Специфика работы инверторного компрессора в кондиционирующих устройствах

Под инверторными кондиционерами принято понимать установки для кондиционирования воздуха, которые имеют функцию перемены частоты оборотов двигателя компрессора (от лат. inverto — менять, обращать, переворачивать). Управленческий блок в такого рода оборудовании трансформирует в постоянный переменный ток питания, после чего выполняет трансформацию в переменный ток нужной частоты. Такой процесс принято называть инвертированием.

 

 рекомендуем статью

Данная трансформация делает возможным в обширных границах корректировать темпы вращения двигателя компрессора, включая показатель от 3000 об/мин., а также тепло-, холодопроизводительность агрегата. Из-за данной технологии инверторные кондиционирующие устройства гарантируют более высокоточную, гибкую поддержку режима температуры, являются более экономичными, по сравнению с кондиционерами, которые имеют стандартный компрессор. К тому же, благодаря им допустимо функционировать в более обширном интервале внешних температур.

Еще в 1981-м году на территории Японии появилось первое инверторное кондиционирующее оборудование. В наше время инверторную технологию применяют, как правило, все производители климатического оснащения на одном уровне с традиционными кондиционерами.

Рабочий принцип

Рабочий принцип инверторного кондиционера сводится к тому, что существует возможность многоступенчатого (постепенного) корректирования темпов вращения мотора компрессора, зависимо от конкретной тепловой нагрузки, что наблюдается в помещении. Чтобы более быстро достичь конкретного температурного режима, контроллер инвертора выполняет увеличение темпов вращения двигателя компрессора. Устройство начинает функционировать в режиме форсирования до того времени, пока режим температуры в помещении не дойдет до конкретного заданного показателя. После этого темпы вращения двигателя сокращаются, и все же компрессор продолжает свою работу, при этом поддерживая постоянный температурный режим с наименьшими изменениями. Следовательно, в ходе функционирования инверторного кондиционера не предусмотрено постоянных выключений и включений установки компрессора. Таким образом удается сократить энергопотребление, уменьшить уровень шума, а также повысить точность поддержания приятной температуры (колебания уровня температуры в пределах 1,0 градуса), функционировать в обширном интервале внешних температур, увеличить срок работы компрессора по причине сокращения числа пусков (при этом включение компрессора связано с более высоким уровнем износа по причине того, что масло в установке стекает в картер, в течении первых нескольких секунд функционирует без дополнительной смазки).

Как можно сэкономить энергию при работе инверторного кондиционера

У инверторного кондиционирующего оборудования предусмотрен блок силовой электроники, он реализует такие трансформации:

- из постоянного напряжения образует переменный ток нужной частоты, который устанавливает темпы вращения двигателя установки компрессора;

- из переменного сетевого напряжения может получать постоянный ток.

Так само, как и у прочих преобразователей, у силового инверторного блока КПД не превышает 100 %. В случае равных условий, при постоянной работе компрессора на самой максимально допустимой мощности типовой кондиционер будет более действенным, нежели инверторный на общую сумму утрат инвертора (порядка 10-15 %).

Функционирование кондиционера в постоянном режиме на максимально возможной мощности является подтверждением того, что его подобранный уровень мощности не отвечает охлаждаемому помещению. Как правило, температура уличного воздуха, а также теплопритоки в помещении существенно ниже, нежели граничные значения. Классический кондиционер функционирует в циклическом режиме, тогда как инверторный — в режиме пониженной мощности механизма компрессора.

В случае понижения оборота механизма компрессора, инверторный кондиционер может быть более действенным, поскольку на такой самой площади конденсатора, испарителя удается передавать намного меньшее количество тепловой энергии, и это в свой черед сокращает вес температурного напора, увеличивает его действенность. Такого рода режим делает возможным для кондиционера функционировать в более обширном интервале температур.

