信息来源：《家电科技》
目前“变频空调器就是节能空调器”的说法在市场上广为流传，生产厂家宣称“变频空调可比普通空调省电20%至40%”。相对于定频空调器，变频空调器理论上具有高效、迅速、连续供冷、供暖、低噪声、运转平衡等优点，但在实际的产品中，由于降低成本、系统匹配及工艺等方面的原因，市场上的变频空调器主要以交流变频为主。本文通过在不同工况下对一台交流变频空调器和一台定频空调器分别进行对比测试，说明与定频空调器相比，目前市场上的一些交流变频空调器，并不省电。


1  引言

    愈演愈烈的“电荒”使空调“节能”概念迅速升温，据统计，目前我国家用空调的年耗电量为在400亿千瓦时以上，而空调负荷在电网系统全网负荷中的比重不断增大。据国家电网资料显示，几大电网的空调制冷负荷比重均已超过全网负荷的30%，既导致全国大部分地区夏季最大用电负荷对气温的变化越来越敏感，又导致了用电高峰时段电力供应严重不足。

    随着电能的日趋紧张，节能空调器已越来越受到重视，各厂家都不约而同地推出新型节能产品。“变频空调器就是节能空调器”的说法在市场上广为流传，生产厂家宣称“变频空调可比普通空调省电20%至40%”。变频空调器真的省电呢？衡量空调器是否省电的标准又是什么？

    空调器进行能量转换的效率高低决定了其性能的优劣，衡量空调器性能的核心标准，是空调器的能效比，其计算公式为：

    能效比（EER）=空调制冷工况下的制冷量/输入功率

2  变频空调介绍

    “变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。“变频空调”工作时可以改变压缩机的运转频率，压缩机在恒定频率下工作的空调器称之为“定频空调”。

    定频空调工作时频率不能改变，压缩机转速基本不变，制冷循环中的制冷剂流量基本保持不变，因此它不能大幅度地调节制冷量，而是通过频繁开停压缩机的方式来调节制冷量。与之相比，“变频空调”通过变频器改变压缩机的工作频率，调节压缩机转速，来改变制冷系统中循环的制冷剂流量，调节制冷量。供电频率高，压缩机转速快，系统流量大，空调器制冷（热）量就大；而当供电频率较低时，系统流量减小，空调器制冷（热）量就小。虽然从原理上来看，采用了变频压缩机的空调就应该可以称为变频空调。但事实上，采用变频压缩机只是手段，而真正目的是通过变频这一手段来达到改变制冷剂的流量效果。所以说，从实际的效果来分析，要真正通过调节系统的流量，来达到改变制冷量的目的，变频压缩机必须与可调节的节流装置配合使用。

    变频空调分为直流变频和交流变频。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（变交流变频压缩机还是直流变频压缩机）以及因压缩机的不同而带来控制器的变化。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。直流变频压缩机转子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理为：定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。可以通过改变送给电机的直流电压来改变电机的转速。直流变频压缩机效率比交流交频压缩机高10%-30%，噪音低5分贝-10分贝。但是，直流变频空调的成本要高于交流变频空调，因此，市场上的变频机大部分是交流变频。

    目前市场上对变频空调器省电的宣传过于片面，导致消费者产生了一些认识上的误区。空调厂家声称变频空调节能往往是基于两种理由：一是变频空调器将室温控制到设定温度后，机组较长时间处于低频（低速）状态运行，此时的电机功耗低，所以省电；二是变频空调器在运行过程中，机组很少停机，避免了像普通空调器那样频繁启动，故省却了额外的启动电能消耗。

    事实上，变频空调器相对于普通空调器而言的特点是有条件的：

    ①变频压缩机在低频运转的条件下，可以达到较高的能效比，但是在较高的运转频率下，其能效比甚至低于同样大小的定频压缩机。因此，变频空调要达到较高能效比，应选择额定制冷量偏大的压缩机。

    ②变频压缩机必须与可调节的节流元件配合使用，才能达到调节流量的目的。毛细管属固定阻尼型的节流元件，与变频压缩机配套使用时，只能保证在某个频率点达到最佳的匹配，对于更高或更低的频率点，无法保证正常的过冷和过热度，匹配效率低，能效比下降。

    ③压缩机要有较大的频率调节范围；

    ④变频空调的功率因数不能过低。功率因数表征着电源输出有功功率的能力。变频空调由于受变频器、开关电源的影响，功率因数一般较定频空调低。在无PFC（功率因数调整器）的情况下，变频空调的功率因数一般为0.7左右；在增加无源PFC的情况下，一般可以做到0.8~0.85左右；目前市场上仅有少部分高档变频机，采用有源PFC，功率因数可以做到0.95以上，定频空调一般可以达到0.98以上。

    只有满足了这些条件，“变频”的特性才会发挥作用。目前，市场上的变频空调主要还是以交流变频为主，特别是一些低成本的交流变频空调，达不到以上的条件，非但不会达到商业宣传上的效果，相反，能效比较同等冷量的定频机还低。
3  实验结果及分析

    为了更加直观地比较交流变频机与定频机的能耗，随机从市场上抽取了额定能力为3500W的交流变频空调器和定频空调器各一款进行比较实验。

    3.1 实验1

    在国标条件下（外侧：35/24℃，内侧：27/19℃），测试了此两款机的名义制冷量、名义制热量及其功率，实验结果如图1所示。
 

 
    从数据来看，变频机名义制冷量与定频机大致相当，其消费功率却高出370W；名义制热量比定频机高出1012W，但相应电功率也高出了352W。定频机与变频机的COP值大致相等；但定频机的EER值却超出变频机0.7之多。

    3.2 实验2

    制冷降温速度比较及能耗比较试验。在面积为15m2，高3.2m的房间内，设定不同环境温度，进行实验，测定房间的降低温速度和耗电量。

    方案1

    室内初始温度27℃/19℃，室外35℃/-，空调器运行设定温度16℃，让室内环境温度在试验机的制冷作用下自动降低。连续运行5小时分别测量，实验结果如图2。
 

 
    定频机耗电量为4.67度，变频机为5.7度，相差1度多。在环境温度的下降速度方面，定频机运行158分钟到达设定温度停机时，房间温度为16.11℃；同样时间下变频机温度为16.89℃。在达到设定温度后，定频机是开开停停，这一段时间内耗电1.71度；变频机则是在低频下持续运行，功率在500W~1000W波动，这一段时间内耗电1.89度。变频机在低端运转时，最低功率仍有500W，因此耗电量较大。

    方案2

    室内初始温度32℃/23℃，室外43℃/-，空调器运行设定温度16℃，让室内环境温度在试验机的制冷作用下自动降低。连续运行5小时分别测量，实验结果如图3。
 

 
    变频机温度下降较快，在209min左右达到设定温度；定频机在241min左右达到设定温度。定频机耗电量为6.5度，变频机由于高频运转时间较长（2小时），耗电量较大，为7.07度。


    方案3

    室内初始温度32℃/23℃，室外48℃/-，空调器运行设定温度16℃，让室内环境温度在试验机的制冷作用下自动降低。连续运行5小时分别测量，实验结果如图4。
 

 
    室外温度升高，空调器的运行工况恶劣，两款机型的制冷量都有降低。运行到