以製冷工況為例,所以產品標註的額定製冷都是指空調在室外幹/溼球溫度35℃/24℃下檢測的能力能效。當環境溫度低於測試點時,能力和能效都會更高些,原因在之前談及到,在對外散熱時,因為室外溫度有下降,使得冷凝器內冷媒和室外空氣的溫差增大,傳熱速度和傳熱量增大,使得單次冷媒換熱迴圈的換熱能力增大。
但是由於定頻機的特點,壓縮機的壓縮頻率恆定,使得壓縮功率較為穩定,下降幅度很小,所以能效eer上升幅度比較小。
對於變頻機組,同樣情況下,與室外換熱量減小了,同時因為外界氣溫下降,室內保持的溫度又是恆定的,意味著室內和室外的換熱溫差也在減小,即空調需要輸出的製冷量減小。雙重加持下,我固定時間裡面冷媒需要的換熱量減少,因此,機組內的冷媒可以少走幾趟換熱流程,壓縮機壓縮頻率可以適當下降。壓縮機的輸入功率明顯下降,整體能效eer上升幅度明顯。這是一個方面。
在介紹卡諾迴圈裡面提到,壓縮機是吸入經過節流、蒸發後的低壓低溫冷媒,將其壓縮成高溫高壓的冷媒再次進入卡諾迴圈。當冷凝器和蒸發器固定後,不同環境溫度下,對其影響關係如下:以製冷迴圈為例,從穩定狀態中,當外界溫度升高,冷凝器內冷媒單次迴圈換熱量減小,既進入節流機構如電子膨脹閥、毛細管等裝置時的溫度升高(依舊認為冷媒完成降溫至液態),節流後的冷媒溫度因為節流前的溫度升高所以節流後冷媒溫度相較穩定狀態也升高。導致蒸發器內冷媒與室內的溫差減小,換熱量減小,因換熱量室內溫度緩慢上升,最後導致回到壓縮機前的冷媒(依舊認為全部蒸發為氣態)也溫度升高,壓縮機壓縮變熱了的冷媒至目標壓力所需的功率也升高,壓縮機出口的冷媒溫度也升高,壓力也會有所升高,隨後再進行新的卡諾迴圈,直至整體換熱量再次平衡,最終導致的結果是室內溫度升高,同時製冷迴圈需要的功率也增大。
綜上所述對於定頻機組而言,要在負荷較低的工況(如外界溫度沒那麼熱)工作,最好的方式是改變換熱器大小和減少冷媒量。但是在設計階段中需要考慮的額定製冷工況室外幹/溼球溫度35℃/24℃的環境,因此定頻機在沒那麼熱的天能效能高些,但並不是在同樣換熱器大小下最佳工況。
對於變頻機組而言則不然,變頻機組因為可以改變壓縮機的壓縮頻率,因此在需要追求更大的能力時,可以透過適當增大冷媒固定時間內的迴圈次數來實現輸出足夠的製冷量。因此對於變頻機組而言,在時間長的工作工況最優才是最節能的做法。而在我們國內,大部分地區需要製冷大部分時間日均氣溫在28~32℃之間。相較於35℃的環境溫度明顯是要低不少。因此變頻機組的設計最優點一般在這個區間,而35℃環境溫度時,就透過犧牲小部分能效,能滿足使用且能效不至於太低即可。
反而言之,對於那些平均氣溫越高的地方,根據平均氣溫較低來設計的變頻機組,則實際能效會更低,因此變頻與定頻誰節能誰耗電,需要根據實際需求來看,而且需要看變頻機組調教的好壞來定。
