Частотное регулирование спиральных компрессоров

Видео:Принцип работы спиральных компрессоровСкачать

Мифы продавцов о частотном приводе для компрессоров.

На днях я увидел очередную маркетинговую брошюру по компрессорам с частотным приводом (или с переменной скоростью / частотным преобразователем), очень известного бренда. Экономия энергии там выглядит просто огромной. Срок окупаемости такого оборудования составит несколько месяцев, а может и дней!

Попробуем разобраться с этим вопросом не предвзятым образом. Да, компрессор с «частотником» может сэкономить вам существенное количество энергии (и, следовательно, денег), но только если вы заранее сделаете некоторые расчеты и будете использовать в них здравый смысл.

Для тех, кто не понимает о чем идет речь: компрессор с переменной скоростью использует частотный преобразователь, чтобы скорость вращения двигателя (вала компрессорного блока) и, следовательно, потребляемая мощность соответствовала объему требуемого сжатого воздуха. В отличие от них обычные компрессоры с дискретной системой регулирования производительности работают на фиксированных скоростях, либо в режиме «нагрузки», либо в режиме «холостого хода» между минимальным и максимальным давлением.

Но чтобы компрессор с регулируемой скоростью сэкономил вам деньги очень важно подобрать правильный типоразмер компрессора. Его скорость (загрузка) должна быть менее 80% от максимально возможной в течение большей части времени работы. Также он должен работать ежедневно и непрерывно. В этих случаях экономия затрат может быть очень большой. Можно экономить десятки тысяч рублей в год на расходы на энергию.

Но есть одно «но», компрессор с частотным приводом который нагружен на все 100% потребляет на 5-10% больше энергии, чем компрессор с фиксированной скоростью! Это связано с «накладными расходами» на работу электронного частотного преобразователя. Компрессор с частотником должен быть загружен на 50 — 80%. Только в этом случае получается максимальная экономия.

Не стоит сразу верить продавцам компрессоров и их глянцевым брошюрам с яркими картинками об экономии электроэнергии компрессорами с частотным приводом. Зачастую такие продавцы сами не понимают суть этого вопроса. В большинстве своем эта технология не применима к вашей ситуации, либо просто не соответствуют действительности. Печальная правда заключается в том, что компрессоры с частотным приводом раза в полтора дороже обычных компрессоров, к тому-же стоимость электроэнергии в России гораздо меньше, чем в той-же Европе и такая «экономия» выглядит весьма сомнительной. Отдельного рассмотрения также требует вопрос надежности такого решения.

1) Компрессор с частотным приводом с двигателем 90 кВт был слишком большим по производительности для производства. Он работал только от 5 до 10 минут каждый час с максимальной нагрузкой 30%. Эта машина медленно «умирала» от воды и ржавчины, потому что она никогда не нагревалась до оптимальных рабочих температур компрессора. Меньшая машина с фиксированной скоростью, соответствующая фактическому потреблению сжатого воздуха, была бы более логичной в этом случае.

2) Компрессор с частотным приводом, который все время и каждый день нагружен в диапазоне от 30 до 50%. Несомненно, это экономит деньги на загрузке-разгрузке машины того же типоразмера. Но частотный компрессор, который был-бы вдвое меньшим и работал на 80% нагрузке, был бы более рентабельным (как в отношении инвестиций, так и в текущих расходах на его обслуживание).

3) Компрессор с частотным приводом, который был необходим для одной конкретной машины и использовался только с перерывами. Этот компрессор был похож на единое целое с маленьким агрегатом, в который он подавал воздух, и был слишком большой. Потребность в воздухе была в основном стабильной и требовалась только 10 или 20 минут за раз, несколько раз в день. В этом случае стандартный компрессор правильного размера с большим воздушным ресивером будет гораздо более рентабельным.

