缩机的C P O会上升，从而降低冰箱的耗电量。那么这种因蒸发温度的上升对提高性能有多大的变化，笔者通过自开发的仿真软件对变频压缩机和定频压缩

关键词：变频压缩机；冰箱；节能；仿真

当压缩机的技术发展到一定程度后，再提高压缩机的C P O已经是有相当的困难，因此目

机在直冷冰箱、无霜冰箱以及采用风直冷多循环系统的冰箱上进行模拟计算。

前市场上开始推行变频压缩机。变频压缩机对冰箱的性能会不会有什么大的变化？笔者通过

21 .直冷单循环制冷系统冰箱变频压缩机选其在2 0 R M的制冷量与 40

P C P O,同时也选用相当的交流定频压缩机，输

自主开发的冰箱性能仿真系统软件，对变频压缩机装配在不同类型的产品上，与同性能要求的交流定频压缩机进行能耗对比分析。 变频压缩机主要以直流变频为主，采用 B DC L电机，目前它的效率也可以达到 1左右 . 8

入相应仿真软件系统进行计算。图1为机械温控冰箱采用仿真软件的相关计算结果。 对于电脑温控冰箱，如果控制板采用开关电源设计，则控制板的功耗可降低至02以 . W 下，耗电量约为0 0 8 Wh2 h . 4 k/4。对于机械温 0

的水平，与高效的交流定频压缩机能效相差不大。对于它在低转速和高转速的运行情况下，其效率会比在中转速的情况下有所降低。某型号变频压缩机的效率变化如表 1所示。对于变

控冰箱，除压缩机外没有其它的功耗，所以采用定频压缩机的冰箱耗电量为04k/ h . Wh 4。 4 2如果采用定频压缩机，控制板采用变压器线性

转速 ( P RMJ1 0 001 0 0 6

制冷量 ( W)4 47 4

CP O1 7 41 7 4

转速 (P RM2 o 4 o

制冷量 ( W1 1 1 1 1 5

C0P 1 7 1 1 5 7

30 60

备注 1 S R测试标准 A H AE

2蒸发温度 2" 33 C。

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降压，控制板的功耗为2 W,则冰箱的耗电量为04 k/4,能耗增加1%。同样采用变 . Wh2 h 8 0频压缩机，变频板的功耗一般为2,选用变 W频压缩机2 0转运行，它的制冷量与定频压缩 40

04 k/4,也达到机械温控冰箱的效果， . Wh2 h 3 开机率也达到可以控制的要求。此时压缩机的效率更高，蒸发温度也上升更多。 通过对变频压缩机在直冷单循环系统上的不同制冷量情况下运行，从计算的结果中也可以看出压缩机对直冷冰箱的系统结构要求也发生的变化。一般直冷单循环系统冰箱，冷藏室蒸发器的蒸发面积与冷冻室是通过匹配来达到最佳节能的效果。但变频压缩机由于能量的变

技术含量降低，以及控制系统中的能耗控制方式与成本的对比，采用变频压缩机对产品的能耗并不能体现它的优点。同时由于系统匹配的

限制，对于变频压缩机由于具有可变的冷量，

机相同时，冰箱的能耗也约为04k/4, .8Wh2h相对于机械温控冰箱，耗电量会加大约 1%的 0水平。

可以快速降温，从而达到提高食品的保鲜效果，也无法得到实现。变频压缩机在高速运行

时，冰箱压缩机的开机率减小，但冷藏的蒸发器面积却无法加大。

由于变频压缩机可以通过改变转速进行节能，当变频压缩机按 1 0转运行时，压缩 60

22 .无霜冰箱由于直冷冰箱系统的蒸发面积无法适应变

机的制冷量会减少。对于冰箱制冷系统来说，蒸发温度会上升。蒸发器上升后，会带来压缩

化，造成冷藏与冷冻的蒸发器面积匹配也发生了变化，这对于直冷单循环系统冰箱来说，是不可能会自动适应压缩机的变化要求。当压缩

频压缩机的调节要求，笔者同样通过对同一种类型的无霜冰箱进行仿真系统的模拟计算。

机的效率提高。从图2的仿真计算结果看，冰箱的耗电量减小至04 k/4,与机械温控 . Wh2 h 5的冰箱能耗比较接近。在这种低转速的情况下，冰箱的开机率会加大，蒸发温度也上升约 25,压缩机的效率提高了1%,基本上可以 .℃ 0 消除由于控制板的功耗产生的能量损失。另外从冰箱的运行开机率的数据可以说明压缩机的 制冷量仍然偏大。

机低速运行时，在冷冻蒸发器的面积不变的情况下，可以通过对比发现冷藏室的蒸发器面积也在变小；当压缩机的制冷量加大时，要求冷藏的蒸发面积加大，但对于此类产品，在实际中是不可能会改变，这样会出现的问题是冷藏室的制冷量偏小，当冷冻室的温度超过要求， 冰箱耗电量会加大，也无法体现变频压缩机快

无霜冰箱的制冷系统要复杂很多，在涉及到普通制冷系统的同时，还涉及到风道系统， 同时还包括了化霜系统，因此对它的分析难度要大更多，但通过仿真计算 (图5见 ),大约可以分析出结论。

在化霜累计时间不变的情况下，依然按压缩机累计运行时间计算，选变频压缩要低转速

当压缩机选用更低转速时，压缩机制冷量更低。当变频压缩机按 1 0 R M运行时， 00 P 仿真计算显示 (图 3,冰箱的耗电量达到见 )

速制冷的特点。图4为变频压

缩机采用高转速运行时的计算结果。 对于直冷冰箱来说，由于系统的简单性，

10 R M情况下运行。图6 60 P为变频压缩机在低速时的运行计算结果。 从对比结果来看，蒸发温度上升约2,℃

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