防爆变频空调其他技术

         防爆变频空调器涉及的技术内容很多,如变频控制器的设计(包括硬件电路设计和软件编制)、风速和频率的控制、压缩机驱动电动机的选择、节流机构的选择、《冷系泛各参数的匹配、抗电磁干扰和电磁兼容等问题。变频空调器压^机电动机的调速方式有交流感应电动 机变频调速和直流无刷电动机调速两种;制冷剂流量的控制方式有电子膨账阀节流、毛细管 节流和电子膨胀阀结合毛细管节流三种;压缩机又有涡旋式、呈玲二弍转子式几种不同 的结构形3。 
(1)驱动压缩机的电动机
       防爆变频空调器压缩机的驱动电动机主要有三相交流感应电动机和直流无刷电动机两类
当频率发生变化时,定速空调器常用的单相电容电动机的感抗和阻抗对电动机特性不利,因而防爆变频空调器多采用三相交流异步电动机。但由于感应电动机内部磁场的形成要靠外部供给电流,电流流过线圈时有损失,因而交流感应电动机的节能效果较差。随着各种可关断元器件的不断开发成功和价格的相应降低,直流无刷电动机调速技术开始走出实验室,成为了可以应用的产品。直流无刷电动机由无刷电动机本身、转子位置传感器和电子转向开关组成。电动机中转子的磁场是由永久磁铁供给的,不需要外部供给能量,也不会有损耗。因而直流无刷电动机的效率比交流感应电动机的效率要高。直流无刷电动机调速的关键是要准确地检测出转子的位置,转子位置的检测一般采用霍尔(HOLE)元件,但带霍尔元件的直流 电动机成本普遍较高。近年来发展起来的无位置传感器的直流无刷电动机,以其调速技术高效、低噪声、低成本等优势受到了空调器生产厂商的喜爱。另外,开关磁阻电动机是20世纪80年代推出的变速传动系统,由磁阻电动机和控制器组成,绕组电流是直流脉冲,只需整流,无需逆变,所以控制电路简单。这种电动机的转速在大范围内变化时,其系统效率比交、直流调速系统都高,且启动转矩大,启动电流小。但目前有关开关磁阻电动机的理论尚不够完善,有待今后进一步研究解决。
        目前,交流感应电动机的变频调速技术在家用空调器上的应用已相对成熟,采用脉冲幅度调制(Pulse Width Modulation)技术的交流电动机调速系统,在性能上已经接近直流调速系统,在产品价格和稳定性方面,交流电动机具有明显的优势,因而交流电动机调速系统仍然是当今变频压缩机驱动电动机的主流。直流无刷电动机调速技术的应用则方兴未艾,随着电力电子技术的发展和各种可关断元器件可靠性的提高和价格的逐步降低,直流无刷电动机调速技术高效、节能的优势将进一步显现出来。“直流防爆变频空调器”目前是日本变频空调器市场的主流,也将是我国防爆变频空调器发展的方向。

制冷剂的发展和替代物的研究

        1990年在伦敦的第二次缔约国大会上通过的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(修正案)是当前世界各国开展此项工作的依据。它规定了受控物质的种类和淘汰的 间表。空调器中所用的HCFC-22制冷剂就是其中的一种,按规定发达国家将于2030年、发展中国家顺延10年彻底停止使用。但根据近年来的状况可以确定这一进度将会大大提前。
蒙特利尔议定书的通过,表明对臭氧层消耗物质〇DS(Ozone Depletion Substance)的 禁用已成定局。完全摒弃CFCs和HCFCs这种近乎理想的制冷剂,是世界制冷业必须正视 的现实,也使制冷工业面临一场史无前例的严重挑战。
       由于很难找到一种与R22热物性接近的纯质,目前R22替代的大趋势是用混合工质, 即以R407C与R410A为主。目前的研究工作主要集中于以下几个方面:
①新的替代工质的研究。针对受控物质,提出和研究可能的替代物质。
②工质物性的研究。属于基础理论工作,针对各种替代工质,为压缩机及制冷系统的设计、改造提供必要的数据。主要包括以下几个方面:热力性能计算、蒸气压方程、状态方程、物理性质、安全性、可燃性等。
③系统性能的研究。针对替代工质用于制冷系统时,各部分性能的变化进行研究,并提出改进方案。主要包括:两相流动中的热传导、毛细管的变化、换热器设计、系统的性能、 系统的改造、重新设计等。
④其他
>不同工质用于制冷系统性能的比较;
>压缩机的性能研究及再设计;
>适用于替代工质的润滑油的研究;
>制冷剂和油的混合物;
>相容性的研究; 
>生产工艺、设备的改进;
>原辅材料;
>检验设备;
>回收与重复利用等。 
         概括地讲,国外目前对于HCFCs主要的替代物质的研究作了大量的工作.多数都已商 业化。国内在这方面的研究相对非常薄弱,各企业基本利用外来技术,相关产品的可靠性尚 需进一步确认。整个研究工作各自为战、不成系统。

