在當(dāng)代今社會(huì),隨著制冷工業(yè)的發(fā)展,制冷的應(yīng)用也日益廣泛,現(xiàn)已滲透到人們的生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域,并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮著巨大的作用,從日常的衣、食、住、行,到尖端科學(xué)技術(shù)都離不開制冷。
螺桿式制冷壓縮機(jī)簡(jiǎn)介:
螺桿式制冷壓縮機(jī),是指用帶有螺旋槽的一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)子(螺桿)在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)使氣體壓縮的制冷壓縮機(jī),屬于工作容積作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的容積型壓縮機(jī)。
螺桿式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)方法主要有吸入節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)、柱塞閥調(diào)節(jié)等。目前普遍采用的能量調(diào)節(jié)方式是滑閥調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)方法是在螺桿壓縮機(jī)的機(jī)體上,安裝一調(diào)節(jié)滑閥,成為壓縮機(jī)機(jī)體的一部分。它是通過(guò)滑閥的移動(dòng)使壓縮機(jī)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒間基元容積在齒面接觸線從吸氣端向排氣端移動(dòng)的前一段時(shí)間內(nèi),通過(guò)滑閥回流孔仍與吸氣孔口相通,并使部分氣體回流到吸氣孔口,即改變轉(zhuǎn)子的有效工作長(zhǎng)度,來(lái)達(dá)到能量調(diào)節(jié)的目的。調(diào)節(jié)范圍一般是10%~100%內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過(guò)程中,功率與輸氣量在50%以上的負(fù)荷運(yùn)行時(shí)幾乎是成正比關(guān)系 ,但在50%以下是,性能系數(shù)則相應(yīng)會(huì)大幅度下降,顯得經(jīng)濟(jì)性較差。螺桿式制冷壓縮機(jī)的電機(jī)功率一般都在100kw以上,由于電機(jī)轉(zhuǎn)速并未改變,造成在滑閥調(diào)節(jié)過(guò)程中,耗電功率較大,所以冷庫(kù)存在著比較嚴(yán)重的“大馬拉小車”現(xiàn)象。
螺桿式制冷壓縮機(jī)的變頻調(diào)節(jié):
食品的冷凍、冷藏要使用冷凍機(jī),因此,在食品行業(yè),制冷機(jī)的使用是非常普遍的,隨著變頻技術(shù)的發(fā)展,變頻器也正越來(lái)越多的用用于制冷機(jī)的控制當(dāng)中。
1、變頻器使用的目的
對(duì)制冷機(jī)內(nèi)的壓縮機(jī)采用變頻控制(壓縮機(jī)能力可變控制),可以使制冷機(jī)對(duì)于冷凍負(fù)載的變動(dòng)始終以接近設(shè)計(jì)條件的高效率進(jìn)行運(yùn)行。變頻器控制制冷機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1)節(jié)能:相應(yīng)于冷卻負(fù)載的變化改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,使其始終運(yùn)行在最佳點(diǎn)。從而減少所需動(dòng)力。
2)恒溫:采用連續(xù)的容量控制可使冷藏品溫度變化很小。另外,即使對(duì)于臨時(shí)的冷卻負(fù)載增加,也可以依靠加速來(lái)減小冷藏品的溫度變化。
3)冷凍能力的改善:密閉式電機(jī)直接連接的壓縮機(jī)在50Hz地區(qū)的能力只有60Hz地區(qū)的80%,而變頻器控制則可以,做到與電源頻率無(wú)關(guān),始終保持一定的能力。
4)軟起:變頻器的啟動(dòng)時(shí)間是可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自定義,可以減少工頻啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的大電流沖擊,延長(zhǎng)機(jī)械部分的使用壽命。
2、制冷壓縮機(jī)的變頻控制
以單臺(tái)為例說(shuō)明如下:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝的要求,變頻器要實(shí)現(xiàn)外部控制、應(yīng)有工變頻啟動(dòng)兩套系統(tǒng)、變頻故障報(bào)警功能、外接電流表監(jiān)視電機(jī)電流(或輸入電流)等。
其控制線路圖如下:
X1--COM 變頻器外部啟動(dòng)/停止信號(hào)
R1A--R1C 變頻器故障報(bào)警輸出
A1V--GND 外接電流表,做監(jiān)視輸入或者輸出側(cè)電流
制冷機(jī)基本上是恒轉(zhuǎn)矩特性,所以只要使變頻器輸出電壓與頻率成比例就行了。但是制冷機(jī)結(jié)合實(shí)際機(jī)的使用范圍廣,一般都與電機(jī)的設(shè)計(jì)條件不完全一致。在運(yùn)行條件上電壓也需要改變,最終仍需要實(shí)驗(yàn)確定最佳V/F模式。另外,為了改善加速時(shí)的效率雖然可以改用變頻器專用電機(jī),但作為變頻器故障時(shí)的備用,變頻專用電機(jī)很難直接用工頻電源進(jìn)行運(yùn)行。而且改用變頻電機(jī)的費(fèi)用會(huì)大幅增加,因此我們?nèi)圆捎迷械碾姍C(jī)及機(jī)械設(shè)備,只是將原有的自耦降壓?jiǎn)?dòng)改為由變頻器控制系統(tǒng)。
為了防止變頻器輸出頻率低時(shí),制冷機(jī)散熱差及總體效率的降低,在變頻器上設(shè)定最低運(yùn)行頻率為30Hz。
節(jié)能效果:
1、電機(jī)采用變頻器啟動(dòng)時(shí),大大降低了啟動(dòng)電流。
2、采用變頻器控制電機(jī)可以改善功率因數(shù)。
3、采用變頻器適當(dāng)升頻的方式,可以節(jié)約電機(jī)的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)。
綜上所說(shuō),根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)節(jié)電率應(yīng)該能達(dá)到5%左右。
注意事項(xiàng):
以下敘述采用變頻器控制冷凍機(jī)時(shí)主要應(yīng)注意的問題。
1)往復(fù)式壓縮機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以下減速時(shí),活塞環(huán)等的油膜厚度減小,可能造成汽缸等部件的異常磨損。特別是對(duì)于離心供油、濺噴式供油方式,減速會(huì)引起供油量極端減少,更應(yīng)注意潤(rùn)滑。
2)在5-10HP級(jí)的半密閉型壓縮機(jī)的場(chǎng)合,由于上述潤(rùn)滑問題以及低負(fù)載時(shí)的電機(jī)效率、繞組溫度上升、防震裝置的諧振頻率等問題,限制了其最低頻率約為30HZ。
3)使用氟利昂系列制冷閃電戰(zhàn)的冷凍裝置在容量控制運(yùn)行時(shí),將面臨蒸發(fā)器的油回歸問題。一般在容量控制運(yùn)行中,有必要定期進(jìn)行回油運(yùn)行。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:應(yīng)用案例 | 變頻器在冷凍機(jī)上的應(yīng)用
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