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空调风机与电机技术简介

发布日期:2019-05-05 作者:罗图风机 点击:

空调风机与电机技术简介空调风机


对于经典空调器,根据风机、电机、换热器和空调器外壳配置的气流路径以及风机的必要静压、风量、噪声和电机功率,选择最佳类型的风机。

卧式箱形窗式空调器在室外侧采用螺旋桨式风机,室内侧采用西洛克风机。由于这种类型的空调器安装在窗户上,其尺寸不能超过窗户尺寸。因此,需要将狭窄的内部空间分成室外和室内侧,并且将诸如热交换器风机电机和控制器的部件放置在各侧。因此,空调中的气流形成一条折线,从室外或室内一侧进入,通过换热器和风机。折叠式气流增加了阻力,而导致噪声和轴向力增加。在室外侧,螺旋桨风机从位于空调器上侧和两侧的百叶窗吸入空气,然后将其推入位于后部的热交换器中。在此过程中,由于螺旋桨式风机进气侧的空气不会沿平行于轴向的理想方向移动,因此,整个风机叶片表面受力不均匀,导致噪声和轴向力增加。在室内侧,通过热交换器的空气进入西洛克风机,气流方向弯曲90°,然后撞击顶板并再次弯曲90°从空调器前面的排出口吹出。


与窗式空调器相比,分体式空调室外机组中的气流路径更简单。从机器外部吸入的空气通过热交换器,通过螺旋桨风机进入机组,然后通过排放口将空气吹出机器。在这条气流路径中,几乎没有障碍物会引起明显的噪声并增加轴向力,因为空气保持平行于螺旋桨式风机的轴向流动。而壁挂式和落地式室内单分体式空调机组从外部吸入空气,将其通过热交换器,并相对平稳地将空气从排出口吹出,这要归功于横流风机与热交换器平行放置。横流风机比螺旋桨风机等其他风机更紧凑,然而,由于在圆柱形横截面内形成复杂的气流,一部分用作空气入口而另一部分用作空气出口,它们的效率较低。 



由于效率方面的激烈竞争,分体式空调制造商以最佳方案匹配所有相关组件,如热交换器、风机和外壳来设计和开发空调室内、室外单元。空调制造商还设计开发自己的风机,以匹配其他核心组件和配件。另一方面,通风机、管道内送风机等不适合大规模生产的大型风机则被许多通用产品制造商销售。这些制造商包括松下三菱电机依必安派特(ebm-papst)和施乐百(Ziehl-Abegg)。空调风机

电机是另一个重要组成部分,是实现风机更节能的关键。近年来,电机的逆变器系统取得了快速的进展。在早期阶段,空调的逆变器系统被开发用于压缩机的变速控制的技术,以便根据工作负载使用最佳剂量的制冷剂。同时期,还开发了交流电机的交流变频调速,然后,开发了直流(DC)逆变器以提高低速旋转期间的效率并提高加热能力。在直流逆变器中,最初开发了120°导通电压型逆变器,然后开发了180°导通电压型逆变器。提高了效率,降低了噪音等。

因此,电机已经从早期的交流电动机发展到无刷直流(BLDC)电动机,而转子已经从早期的表面磁体类型演变为内部磁体类型,电动机线圈也从分流绕组转移到凸极集中绕组,致使效率在更宽范围的转速(包括低速转速)上得到进一步提升,以及降低噪声、振动和电动机功率消耗。智能功率模块是一种驱动无刷直流电动机的开关装置,改善开关损耗,减小设备尺寸,改善散热特性,采用内置保护装置,并降低成本。然而,逆变器装置泄漏的弱电流会导致的风机电动机轴承的电化学腐蚀,必须认真考虑各种解决这一问题的对策。 



近年来,空调的能效法规已从在额定点采用传统指标转变为新的指标,如年度绩效因子(APF季节性能效比(SEER)和综合能效比(IEER),增加了接近实际空调负荷的中等、最小负荷的出现频率。因此,无论是在额定运行期间还是在低负荷运行过程中,提高效率都显得尤为重要。传统的空调电耗是通过优化控制压缩机转速来降低的,但这种方法不能很好地解决风机电机在低负荷运行过程中功耗一直停留在较高的水平上的问题。因此,有必要在室外和室内两侧实现风机电机的逆变器系统化。目前,在高效的分体式空调中,所有制造商不仅将逆变器电机应用于压缩机,而且还应用于室内和室外单元中的风机。 



201811日起,美国商用空调和热泵最低能源性能标准变得更加严格,第二阶段将于2023年开始实施。为确保设备符合这些规范值,必须在室外和室内实现压缩机和风机电机实现逆变器系统化。美国能源部(DOE)打算通过加强法规大幅降低能耗和二氧化碳排放量。因此,全面的逆变器系统化将在美国开始。

 


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