环境保护——HCFC-22制冷剂替代

       在过去的二百年中,人类活动已使地球环境发生了在过去一万年甚至更长的时间里都未发生过的重大变化。工业的发展,新技术、新材料的应用使生产力得到了大幅度的提高,人类利用环境改造环境的能力大大增强。但同时也导致自然资源的消耗和大量有害物质的排放,带来严重的环境问题。氯氟烃作为20世纪20年代开发出的新材料其作为制冷剂的优势是以往任何材料都不能与之相比的:其化学性质稳定、安全、无毒,且价格低廉,是理想的制冷剂。氯氟烃的应用使制冷行业得到了空前的发展,冰箱、空调等家用制冷电器走人了人们的家庭,给人们的生活带来了前所未有的方便与舒适,如果没有氯氟烃的应用,这一切都是无法想象的。但其广泛应用也带来了臭氧层的严重破坏,从而威胁到人类的健康和生存。

制冷剂在系统内经过四个热力变化过程,热力学上称为“状态变化”

       制冷剂在系统内经过四个热力变化过程,热力学上称为“状态变化”,才能产生连续不断的制冷效应。这四个过程就是压缩、冷凝、节流、蒸发,分别由四个部件按顺序完成。
  ①压缩过程:此过程由压缩机来完成。它将系统内的制冷剂蒸气吸入气缸,并进行压缩,提高其压力后再排出气缸,促使制冷剂在系统内循环流动。因此,它的主要任务是推动制冷剂在系统内流动,是制冷剂的动力源。而压缩机又需要其他动力来拖动,一般用电动机来完成。
  ②冷凝过程:该过程由冷凝器来完成。蒸发状态的制冷剂在冷凝器中把所吸收的热量排放出系统,同时制冷剂蒸气凝结为液体,以便经过节流阀进入蒸发器。因此,冷凝器就是一个散热器。它安装在室外以便将热量排放到室外空气中。
  ③节流过程:节流过程也可以认为是降压过程。制冷剂液体在流动中需要再气化,必须降低压力。其方法是用节流元件来减少其流量,降低压力,使液态制冷剂有膨胀的条件。
  ④蒸发过程:这是气化吸热过程,制冷剂经节流后,成为气液混合体,但其中液体占大部分。降压后的制冷剂液体在蒸发器的流动过程中,一直进行吸热气化,称为沸腾,只有这一步才是我们要获得的制冷效应的热力过程,是制冷系统的最终目的。这一过程在蒸发器内进行。此后,变为气体的制冷剂再经过压缩进入冷凝过程。上述四个热力学过程就是获得制冷效果的基本过程,缺少任何一个过程都不能达到制冷的目的。
       通风系统是强迫空气对流,加速空气流动,提高热交换器效率的组合部件。因为无论是蒸发器的吸热还是冷凝器的放热,若单靠空气的自然换热,其传热效果相当差,以致系统无法连续正常运行,所以必须用风机通风,使空气形成强对流,提高它们的换热效率。所以,在蒸发器侧与冷凝器侧均应安装鼓风机和风道。一般蒸发器侧的风机为离心风机,其特点是风压较高而风量较低,它可克服流动时的阻力,使吸入的空气经蒸发器进行热交换后,成为冷空气,送入所需室内。冷凝器侧的风机为轴流风机,其特点是风压较低,风量较大。