4) Компрессор с частотным приводом, который работал весь день на 100% и каждый день. Этот клиент вложил дополнительные деньги за покупку компрессора с переменной скоростью и в итоге платил от 5 до 10% БОЛЬШЕ в расходах на энергию каждый год! Вот так.

Читайте также: Компрессор передвижной 220 вольт

Вывод: компрессор с частотным приводом может быть отличным выбором и может сэкономить вам много денег. Во многих случаях это верно. Но, остерегайтесь ушлых «продавцов сжатого воздуха» с красивыми рассказами об экономии энергии, но которые при этом даже не слышали о перечисленных выше примерах, когда не стоит даже пытаться предлагать такой компрессор. Иначе в конечном итоге вы оплатите больше затрат на энергию, больше расходов на техническое обслуживание и больше денег на покупку более дорогого и капризного компрессора.

Но может возникнуть ряд других проблем, которые вызывают эти проблемы. Рекомендуем обратиться к нашим специалистам за советом.

Видео:Как работает спиральный компрессорСкачать

Digital Scroll: технология регулирования спирального компрессора — УКЦ

Говоря о регулировании систем кондиционирования и холодильных циклов, раньше, как правило, имели в виду работу терморегулирующего вентиля. Других вариантов, по сути, не было.

Рис. 1. Компрессор Digital Scroll

Со временем компрессоры стали оснащаться линией байпаса, что позволило расширить пределы регулирования. Однако данный вариант неэкономичен. Куда более выгодным является применение частотных преобразователей, изменяющих частоту вращения вала компрессора. Но с увеличением мощности электродвигателя стоимость таких преобразователей резко возрастает, что заметно повышает цену всей системы.

Несколько лет назад компания Emerson Network Power объявила об использовании в своих кондиционерах новой экономичной технологии регулирования — цифровых спиральных компрессоров Digital Scroll от компании Copeland (серия ZBD ).

Видео:Спиральный компрессор - устройство, принцип работыСкачать

Digital Scroll

В процессе эксплуатации компрессор Digital Scroll часть определенного промежутка времени (равного, как правило, 20 секундам) работает под нагрузкой, а оставшуюся часть — без нее. Смена режима работы происходит за счет осевого смещения спиралей: когда они в нормальном положении, компрессор сжимает газ, при смещении же герметичность межспиральных рабочих объемов нарушается и сжатия не происходит.

Регулирование холодопроизводительности достигается вариацией длительностей работы компрессора с нагрузкой и без нее. Так, при 100 % загрузке компрессор весь цикл работает на сжатие. При 50 % загрузке полцикла (10 секунд) — на сжатие, полцикла — без нагрузки, при 80 % загрузке получаем соответственно 16 и 4 секунд.

Рис. 2. Конструкция компрессоров Digital Scroll (изображение взято из технических каталогов компании Emerson Network Power)

Технология Digital Scroll позволяет изменять холодопроизводительность в диапазоне от 10 % до 100 %, что является очень хорошим показателем. Согласно данным компании Copeland, коэффициент сезонной эффективности ESEER превышает аналогичный показатель обычных компрессоров и позволяет говорить о годовом снижении энергопотребления на 20 %.

Видео:Два вида спиральных компрессоровСкачать

Конструкция цифрового спирального компрессора

Чисто визуально компрессоры Digital Scroll (рис. 1) отличаются от обычных спиральных компрессоров наличием элемента, похожего на линию байпаса.

В принципе это и есть байпас, оснащенный соленоидным вентилем, но выполняет он несколько необычную функцию.

Читайте также: Компрессор sanden sd7v16 характеристики

Как было сказано выше, компрессор работает циклами, каждый цикл делится на два участка — работа под нагрузкой и работа без нее. Максимальная длительность цикла составляет 30 секунд. Работа электродвигателя компрессора и вращение вала происходят постоянно и непрерывно.

Для реализации режима работы без нагрузки верхняя часть компрессора была перепроектирована так, чтобы верхняя спираль могла немного (не более чем на 1 мм) смещаться по вертикали.

