Подбор компрессора и аксессуаров
Подбор компрессора и градация производительности
Для проектирования параллельного соединения необходимо точно оценить производительность:
- Требуемая производительность при максимальной нагрузке (расчетные условия)
- Требуемая производительность при минимальной нагрузке (работа в ночное время, работа в нерабочие часы, например, в супермаркетах, пониженная потребность в охлаждении и низкая температура конденсации при низких температурах наружного воздуха, ...)
- Количество одновременно работающих испарителей
Поскольку каждый испаритель может по-разному влиять на общую нагрузку, может потребоваться оценка отдельных нагрузок с точки зрения их вклада в общую нагрузку в течение определенного периода работы. При этом, интеллектуальное управление может распределять нагрузку таким образом, чтобы потребность в охлаждении не претерпевала резких изменений.
Наилучшая точность регулирования достигается за счет того, что многокомпрессорная система покрывает потребность в охлаждении посредством бесступенчатого изменения холодопроизводительности от минимума до максимума. Узкий диапазон регулирования и значительные изменения нагрузки или производительности приводят к нестабильности всей системы. Компрессоры с регулируемой скоростью или с бесступенчатым механическим регулятором производительности (например, CRII) являются хорошим вариантом для обеспечения стабильного управления технологическим процессом, если диапазон регулирования хотя бы одного компрессора может покрывать разрывы в производительности, вызванные другими компрессорами во время пуска и останова.
VsC: Компрессор с регулируемой скоростью
FsC: Компрессор с фиксированной скоростью
CF: Точность регулирования в %
Для получения дополнительной информации по оптимизированному подбору компрессоров и регулирования их производительности см. "Руководство ASERCOM по проектированию многокомпрессорных агрегатов с использованием преобразователей частоты" (глава 2).
Многоступенчатые системы
Регулирование производительности необходимо для современных холодильных систем, особенно для хладагентов с высокой плотностью всасывания и объемной холодопроизводительностью. Цели:
- покрытие минимальной нагрузки, предпочтительно без работы в цикле пуск-останов
- высокая точность регулирования (коэффициент регулирования CF) с минимальным изменением производительности на шаг
- снижение затрат, т.е. за счет большей производительности при меньшем количестве компрессоров
- минимальное разнообразие используемых типов компрессоров
- эксплуатационная безопасность
Противоречащие этим целям требования иногда приводят к условиям нагрузки с большим количеством циклов пуск-останов и к нестабильным условиям эксплуатации, вызванных плохим качеством регулирования. Это может привести к снижению эффективности, влажному ходу, колебаниям контура регулирования, неблагоприятным условиям работы компрессоров, плохому контролю температуры и качеству продукции.
В дополнение к вышеприведенному примеру с одноступенчатой холодильной системой может оказаться полезным рассчитать точность регулирования многоступенчатой холодильной системы (средне- и низкотемпературное применение) с использованием следующего метода. Он учитывает отраслевую тенденцию по использованию все меньшего и меньшего количества компрессоров на группу всасывания или температурную ступень и предназначен для объединения противоположных требований: высокий коэффициент регулирования, покрытие минимальных нагрузок и оценка для всей системы. Это достигается за счет индивидуальной оценки низкотемпературной (LT) ступени и минимальной нагрузки среднетемпературной (MT) ступени.
QVsC max: холодопроизводительность компрессора с регулируемой скоростью при максимальной скорости
QVsC min: холодопроизводительность компрессора с регулируемой скоростью при минимальной скорости
QFsC: Минимальная холодопроизводительность компрессора с фиксированной скоростью (с учетом системы регулирования производительности, если применяется)
nom: номинальная производительность при расчетных условиях
min: минимальная производительность при расчетных условиях
На первом этапе (формулы 1 и 3) рассчитываются коэффициенты регулирования для MT и LT ступеней, как описано в Руководстве ASERCOM..
Кроме того, по формуле 2 рассчитывается возможность покрытия минимальной нагрузки МТ ступени. Для этого принимаются стандартные условия без LT нагрузки (т.е. только нормальное охлаждение, компрессор LT ступени математически отключен).
На последнем этапе (формула 4), CF рассчитывается как сумма отдельных CF.
Окончательная оценка различает 5 категорий коэффициента регулирования CF:
Коэффициент регулирования CF | Оценка |
|---|---|
CF ≥ 3 | отлично |
3 > CF ≥ 2,5 | хорошо |
2,5 > CF ≥ 1,95 | приемлемо |
1,95 > CF ≥ 1,55 | плохо |
CF < 1,55 | неприемлемо |
Этот расчет CF также применим, если ни один из компрессоров не имеет регулирования производительности. В этом случае рассматриваемое слагаемое имеет нулевое значение, что существенно снижает общее CFсистемы.
Тандем компрессоры
Тандем компрессор — это самый простой вариант параллельного соединения двух компрессоров. Общая всасывающая камера большого объема обычно гарантирует равномерное распределение масла. Однако для оптимального масляного баланса и длительного срока службы, как правило, должно предусматриваться управление с автоматическим переключением последовательности, что также гарантирует достаточное минимальное время работы двух компрессоров. Кратковременная работа увеличивает унос масла и сокращает срок службы.
Плавное регулирование производительности может достигаться за счет пуска-останова двух компрессоров в сочетании с регуляторами производительности (блокировка всасывания ‒ CRII). В качестве альтернативы можно использовать преобразователь частоты (только) с одним компрессором в тандеме. Здесь также рекомендуется переключение последовательности, при котором преобразователь частоты должен попеременно назначаться ведущему компрессору посредством переключения логики управления.
Дополнительное охлаждение
В многокомпрессорных системах компрессоры и конденсаторы часто устанавливаются на удалении друг от друга. По этой причине, в зависимости от условий, может потребоваться дополнительное охлаждение (см. области применения) – либо с помощью
- воздуха (дополнительного вентилятора)
- и/или с помощью впрыска хладагента с электронным управлением (RI)
- или с помощью воды (головки цилиндров с водяным охлаждением для компрессоров 4JE .. 4FE, 6JE .. 6FE).
При останове компрессора, также без исключений, должно отключаться дополнительное охлаждение. В случае с вентилятором это делается путем простого подключения компрессора и вентилятора от одного контактора. При использовании электронного модуля компрессора CM-RC дополнительный вентилятор, при необходимости, задействуется по температуре нагнетаемого газа. Соленойдный клапан, перекрывающий проток воды при остановке компрессора, должен устанавливаться перед головкой цилиндров с водяным охлаждением. Постоянно включенное дополнительное охлаждение увеличивает риск образования сконденсированного хладагента в головке цилиндров и снижает эффективность работы подогревателя масла. Это может привести к высокой концентрации хладагента в масле.