干货较多,为了节省小伙伴们的时间,还是先说结论:
在其他条件均相同的情况下,变频空调对比定频空调,变频有省电的硬件条件,但省电与否由算法和调校决定。
从经济上考虑,廉价变频的省电效果可以平衡其在价格上的差距;高价变频则较难。
从舒适性上考虑,变频空调可以避免频繁启停以及因此造成的噪音和温度波动,体验明显优于定频。
因此,即使预算有限,也应优选廉价变频;预算充裕一些应优选性价比较高(3000档一级能效)的变频;土豪预算不需要看节能,只需要看喜好,反正是值不回票价的。
除非使用环境有特殊需求,追求极限能效比没有意义,耗费的材料成本超过空调整个寿命节省的电能时,这个节能就是虚的,如果连生产空调的能耗都省不回来,从整个生命周期来看反而更耗能。
首先,虽然是老生常谈了,但是还是用空调原理来开头,因为不懂这个的话,下面的具体分析和计算就更不好理解了~ 熟悉制冷循环的大佬可以直接跳过了~
空调运行的是一个经典的逆卡诺循环,由于物质的沸点通常与压力成正比,通过控制压力的变化使制冷剂在不同温度下进行气液相变达到从低温搬运热量到高温的目的。详细循环如下图:

(图片来自百度)
压缩机:它吸入低温低压气体,挤压气体,对气体做功,使其往高压区移动,气体压力升高。假设压缩机不与外界热交换,据热力学第一定律,内能增加等于传热和做功的和,这里没有传热,但是有做功,因此内能增加,温度升高。因此压缩机输出高温高压气体。
冷凝(换热)器:在高压下,气体沸点升高,高于外界温度,高温高压气体流经冷凝器时与外界空气换热,空气温度升高,气态制冷剂温度降至沸点,并被进一步冷凝成液体。冷凝器输出中温高压液体。
膨胀器:膨胀器消耗高压液体的压力,使其减压,液体压力突降,沸点降低,部分液体气化,气化带走热量使系统降温,直至温度降低至该压力下对应的沸点。膨胀器输出低温低压气液混合物。
蒸发(换热)器:室内空气的温度高于膨胀器输出的气液混合物沸点,室内空气通过蒸发器加热气液混合物,使其完全蒸发为气体,室内空气降温。蒸发器输出低温低压气体。低温低压气体又被压缩机吸入,完成一个循环。
这个循环在各个帖子里已经出现无数次了,耳朵都听出茧了,这次我们来看看怎么把数据带进循环里面,模拟实际工作时的空调状态和能耗情况。
保持我们要讨论先假设的习惯,先来最简单的理想状态,假设条件走起来:
1. 压缩机为等熵压缩机,效率100%
2. 忽略管路和换热器阻力
3. 膨胀器为可逆等熵膨胀机(此处与家用空调差别较大,家用的均为不可逆等焓膨胀)
4. 除蒸发器与冷凝器外其余部件均不与外界发生热交换
5. 冷凝器刚好将气态制冷剂全部冷凝,制冷剂在冷凝器出口温度等于外界空气温度,为35℃
6. 蒸发器刚好将液态制冷剂全部蒸发,制冷剂在蒸发器出口温度等于室内空气温度,为25℃
以上就构成了一个完美的逆卡诺循环,可以用理想卡诺循环效率公式来计算:

(图片来自百度)
压缩机:它吸入低温低压气体,挤压气体,对气体做功,使其往高压区移动,气体压力升高。假设压缩机不与外界热交换,据热力学第一定律,内能增加等于传热和做功的和,这里没有传热,但是有做功,因此内能增加,温度升高。因此压缩机输出高温高压气体。
冷凝(换热)器:在高压下,气体沸点升高,高于外界温度,高温高压气体流经冷凝器时与外界空气换热,空气温度升高,气态制冷剂温度降至沸点,并被进一步冷凝成液体。冷凝器输出中温高压液体。
膨胀器:膨胀器消耗高压液体的压力,使其减压,液体压力突降,沸点降低,部分液体气化,气化带走热量使系统降温,直至温度降低至该压力下对应的沸点。膨胀器输出低温低压气液混合物。
蒸发(换热)器:室内空气的温度高于膨胀器输出的气液混合物沸点,室内空气通过蒸发器加热气液混合物,使其完全蒸发为气体,室内空气降温。蒸发器输出低温低压气体。低温低压气体又被压缩机吸入,完成一个循环。
这个循环在各个帖子里已经出现无数次了,耳朵都听出茧了,这次我们来看看怎么把数据带进循环里面,模拟实际工作时的空调状态和能耗情况。
保持我们要讨论先假设的习惯,先来最简单的理想状态,假设条件走起来:
1. 压缩机为等熵压缩机,效率100%
2. 忽略管路和换热器阻力
3. 膨胀器为可逆等熵膨胀机(此处与家用空调差别较大,家用的均为不可逆等焓膨胀)
4. 除蒸发器与冷凝器外其余部件均不与外界发生热交换
5. 冷凝器刚好将气态制冷剂全部冷凝,制冷剂在冷凝器出口温度等于外界空气温度,为35℃
6. 蒸发器刚好将液态制冷剂全部蒸发,制冷剂在蒸发器出口温度等于室内空气温度,为25℃
以上就构成了一个完美的逆卡诺循环,可以用理想卡诺循环效率公式来计算:

