变频空调能效计量及谐波检测整体解决方案
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湖南银河电气有限公司官网
变频空调能效计量及谐波检测整体解决方案
一、变频空调与定频空调的区别
空调的作用是将室内温度调节至相对固定的温度,比如说 26 ℃,而室外的温度变化范围较大,比如说在 28 ~ 40 ℃之间。室内外温差越大,空调需要的需要制冷量越大,反之越小。而空调的制冷量与压缩机转速有关,大约与转速的三次方成正比,而转速与频率成正比,若将频率降低到额定频率的 1/2 ,需要输入功率仅为额定功率的 1/8 。
定频空调压缩机不能改变转速,输出制冷量不能随室内外温差减小而改变,空调只能以开停机形式稳定室内温度,存在开停机的能量损耗;而变频空调可以根据不同温差改变压缩机转速,调节制冷量,基本不停机,大大减小了开停机损耗,这是变频空调节能的主要原因。
此外,变频空调与定频空调相比还有一个很大的好处就是没有开停机之间的温差,可基本维持温度的恒定,不需要或减少开停机也降低了空调的噪声,提高了舒适度。
二、变频空调能效计量原理
1 、引用标准
GB 12021.3-2010 房间空气调节器能效限定值及能源效率等级
GB 21455-2013 转速可控型房间空气调节器能效限定值及能效等级
GB/T 7725 房间空气调节器
GB/T 17758 单元式空气调节器
GB/T 22670-2008 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法
GB 17625.1 - 2003 电磁兼容限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤ 16A )
2 、变频空调能效比
变频空调能效比 APF 是指空调器全年运行期间从室内交换的热量总和与消耗电量总和之比。变频空调能效比数值越大,表示空调越节能。
变频空调能效比 SEER 是指空调器制冷季节运行期间从室内除去的热量综合与消耗电量总和之比。变频空调能效比数值越大,表示空调越节能。
最新国家强制标准《 GB 21455-2013 转速可控型房间空气调节器能效限定值及能效等级》对转速可控型房间空调调节器能效等级分为 3 级,其中 1 级能效等级最高,最节能。
三、变频空调能效计量整体解决方案
电源端输入功率 P1 可以采用二瓦计法测量,根据被测电量量程选用两台相关型号的 DT 数字变送器。
按照“ GB/T 22670-2008 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法”的要求,变频器输出功率也就是电机的输入功率 P2 推荐采用三瓦计法测量,根据被测变频电量量程选用三台相关型号的 DT 数字变送器。
本文不推荐采用 WP3000 变频功率分析仪,是因为考虑到变频空调的基波频率可能较低,比如说 1Hz 。
注: WP3000 变频功率分析仪可准确测量的最低基波频率为 4Hz , WP4000 变频功率分析仪可准确测量的最低基波频率为 0.1Hz ,详见银河电气官网产品栏目“ WP3000 变频功率分析仪”及“ WP4000 变频功率分析仪”
如何准确测量电机的输出功率及压缩机的输入功率 P3 ,是本方案的关键所在!
本方案采用银河电气自主研发的新型电机轴功率测量仪器—— TN4000 电子式扭矩仪的测量原理,通过 WP4000 变频功率分析仪的相关测试参数,结合转速和温度等参量,利用专门定制的变频空调能效计量检测软件可准确计算出电机的输出轴功率 P3 。从而对变频空调各部件及整机的能效进行全面的测试评估。详见银河电气官网产品栏目“ TN4000 电子式扭矩仪”。
电机转速测量也是业界的难题,难就难在转速传感器的安装!
本方案采用银河电气自主研制的新型感应式转速计,只需将转速计摆放在电机附近,即可通过磁场感应测量出电机的准确转速。详见银河电气官网产品栏目“ DM4022 感应式转速计”。
电机相关温度测量采用银河电气的 DMC300 分布式测控系统的 DM4031 四通道温度测试子站。