[实用新型]具有两种工作模式的变频变容空调系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种具有同步运行模式和变频运行模式两种工作模式的变频变容空调系统，属于空调系统的创新技术。

背景技术

定频空调压缩机一般由交流感应电机来驱动，其转速由使用于压缩机的电源频率来决定。使用感应电机的定频空调本身不能通过频率变化来控制冷媒，进而达到控制制冷或制热效果、调整负荷的目的。当环境温度和运行工况变化大时，其空调负荷变化也大，如果感应电机长期在低负荷状态下工作，其运行效率很低，而且当负荷特别低时，还会使机组起停频繁，对电网造成较大的冲击。

变频空调的综合效率高、对电网的冲击小、使用电压的变化范围宽，目前其应用越来越广泛，变频压缩机中电机类型也逐步由感应电机变成了永磁同步电机，即由交流变频转变为直流变频。变频空调虽然比定频空调效率高，但成本和可靠性是阻碍变频空调推广应用的两大关键因素。通过近几年的努力，小功率的变频空调的可靠性逐步接近了定频空调，成本也大大降低。但当变频空调的功率增大后，系统的硬件电路成本迅速增加，系统的可靠性更难把握。

针对这些问题，专利号ZL99236673的《一拖多空调器》公开了一种压缩机的输出功率可随各室内机的需要变化的技术，它是由变频压缩机和定频压缩机并接而成的，以便减小变频器的容量。这种方式多适用于10匹以上的大功率空调器，对3～5匹的空调柜机而言性能价格比不高。

在空调应用领域，专利ZL02132084.5提出了一种自起动式(永磁)同步电机及使用这种电机的压缩机，这种起动方案实际上是先利用感应电机的起动原理将同步电机由静止升速到同步转速的，这种系统结构简单可靠，系统效率比感应电机更高。但是这种方案存在的缺点是：①空调系统只具有同步运行模式，压缩机起动频繁，对电网冲击大；②永磁同步电机在输出功率过小时，效率、功率因素下降过多，因此系统输出功率的调节范围较窄。

近年来随着对变频空调的深入研究，发现变频空调虽然季节能效比高，但在额定能力输出和最大能力输出工况，系统的能效比低。例如，某款一级能效变频空调柜机的季节能效比为4.3，但额定制冷能力输出工况的能效比为3.3，而最大制冷能力输出工况的能效比仅为2.6。造成变频空调额定能力输出和最大能力输出工况能效比低的原因，是空调系统中的变频器在重负载情况下自身消耗的功率比较大。针对变频空调重负载工况下能效低的问题，目前国内外有效的解决方案报导不多。

发明内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种利用永磁同步电动机有别于感应电动机的输出特性，利用可变容量的压缩机，有效提高变频空调重负载工况下的能效比，且可以实现小容量变频器与大容量压缩机匹配的具有两种工作模式的变频变容空调系统。本实用新型具有同步运行模式和变频运行模式两种工作模式的变频变容空调系统有利于提高系统在额定能力输出工况和最大能力输出工况的效率，降低大容量变频空调系统中变频器的成本，同时提高变频器的可靠性。

本实用新型的技术方案是：本实用新型具有两种工作模式的变频变容空调系统，包括有由冷凝器、蒸发器、节流阀、压缩机组成的空调制冷系统及驱动压缩机的电动机，其中压缩机采用可变容量的压缩机，电动机为具有自起动能力的单相或三相永磁同步电动机；电动机在系统以额定能力输出或最大能力输出时通过工作模式切换电路直接与供电电网相连；电动机在系统低于额定能力输出时通过工作模式切换电路与驱动其运行的变频器连接，变频器与供电电网相连。

上述压缩机采用可变容量的压缩机。

上述电动机的极对数为1，同步转速为3000转/分。

本实用新型的具有两种工作模式的空调系统由于采用包括有由冷凝器、蒸发器、膨胀阀、压缩机等组成的空调制冷系统及驱动压缩机的电动机，其中压缩机为可变容量压缩机，电动机为具有自起动能力的永磁同步电动机的结构，且电动机的绕组通过工作模式切换电路，既可与变频器相连，又可与电网相连。本实用新型具有同步运行模式和变频运行模式两种工作模式，可以提高系统在额定能力输出工况和最大能力输出工况的效率，降低大容量变频空调系统中变频器的成本，同时提高变频器的可靠性。

附图说明

图1为目前常规变频空调系统的结构图。

图2为本实用新型实施例变频变容空调系统的结构图。

图3为本实用新型实施例空调系统工作模式转换流程图。

具体实施方式

实施例：