Традиционный (не инверторный) тип кондиционирующих устройств во время функционирования в циклическом режиме обладает переходными процессами – электромеханическими, термодинамическими. Во время включения компрессора используются большие стартовые токи, что так важны для оптимального разгона ротора двигателя. Выполнив запуск, до момента получения нужных режимов, механизм компрессора обязан осуществить перекачку половины от всего имеющегося объема фреона из участка пониженного давления к участку с повышенным давлением. Во время этого кондиционер не выполняет выработку холода. В итоге полученные калькуляционные режимы – максимальные, все участки испытывают не оптимальную, а самую максимальную нагрузку: максимально допустимые напоры температур на испарителе, конденсаторе, максимально возможные темпы вращения вентиляторов, наивысшие утраты на прохождения по магистралям фреона, максимально допустимая температура компрессорной зоны, компрессора. В случае достижения заданной температуры компрессор перестает работать, при этом давление в 2-х участках — низкого, и высокого давления — постепенно выравниваются посредством дросселирующего механизма. Поскольку давления расходятся с расчетными значениями, процесс кипения фреона может осуществляться на любом участке системы — в ресивере, капиллярной трубе либо в магистрали. Продуцированный потенциальный холод применяется не по назначению, при этом охлаждает воздух на улице, компрессорный узел и прочее. Существует позиция, согласно с которой в случае выравнивания давления посредством дросселирующего механизма происходит охлаждение внутреннего, не внешнего узла (конечно, в случае функционирования кондиционера в охлаждающем режиме). По такой причине, пока реализуется выравнивание давлений после запуска механизма компрессора, кондиционер не инверторного типа все таки продолжает выполнять воздушное охлаждение, таким образом, в некоторой мере возмещает утраты трансформационных процессов в случае повторного запуска механизма.

Как уверяют приверженцы инверторных технологий, по причине отсутствия трансформационных процессов кондиционер инверторного типа может сэкономить как минимум 30 % электроэнергии.

Ключевые достоинства:

- более длительный термин службы: от 8-ми до 12-ти лет в сравнении с 6-ю – 9-ю годами для традиционного кондиционера;

- по сравнению с традиционными кондиционерами, имеют меньший уровень шума (от 20-ти до 30-ти Дб, по сравнению с 24-35 Дб);

- не имение значительных пусковых токов в случае запуска компрессора сокращает уровень нагрузки на электрическую сеть;

- в случае корректного подбора мощности кондиционера допустима экономия электроэнергии в пределах 30 - 66 % (для определенных моделей), в сравнении с классическими кондиционерами;

- функционирование двигателей вентиляторов на слишком минимальных оборотах при таких же минимальных оборотах компрессора может сокращать показатель шума как наружного, так и внутреннего блока (20 - 26 дБ);

- допустимость более точной поддержки принятого температурного режима посредством плавного управления темпами вращения двигателя механизма компрессора;

- выход на конкретный уровень температуры в пару раза быстрее (за 15 мин. ±10°С, в сравнении с 30 минутами для не инверторных моделей);

- меньший показатель износа;

- значительный коэффициент мощности, нет реактивных элементов потребляемого тока в случае функционирования компрессора сокращает прогрев проводов силовой сети.

Недочеты:

- не стандартизированные запасные элементы, из-за этого зачастую необходими продолжительные ремонтные работы, по причине ожидания нужного механизма от официального поставщика (на территории России, как правило, занимает от 3-х месяцев, иногда и больше). Тогда как у не инверторных кондиционеров многие детали (температурные датчики, реле пускозащиты, компрессор) стандартизированы, при поломке можно использовать комплектующие прочих производителей;

- электроника многих инверторных кондиционирующих устройств не запустит компрессор, в том случае, когда температура воздуха на улице – превышает допустимую (как правило, −10 и до +42 градусов), тогда как традиционные сплит-системы при этом продолжают функционировать;

- более высокое энергопотребление при режиме постоянной эксплуатации (на инверторе наблюдаются потери);

- более высокая чувствительность к перепадам напряжения по причине усложненной электронной системы;

- значительная стоимость инверторных кондиционирующих устройств, если сравнивать с не инверторными установками.