一种多速节能空调设计说明书

明书(节能减排大赛国家二等奖)一、研制背景及意义，我国城市空调普及率已经超过55%。对于空调这样的高耗能电器(额定功率735-1500w)，就其占有率来说，节能潜力巨大。目前市场上普遍使用的空调节能技术和措施种类繁多，主要集中在改良压缩机，无级变频技术，节能制冷剂和添加剂和改善冷凝器蒸发器这四个方面，但是上述技术普遍存在成本较高、节能效果不十分明显的特点。本方案经过广泛的市场调研和分析，缩机节能制冷剂和添加剂改善冷凝器蒸发器节能效果同使用环境密切相关度阶段阶段好好高高高低空调的变频技术成为未来发展的必然趋势，定频空调由于能耗大、噪声大等缺点只能渐被淘汰，但变频空调比定频空调的价格高出很多，经调查可知目前大部分的家用空调市场仍被定频空调所占有，要改变空调耗能过大的现状则设计出一种新型节能且成本低廉的空调。本方案的多速变频空调由于同样具有变频的功能且主电路简单，易于控制，而降低了变频器的成本，公众更易于接受。在加入节电开关后则更加节能。在电力电子器件制造技术和计算机技术日新项目的研究将具有良好的发展前景。交交变频技术在现有的电力电子技术基础上早已达到成熟阶段，市场上的交交变频器也层出不穷，且都具有良好的变频性能，但将交交变频技术应用于空调变频调速系统的实例尚未出现。通过对主流空调节能技术的调查对比，发现将交交变频技术应用于空调压缩机转速调节的目前市场上的空调分为定频空调和变频空调两种。由于供电频率不能改变，定频空调的压缩机转速基本不变，所有它不能通过调节压缩机控制制冷量，而是通过调节风机转速的方式来调节房间温度高低，所以定频空调虽然能调节制冷能力，但压缩机的功耗却居高不下。与之相快，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。所以变频空调更加节能环保。但是变频空调的变频能力是靠高成本的交直交变频器实现的。导致变频空调的平均售价比定频空调要高出1000元以上，超过了使用变频空调节能带来的直接经济价值,成为阻碍变频空调推广的最大障碍。本方案的空调压缩机不再使用将现有变频空调的交—直—交变频器，而是改用交—交变频器，从而大大降低了成本。又由于在夏季空调使用高峰，只要室内温度在26℃左右人体即可感觉舒适，不需要变频空调的精确调节。所以本设计方案可以替代变频空调应用在诸多领域。此外，含变压器的电器设备在待机而没有切断源的情况下都有待机功耗。在关闭开关却插些电器一天就要耗电4度。空调一般没有机℃也不能明显改变人体的舒适程度。这也是国务院二、设计方案在办公室、家庭环境下采用昂贵的无级变频技术对室温进行精确的控制显得得不偿失。本值，当检测到电源导线电流小于阈值，则触发延时继电器在某个时间段后仍处于待机状态则切有效辅助。2.1主要解决方案和原理图将现有空调的交-直-交变频器改为交-交变频器，运用交-交变频使原来的整流和逆变电路用一个交-交变频电路代替，使主电路中的可控元件更少，电路更简单。同时省去了交-直-交变频器平滑变速的功能，改造后的主电路及触发电路则省去了使变频器平滑调速的控制电路。从而大大降低了变频器的成本。闸管的触发脉冲由555定时器芯片及电容电阻构成，在通过延时器及其他相关元器件构成触发HZHZ的双档电源。在通过使用继电器组建控制电路与空调的温度传感器相连，根据传感器发出的温度信号来选择电源的频率档，即当空调制冷时选择HZ，则通过温度过交交变频电路变为25HZ，则电机以1/2的转外25HZ档还可运用于空调电机启动，由于电机的启动电流正比与电源电压的频率，从而可减小电机的启动电流，减小对电器的冲击，降低能耗。图中节电开关接在电源侧，其功能为在空调不工作而处于待机状态时，经过一段时间的延迟，可自动切断总电源，减少不必要的电能浪费。综合来看此空调系统不仅具有优越的性能而且从多个方面减少能耗，达到节能增效。(1)交交变频主电路原理[2]：改变传统空调定频的模式,引入交交变频调速,通过改变电源频率改变空调压缩机电机转Z的1/2。