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.
- Digital Scroll: технология регулирования спирального компрессора — УКЦ
- Digital Scroll
- Конструкция цифрового спирального компрессора
- Обратный клапан в Digital Scroll
- Некоторые замечания по технологии Digital Scroll
- Контроллеры для компрессоров Digital Scroll
- Преимущества и недостатки Digital Scroll
- Использование Digital Scroll в кондиционерах
- 🎬 Видео
Видео:Спиральный компрессор - устройство, принцип работыСкачать
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:Принцип работы спиральных компрессоровСкачать
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:Как работает спиральный компрессорСкачать
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:
- Компрессор работает под нагрузкой. Соленоидный клапан закрыт. Пружина прижимает спирали друг к другу — обеспечивается сжатие газа.
- 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.
- 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:Два вида спиральных компрессоровСкачать
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 компрессор Performer серия PSHСкачать
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
| Критерий | Использование компрессоров Digital Scroll | Использование инверторного привода компрессора |
|---|---|---|
| Диапазон регулирования | 10 –100 % переменная мощность | 35 –100 % переменная мощность |
| Байпас горячего газа | Нет байпаса горячего газа (нет потерь) | Есть байпас горячего газа (есть потери) |
| Возврат масла и смазка | Высокая скорость движения хладагента нет проблем с возвратом масла и нет проблем со смазкой спиралей | У кондиционеров с инверторным приводом на низких оборотах возможны проблемы возврата масла и смазки спиралей |
Из таблицы следует, что по сравнению с инверторным управлением технология Digital Scroll обладает рядом преимуществ.
Видео:СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОРСкачать
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
🎬 Видео
Спиральный цифровой компрессор Digital Scroll Copeland.Скачать
Спиральные компрессоры DSH и DSF | Cooling United Live 2020Скачать
Часть 2. Спиральные компрессоры Danfoss - модельный ряд, область работы и примеры примененияСкачать
Спиральный компрессор CopelandСкачать
Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Принцип работы спиральных компрессоров HHP и MLZСкачать
Завод спиральных компрессоров Danfoss лучший в области HVACRСкачать
Компрессор воздушный безмасляный Sturm AC93450OLСкачать
Как выбрать частотный преобразователь. 1 ЧастьСкачать
Применение спиральных компрессоров типа VSHСкачать
Danfoss часть 3 - Спиральные компрессоры Danfoss серии MLZСкачать
Частотное регулирование насосаСкачать
