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認識壓縮機及變頻的由來

房東:天之驕子
發表時間:2013-02-28


國內的冷氣機,約在民國50年左右就己形成正式的商品銷售於市場上。


在民國50年~70年間,就小型的空調系統領域內 ( 30冷涷噸以下 ) 的水冷式空調來說,較比有名的有 日立箱型冷氣、東元



、大同三家,(產品大約介於3 冷凍噸~30噸之間) 商用,營業用的比較多。



而氣冷式比較有名的有 國際、東元、大同、日立、三洋、聲寶 等多家 ( 產品大約介於0.8~3冷凍噸 之間)。



這期間內的產品,國內由最早期的『往復式』壓縮機 ( 由美國引進 ), 發展到『往復式』與『迴轉式 』壓縮機



(由日本引進 ) 並存的時代。

當時冷氣機的EER值介於6~9個BTU/W.Hr 之間。



( EER 值是能源與效率比值:分母是由電力公司提供的每小時每瓦特的電力單位,分子是該產品 接電運轉後的能力,



冷房力。 6 BTU/W.Hr 可說成,這台冷氣由電力公司供應1個瓦特的電力後,它就能做出 6 個 BTU的冷氣出 來。



因此,這個EER 值越大,就代表越省電。當然一台冷氣機影響它的EER值尚有其他的部份,但其 中是以壓縮機的



影響為最大,所以說明冷氣機機最重要的部份---壓縮機,就得了解EER這東西。)

 

國內空調領域的產品因世界地理與消費者文化的關係受到日本深深的影響,因此我們得了解日本用 於冷凍



空調機械上的演進。 

 


1985年(民國74年) 日本將發明的『雙氣缸迴轉式壓縮』(2-cylinder type rotary compressor) 首先運用於 冷氣空調上。

 


相對於以往的單氣缸迴轉式壓縮機 的這型雙氣缸,它擁有較佳的平衡及振動控制成為了一個新而穩 定,



可以被接受的好的產品。它約將EER概略的由8~10 BTU/W.Hr 提高到了9~12 BTU/WHr 。

 


1988年 (民國77年) 日本首先將『雙氣缸迴轉式壓縮機』與 交流變頻式的控制方式 結合運用於小型 的空調



冷氣之上。因為它在操作上能產生較大的範圍 ( 如一個每分鐘 1700轉的壓縮機 能於短時間範 圍內提高到



3100轉左右而仍能正常運轉)。因此,這又更進步了。

 


2001年 (民國90年 ) 日本 東芝與美國開利更成功的開發出 6 馬力等級的 R410A 『直流變頻壓縮機』,使得小型



的冷氣空調領域又提昇了不少,這時 EER 值 約進步到了 13.76 BTU/W.Hr 以上 。



( 新的能源比值 以 COP 值為單位,13.76 BTU/W.Hr 約等於 4.0 COP 值) ( 而 R410A 是新型的環保冷 媒) 。

 


壓縮機的另一個技術系統:1983 年 ( 民國 72年 ) 日本首先將另一個己由美國發明的 『渦卷式壓縮 機』



用於冷凍 空調上,而由於該系統的內部機件組成最少,最利於創新發展,因此許多世界上有 名的壓縮機工廠 (如



Danfoss、 Maneurop、Copeland ..及日本本土的日立、國際、大金,東芝等 ) 均競相投入研發,使得這系統有後來居



上之勢。



目前它之COP 值己發展到了 5.0 以上,即 EER=17.2 BTU/W.Hr 以上。 ( 由電力公司供應的每個瓦特電力,這型冷氣



將可做出 17.2 個 BTU的 冷氣出來的能力) 。

 


結論:一般來說,交流變頻的空調系統可比定頻的空調系統 ( 傳統式的壓縮機 ),節能達20%以上 ,而直流變頻的



空調系統將又比交流變頻的空調系統,節能達10%以上。

 


何謂 變頻式冷氣?



傳統式的冷氣壓縮機它一通電運轉之後,速度是固定的。如以 4 極馬達來說,當壓縮機一導電 後,它的速度一定在



每分鐘1710 轉左右。且每分鐘是一個固定的轉速,不能增快也不能減低 轉速。這使我們要求冷氣時,須要靠讓它



運轉跟停才能控制室內的冷度,使之儘量接近於我們 的冷度要求。



變頻式的冷氣壓縮機可以經由我們控制它的供電頻率而使這台心臟每分鐘概略最低低到每 分鐘約 800多轉,最高提昇



到每分鐘 3300 轉。



因為頻率改變,冷度的快慢改變,冷度的精準度改變,運轉聲音改變,用電量也改變。


變頻原理:(分子) 2 f *60 / p (分母 )



這裡 f 是頻率,p 是馬達定子的構造---極數 ,一般是4極或2極、6 極。



例如,一個4極馬達,在我們台灣 60 赫 頻率的地區,其電氣轉數 應該是2*60*60/4 等於1800轉 每分鐘,而機械轉數約



為95%,等於1710轉。



現在,我們馬達的極數不變,那麼只要我們改變馬達的供應頻率,它的轉速一定跟著改 變。速度一可變,隨之而來的



就有許多優質之後果。


變頻式冷氣與非變頻式冷氣 (以下稱 傳統式 ),其冷氣運轉情形大致如下:

 

變頻式 :起動運轉時,壓縮機平滑起動,並於短時間內運轉至最高轉速。

 

傳統式 :起動時須要相當大的力量,因而形成起動電流。一般的起動電流約為運轉電流的 4~6倍。

變頻式 :運轉中,則視實際室溫與使用者設定的溫度差,決定壓縮機是否持續於最高 轉速運

 

轉,如果達某一溫差的公差內,將降低壓縮機轉速於最低轉速運轉 ,以保持穩定的室溫。



傳統式 :運轉中,則視實際溫度超越設定溫度相當的度數後,方停止壓縮機運轉。


變頻式冷氣機的優點:

 

1 不會有如傳統式冷氣機起動時的大振動與噪音。

 

2 不會有如傳統式冷氣機運轉時,壓縮機常關開關開,由於起動時之瞬間耗電頗大 ,壓縮機常開關,不但耗電而且噪音大。

 

3 可使壓縮機提供較高的轉速,並配合室內風扇轉速,以使空調系統具有進行強制冷 暖之效果,以使室內溫度在短時間內,便能達成使用者設定的溫度值。

 

4 傳統式冷氣機運轉模式,常讓使用者感覺時冷時熱的不舒適,變頻控制可將室內的 溫度變化範圍縮小,而提供使用者需求的舒適環境。

 

5 當使用於一對多的變頻分離式空調系統時,其具有依所需求之室內機開啟的 台數,決定壓縮機轉速來提供系統需求的冷媒流量,不但達成小體積具大冷房容量 變化範圍的壓縮機特性,又不會有用電過浪費的情形

6 最新型的直流變頻馬達,更減少了馬達通電後,無法避免的交流聲,使聲音更安 靜。












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    發表時間:2013-08-21

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    2 樓住戶:王勝治
    發表時間:2014-06-13

     


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    3 樓住戶:秋易
    發表時間:2015-05-24

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    發表時間:2015-09-11



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    發表時間:2016-05-15

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    6 樓住戶:貓子
    發表時間:2016-12-21

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    7 樓住戶:潔拉
    發表時間:2016-12-21



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    發表時間:2017-04-02

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