(图片来自百度)
压缩机:它吸入低温低压气体,挤压气体,对气体做功,使其往高压区移动,气体压力升高。假设压缩机不与外界热交换,据热力学第一定律,内能增加等于传热和做功的和,这里没有传热,但是有做功,因此内能增加,温度升高。因此压缩机输出高温高压气体。
冷凝(换热)器:在高压下,气体沸点升高,高于外界温度,高温高压气体流经冷凝器时与外界空气换热,空气温度升高,气态制冷剂温度降至沸点,并被进一步冷凝成液体。冷凝器输出中温高压液体。
膨胀器:膨胀器消耗高压液体的压力,使其减压,液体压力突降,沸点降低,部分液体气化,气化带走热量使系统降温,直至温度降低至该压力下对应的沸点。膨胀器输出低温低压气液混合物。
蒸发(换热)器:室内空气的温度高于膨胀器输出的气液混合物沸点,室内空气通过蒸发器加热气液混合物,使其完全蒸发为气体,室内空气降温。蒸发器输出低温低压气体。低温低压气体又被压缩机吸入,完成一个循环。
这个循环在各个帖子里已经出现无数次了,耳朵都听出茧了,这次我们来看看怎么把数据带进循环里面,模拟实际工作时的空调状态和能耗情况。
保持我们要讨论先假设的习惯,先来最简单的理想状态,假设条件走起来:
1. 压缩机为等熵压缩机,效率100%
2. 忽略管路和换热器阻力
3. 膨胀器为可逆等熵膨胀机(此处与家用空调差别较大,家用的均为不可逆等焓膨胀)
4. 除蒸发器与冷凝器外其余部件均不与外界发生热交换
5. 冷凝器刚好将气态制冷剂全部冷凝,制冷剂在冷凝器出口温度等于外界空气温度,为35℃
6. 蒸发器刚好将液态制冷剂全部蒸发,制冷剂在蒸发器出口温度等于室内空气温度,为25℃
以上就构成了一个完美的逆卡诺循环,可以用理想卡诺循环效率公式来计算:

(图片来自百度)
压缩机:它吸入低温低压气体,挤压气体,对气体做功,使其往高压区移动,气体压力升高。假设压缩机不与外界热交换,据热力学第一定律,内能增加等于传热和做功的和,这里没有传热,但是有做功,因此内能增加,温度升高。因此压缩机输出高温高压气体。
冷凝(换热)器:在高压下,气体沸点升高,高于外界温度,高温高压气体流经冷凝器时与外界空气换热,空气温度升高,气态制冷剂温度降至沸点,并被进一步冷凝成液体。冷凝器输出中温高压液体。
膨胀器:膨胀器消耗高压液体的压力,使其减压,液体压力突降,沸点降低,部分液体气化,气化带走热量使系统降温,直至温度降低至该压力下对应的沸点。膨胀器输出低温低压气液混合物。
蒸发(换热)器:室内空气的温度高于膨胀器输出的气液混合物沸点,室内空气通过蒸发器加热气液混合物,使其完全蒸发为气体,室内空气降温。蒸发器输出低温低压气体。低温低压气体又被压缩机吸入,完成一个循环。
这个循环在各个帖子里已经出现无数次了,耳朵都听出茧了,这次我们来看看怎么把数据带进循环里面,模拟实际工作时的空调状态和能耗情况。
保持我们要讨论先假设的习惯,先来最简单的理想状态,假设条件走起来:
1. 压缩机为等熵压缩机,效率100%
2. 忽略管路和换热器阻力
3. 膨胀器为可逆等熵膨胀机(此处与家用空调差别较大,家用的均为不可逆等焓膨胀)
4. 除蒸发器与冷凝器外其余部件均不与外界发生热交换
5. 冷凝器刚好将气态制冷剂全部冷凝,制冷剂在冷凝器出口温度等于外界空气温度,为35℃
6. 蒸发器刚好将液态制冷剂全部蒸发,制冷剂在蒸发器出口温度等于室内空气温度,为25℃
以上就构成了一个完美的逆卡诺循环,可以用理想卡诺循环效率公式来计算: