冰箱变频压缩机节能技术探析

宋妤杰

青岛海尔生物医疗股份有限公司 山东青岛 266101

在冰箱的发展过程中，压缩机的技术革命对节能的影响最大，压缩机的这种变化主要是制冷效率的提高，经过多年的技术发展，压缩机在结构设计、电机性能的提高、采用制冷剂的转变等，使压缩机的制冷效率提高到COP2.0的水平，大大降低了冰箱的能耗[1]。

1 变频压缩机分析

在冰箱的发展历程中，压缩机的技术升级对冰箱节能效果的影响是最为重要的，是压缩机的发展带动了冰箱的发展。就目前的技术而言，压缩机的电机性能及结构性能有了很大的提升，其制冷效率已经达到COP2.0的水平，在很大程度上降低了冰箱的能耗。不仅如此，压缩机的制冷量及绝热效率等方面的优化也能使冰箱达到节能的目的。其中，压缩机的制冷量主要由压缩机的转速决定，而压缩机对转速的控制可以通过变频技术来实现。因此，变频压缩机在冰箱节能技术方面发挥着关键作用。变频压缩机主要通过模拟三相交流电机的运行方式，利用三个绕组的差异性工作状态实现对电机的控制。在不同的工作状态下，绕组的频率及波形长度有所不同，其转速也有所差异。当频率相对较高的时候，电机转速随之增加，变频压缩机的功率增加，相应的制冷量升高；当频率相对较低的时候，电机转速随之降低，变频压缩机的功率降低，相对应的制冷量减少。在实际的变频压缩机制造过程中，制造企业会应用永磁材料作为转子的制造材料，以此提升变频压缩机的效率。在变频压缩机运行的过程中，永磁材料主要通过充磁处理来保障其性能。工作人员可以通过电子控制技术进行电机的设计，实现绕组磁场的优化，以此提升变频压缩机的运行效率。另外，变频压缩机的控制系统涉及到变频板的设计，变频板的功耗会对变频压缩机的COP参数造成较大的影响，变频板的功耗越大，则表明变频压缩机的运行效率越低。因此，在变频压缩机的制造过程中，制造企业需要注重变频板的设计，降低其功耗，提升变频压缩机的节能效果。

2 冰箱变频压缩机节能技术

2.1 冰箱在不同环境下的节能分析

根据变频压缩机节能的原理，制冷量小的时候产生较高的蒸发温度，提高了压缩机的制冷效率。冰箱一般处于一个多变的环境，在低温环境下，周围的热负荷小，冰箱耗电小，而在高温的环境下，冰箱的热负荷大，冰箱压缩机的运行时间长，效率低，耗电大。目前市场中所提及的变频压缩机节能，主要是针对目前的冰箱能耗测试标准，在标准中要求环境温度是25℃，按照此环境温度下，变频压缩机比相同制冷效率COP的定频压缩机节能，但是对于在其它较高环境温度下的节能情况如何，本论文通过对一个具体的无霜冰箱的对比计算分析，研究变频压缩机与定频压缩机在不同环境温度情况下的节能情况。通过采用自主开发的仿真软件进行不同设计计算分析。通过软件的计算与实际测试结果对比，了解冰箱在25℃环境下的能耗差异，从而可以利用它进行其它数据分析。数据如表1。通过对25℃环境下的能耗分析后，能耗的计算与实测结果比较一致，可以采用软件对定频压缩机与变频压缩机分别在不同的环境温度下冰箱的节能情况进行分析[2]。

2.2 直冷单循环制冷系统

对于电脑温控冰箱，基于开关电源实现对控制板的设计，就可以确保其功能降低0.2W之下，其耗电量为0.0048kWh/24h；但是传统模式下所使用的机械温控冰箱，只存在压缩机运行的功耗。因此，通过定频压缩机的使用，其耗电量为0.44kWh/24h。但是选择变频压缩机，其降压模式选择控制板之后，实际功耗为2W，达到0.48kWh/24h的耗电量，使得其能耗可以提升10%左右。在改变电机运行转速之后，就可以提升其实际的节能要求。如果运行是按照1600转来实施，也会降低其实际的压缩机冷量，与冰箱的制冷系统相互的结合，就可以满足蒸发温度对应的提升，最终实现压缩机运行效率的控制。通过仿真，在实际的耗电量降低到0.45kWh/24h之后，其具体的能耗就能够基本持平机械温控冰箱；在处于低速运转状态下，提高2.5℃的蒸发温度，在运行效率得以满足的前提下，也能够规避因为控制板出现的功耗，最终导致能量损失的出现[3]。

2.3 风直冷多循环系统及其应用

如果冰箱的运行采用双循环独立制冷模式，那么其冷藏室和冷冻室处于独立运行状态，二者蒸发器为并联模式，突出了分立多循环制冷系统的特征与优势。在分立多循环冰箱中，由于每一个室都处于独立运行状态，那么运行的时间长短就可以根据不同室的实际能量需求而调整，以此优化压缩机运行的时间；虽然这样无法调节压缩机的制冷量，但是也可更好地适应冰箱运行环境的需求，以此提高制冷效率，优化压缩机大制冷量和小制冷量的变化[4]。

3 结语

综上所述，变频压缩机可以有效提高冰箱的制冷效率，降低冰箱的能耗，值得推广应用。通过本文的分析可知，变频压缩机在应用的过程中，充分利用自身的可调节性，保障制冷系统的制冷量和冰箱的热负荷向对应，提升变频压缩机的运行效率，降低冰箱的能耗，使冰箱在多种环境温度下具备良好的节能效果，促进了冰箱的节能技术发展。