则可达电路由左右两组反并联的晶闸管变流电路构成，左右两组变频器都是相控整流电路，左半桥工作时，负载电流为正，右半半桥工作时，负载电流为负。让两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电。晶闸管触发控制方式：通过控制8个晶闸管的导通时间可将工频变为原来的一半。晶ssz频电路直接输出波形；波形二为经过滤波后的输出电压波形；波形三为输出电压起振过程；(2)晶闸管触发电路[3]：f=1/T=1/0.7(R1+R2)Cq=R1/(R1+R2) (3)控制电路设温度为27度，则空调开始制冷时通过控制电路控制使压缩机工作在高频档，则电机转速高，迅速制冷；当室内温度达到27度时，则可根据传感器发出的温度信号使控制电路选择低频档，使压缩机工作在一半转速，能维持室内温度即可，同时降低功率损耗。(2)启动控。控制电路的电路图见图11。控制开关选择分三个阶段，第一阶段为启动时低频档25Hz保护元件：熔断器FU1(电机过载保护)；FU2(控制电路的短路保护)；断路器QF(电机短路、过载保护)。过程，从而达到自动保温工作。(4)节电开关温度感应电路：多谐振荡器产生的的振荡频率为fc=1.443/((R+2Rt)*C1),由于热敏M空调插座将在系统关闭后自动切断插座电源。W的小功率变压器改制成，即把该变压器的低压绕组拆去，用电源线在变压器铁芯上绕3~5电路可装进插座内，只需电路正确组装，并且通过调整变压器低压绕组的圈数找到能提供给2.2方案延伸(1)三相矩阵式变频电路突破了单相交交变频只能成倍降频的功能，优越与单相交交变频电路，使变频功能更完善。保问题，是一种“绿色”的变换器。其电气向能十分理想，有良好的发展前景。(2)电机变极调速[4]：。2.3主要的技术应用创新之处(1)与定频空调对比且对压缩机的寿命有一定的影响。运用交交变频电路将定频空调改造为有两个固定频率的双速空调，则可改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。供电频率为高档时，压缩机转速快，空调器采用这种工作方式有许多优势。交交变频空调的特点：(1)省电性：由于它的压缩机不会频繁开启，会使压缩机保持稳定的工作状态，这可以使空调整体达到节能20%以上室温剧烈变化所引起的不适感。(3)低频起动：“交交变频空调”采用变频控制技术，启动由于具有变速的功能而减少了很多不必要能量的消耗，达到了在增加舒适度延长压缩机寿命的基础上节能的目的。(2)与现有变频空调对比现有的变频空调变频器为利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置.主要采用交—直—交方式,先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机.变频器的电路一般功功率.通过变频器可以自由调节电机的速度。与之相比双速空调的优点：(1)由于室内温度变化幅度相对不是很大，所以空调对温度的敏感度也可以相应降低，则双速空调完全可达一个主回路，就能替代交—直—交变频器中的整流和逆变部分，同时减少了可控器件的控制将电源频率调节为另一固定值，则省去了原空调变频器平滑变速的控制功能，又在原有的更有效的推广。(3)多速空调的其他应用方式在春秋换季季节温度相对适宜，若需要空调调节则其温度调节范围较小，压缩机在低频率，同样能达到节能的目的。(4)节电开关通过设计电路达到控制空调待机状态时切断电源的目的，节省了平时生活中无意浪费掉有大的突破。且三相矩阵式变频可使其具有更好的电气性能。三、理论设计计算(1)主要技术指标OP所以空调能效比通常指的是制冷能效比EER。例如，一台定速空调的制冷量是4800W，制冷耗电量级(2)经济指标：四、预期成果及效益以家用空调为例，北京居民生活用电每度0.4883元为参照，一年一台空调可省电费闸管触发电路定子绕组五、创新点及应用本设计提出了一种将目前很成熟的交-交变频技术引入到空调压缩机转速调节的方案。(1)同定频空调相比具有节能优势。(2)同变频空调相比具有低成本优点。(3)