防爆变频空调器的结构与主要部件

        与普通定速防爆空调器相比,防爆变频空调的结构和工作原理并无原则上的区别。
        防爆变频空调是相对普通定速空调来讲的,普通空调的压缩机电机采用交流异步电机,转速不变。而变频空调是把220V、50Hz的单相交流电转变成为三相变频交流电,供给压缩机,通过频率变化来调节压缩机转速,使制冷量连续变化,适应空调负荷变化的需要。
        防爆变频空调相比定速空调,需要增加转速控制装置(变频器),较高级的变频空调还会用流量控制装置(如电子膨胀阀)来取代一般常用的毛细管,并且关键运转部件压缩机也具有更高的技术含量,因此,成本上比定速空调稍贵一些。
        防爆变频空调又分为交流变频和直流变频两类。直流变频空调与交流变频空调的区别在于使用何种压缩机以及因压缩机不同而带来的控制器的变化。
交流变频压缩机本质上仍是三相交流异步电动机,通过定、转子之间磁场的相互作用使 转子旋转。但其特别的设计使得可以在较大范围内通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速,因此,称之为交流变频。
       直流变频压缩机转子内采用了永磁材料(铁氧体或稀土磁铁),可以通过改变送给电机的直流脉冲来改变电机的转速,其电机一般具有比交流变频压缩机更高的效率。
普通的定速空调采用“幵一关”调节模式,由于压缩机的转速固定,所以压缩机输出功率 不可变,也就限定了其制冷制热的能力。控制房间的温度只能利用压缩机的开停,这样的空调不仅噪音和温度波动大,而且频繁开关对空调压缩机有很大的损害。
        防爆空调器的主要任务是制冷和制热。制冷系统可将室内的热量传输到室外,所以是提供冷源的装置,如将室外的热量传输到室内,则成为提供热源的装置。它的工作过程如下:制冷系统由四个基本部分组成,它们是压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器,并通过管道将这些部件连接成一体,从而组合成一个封闭系统。系统内充制冷剂。这是一种蒸气压缩制冷系统,目前的空调器都是采用这种系统。
       蒸气压缩制冷的基本原理是利用较理想的制冷剂液体在低压力下气化吸热的特性,制造冷源,以达到冷却物体的目的。要使制冷剂充分发挥其制冷特性,需要有一套完善的热力系统来配合它工作,这套系统称为制冷系统。

温度控制器的作用及种类

一、温度控制器的作用
为了保持防爆电冰箱内冷冻室、冷藏室的适当温度,同时也为了节约电能,需要对防爆电冰箱内部温度进行控制和调节,这种温度调节装置就叫温度控制器,简称温控器。它是一种调温、控温器件,是电冰箱电气控制系统中的主要控制部件之一。
温度控制器的主要作用是:
1)通过调节温度控制器的按钮,可以达到所需的控制温度。
2)控温和自动控制电冰箱正常工作。温度控制器可以灵敏地感受冷冻室或冷藏室内温度的变化,继而发出信号控制压缩机的起动和停止、电磁阀的通断以及风门的大小,从而使电冰箱内的温度始终保持在所选定的温度挡次或范围内,达到控温和自动控制电冰箱正常工作的目的。
二、温度控制器的种类
目前,防爆电冰箱所使用的温度控制器可以分为两大类:一类是机械式温度控制器,另一类是电子式温度控制器。
机械式温度控制器又称为蒸气压力式或感温器式温度控制器,从结构上又大体可以分为 普通型温度控制器、半自动化霜型温度控制器、定温复位型温度控制器、温感风门型温度控制器。这种温度控制器的主要特点是结构简单、性能稳定、价格低廉。
电子式温度控制器主要为热敏电阻式温度控制器,一般用负温度系数(NTC)的热敏电 阻作为传感器,通过电子电路控制继电器或晶闸管达到控温的目的。这种温度控制器的特点是机械部件少,可靠性高,控温精度高,控制方便,可以实现多门、多温的复杂控制。
例如:温度控制器的标识为“WDF20”,表示该温度控制器属于定温复位型温度控制器,其温度控制范围在0T以下,冷点断开温度为-20℃。