Процесс регулирования (рис. 3) выглядит следующим образом:

1. Компрессор работает под нагрузкой. Соленоидный клапан закрыт. Пружина прижимает спирали друг к другу — обеспечивается сжатие газа.
2. По истечении интервала времени, отведенного на сжатие, на соленоид подается сигнал, клапан открывается. Давление в полости нагнетания падает, а давление под поршнем остается высоким, следовательно, поршень поднимается и поднимает за собой верхнюю спираль. Межспиральные объемы мгновенно объединяются. Несмотря на вращение вала, сжатия уже не происходит, газ с высоким давлением не генерируется. Энергопотребление в холостом режиме составляет 0,5 кВт.
3. По окончании длительности холостой работы подается сигнал на закрытие соленоидного вентиля, и компрессор снова работает на сжатие.

Рис. 3. Процесс регулирования холодопроизводительности компрессора Digital Scroll за счет работы под нагрузкой и без нее.

Таким образом, мгновенная производительность компрессора составляет либо 100, либо 0 %, плавное регулирование холодопроизводительности достигается за счет изменения длительности работы на сжатие.

Видео:Спиральный компрессор Performer серия PSHСкачать

Обратный клапан в Digital Scroll

Еще одной конструктивной особенностью цифровых спиральных компрессоров является отсутствие обратного клапана на линии нагнетания. Более того, при одиночной эксплуатации компрессора необходимости в нем вовсе нет. В многокомпрессорной установке он монтируется на расстоянии не менее 150 мм от нагнетательного патрубка. Данные меры позволяют избежать байпасирования сжатого газа на сторону всасывания во время холостой работы компрессора.

Видео:Спиральный компрессор: устройство и принцип работы.Скачать

Некоторые замечания по технологии Digital Scroll

Следует особо отметить, что при открытии соленоида из области высокого давления в область низкого перепускается лишь малая часть сжатого газа, соизмеримая с объемом находящейся над поршнем полости высокого давления.

Вторым видом потерь в данной технологии является работа электродвигателя вхолостую (без нагрузки). Относительно нагруженного режима энергозатраты на холостой режим, очевидно, невелики, но их доля в общем энергопотреблении тем выше, чем больше интервал работы без нагрузки.

Рис. 4. Регулирование холодопроизводительности в оборудовании с несколькими компрессорами

Для примера сделаем следующий расчет: энергопотребление компрессора под нагрузкой составляет 5 кВт, без нагрузки — 0,5 кВт. При нагрузке 90 % работа вхолостую длится 10 % времени, и на нее приходится всего 1,1 % от общего энергопотребления (0,5*10/ (0,5*10+5*90)). Однако при нагрузке 10 %, когда работа вхолостую длится 90 % времени, энергопотребление холостой части цикла составит уже 47 % от общего (0,5*90/ (0,5*90+5*10)). Отсюда следует, что при 10 % загрузке КПД процесса регулирования — всего 53 %.

Конечно, КПД в 53 % невелик, но при регулировании байпасированием он составил бы всего 10 % (если бы регулирование при помощи байпаса позволяло обеспечить столь малую нагрузку на компрессор). Наиболее эффективным является применение частотного преобразователя (КПД в этом случае выше 95 %), но и его минимальный предел регулирования выше, чем у Digital Scroll, и составляет 30 %. Стоимость же такого решения возрастает на порядок.

Наконец, в многокомпрессорной установке из нескольких одинаковых компрессоров достаточно иметь всего один компрессор Digital Scroll — именно он будет обеспечивать плавное регулирование в своем диапазоне мощности. Остальные могут работать только на своей номинальной мощности, играя роль фиксированной ступени (рис. 4).

Читайте также: Передний подшипник вала компрессора

Видео:Холод спиральный компрессор Copeland ZR, вскрытие и постановка диагнозаСкачать

Контроллеры для компрессоров Digital Scroll

Для управления новыми компрессорами предлагаются два контроллера: Alco EC2–552 и Alco EC3–621/EC3–622 (рис. 5).

Все они предназначены для управления одним цифровым компрессором и характеризуются предустановленным циклом в 20 секунд. Управление осуществляется по давлению всасывания. Минимальная достигаемая производительность — 10 % (длительность сжатия 2 секунды).

Видео:СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОРСкачать

Преимущества и недостатки Digital Scroll

Итак, подводя итоги, сформулируем основные преимущества технологии регулирования Digital Scroll:

• Широкий диапазон регулирования (10–100 %).
• Быстрая коррекция холодопроизводительности.
• Высокая эффективность регулирования по сравнению с другими видами регулирования.
• Нет проблемы возврата масла,
• Отсутствие электромагнитного излучения, оказывающего негативное влияние на электросеть и создающего наводки на слаботочные кабельные системы.

Однако еще раз отметим, что технология Digital Scroll не так экономична, как могут заверять производители: при загрузке компрессора в 10 % холостой режим, длящийся 90 % рабочего времени, внесет заметный вклад в энергопотребление компрессора.

Таблица. Сравнение технологии Digital Scroll с инверторным управлением

Из таблицы следует, что по сравнению с инверторным управлением технология Digital Scroll обладает рядом преимуществ.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Использование Digital Scroll в кондиционерах

Рис. 5. Контроллеры Alco для управления компрессорами Digital Scroll

Сфера использования Digital Scroll достаточно велика. Данные компрессоры применены, например, в мультизональных системах Gree GMV . В России большой популярностью пользуется двухтрубная система серии GMV-R , известная также под названием GMV 2. Кроме серии GMV-R на базе компрессора Digital Scroll Gree производит мультизональную систему GMV-Rm с модульной компоновкой наружных блоков. Есть у компании и системы с рекуперацией тепла на базе технологии Digital Scroll — серия GMV-Rh.

В мультизональных системах Samsung DVM Plus 4 также использован компрессор Digital Scroll, однако с модификацией, позволяющей получить эффект двухступенчатого сжатия при использовании одного компрессора. В итоге технология у компании Samsung получила название DVI (Digital Vapor Injection).

В области систем прецизионного кондиционирования технология Digital Scroll используется только в оборудовании Emerson Network Power, а именно в шкафных кондиционерах серии HPM с приставкой D и во всех внутрирядных фреоновых кондиционерах CRV .

В определенных режимах работы при использовании Digital Scroll в кондиционерах Emerson Network Power декларируется снижение энергопотребления до 50 %. А при использовании технологии изоляции холодного коридора — до 65 %.

Таким образом, технология Digital Scroll используется в различных системах кондиционирования, как мультизональных, так и прецизионных. Ее использование, безусловно, более выгодно по сравнению с традиционными неинверторными системами и, по заявлению различных компаний, имеет и ряд преимуществ перед обычными инверторными приводами.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chastotnoe-regulirovanie-spiralnyh-kompressorov

  💥 Видео

  Часть 2. Спиральные компрессоры Danfoss - модельный ряд, область работы и примеры примененияСкачать

  

  Спиральный компрессор CopelandСкачать

  

  Спиральный цифровой компрессор Digital Scroll Copeland.Скачать

  

  Спиральные компрессоры DSH и DSF | Cooling United Live 2020Скачать

  

  Компрессор воздушный безмасляный Sturm AC93450OLСкачать

  

  Применение спиральных компрессоров типа VSHСкачать

  

  Принцип работы спиральных компрессоров HHP и MLZСкачать

  

  Завод спиральных компрессоров Danfoss лучший в области HVACRСкачать

  

  Как выбрать частотный преобразователь. 1 ЧастьСкачать

  

  Danfoss часть 3 - Спиральные компрессоры Danfoss серии MLZСкачать

  

  Частотное регулирование насосаСкачать