HS.85, OS.85, CS.65 .. 96
Эти компрессоры в стандартной комплектации оснащены «двойным регулятором производительности» с золотником. Это означает, что без модификации компрессора возможно как бесступенчатое, так и 3- или 4-ступенчатое регулирование. Различные режимы работы достигаются за счет соответствующего задействования 4-х соленойдных клапанов. Автоматическая разгрузка при пуске, обеспечиваемая золотником, значительно снижает пусковой момент и время разгона – это защищает механику и мотор и снижает нагрузку на источник эл. питания.
CR золотник
CR золотник располагается параллельно осям ротора между ведущим и ведомым роторами и точно повторяет контур корпуса. Специальная геометрия золотника позволяет изменять геометрическую степень сжатия Vi по мере необходимости и обеспечивает высокую эффективность даже при частичной нагрузке (в зависимости от применения). Частично интегрированный порт ECO обеспечивает эффективную работу ECO во всем диапазоне регулирования.
На следующем рисунке показано регулирование производительности с развернутым видом наружных поверхностей роторов.
SL: линия всасываемого газа
DL: линия нагнетаемого газа
Гидравлическая схема
Регулирование производительности осуществляется с помощью соленойдных клапанов CR 1 .. 4 прифланцованных к компрессору.
Гидравлический поршень перемещает CR золотник и, таким образом, изменяет объем всасываемого газа:
- При полной нагрузке золотник находится в крайнем левом положении (сторона всасывания). При вращении роторов все парные полости заполняются всасываемым газом (производительность 100%).
- В зависимости от управления клапанами CR1, CR2 или CR3 гидравлический поршень перемещается к соответствующему отверстию. Нагнетаемый газ и пружина сдвигают золотник в право, в сторону высокого давления. Чем дальше он сдвигается, тем меньше доступный объем парной полости или активная длина ротора – перемещается меньше хладагента, снижается массовый расход и холодопроизводительность.
- Если клапан CR4 открыт, давление в камере давления возрастает. Золотник сдвигается в сторону всасывания, холодопроизводительность увеличивается.
- При ступенчатом регулировании, CR4 периодически открывается (например, 10 сек.). При бесступенчатом регулировании, CR2, CR3 или CR4 открываются пульсируя (например, 0,5 сек.).
Разгрузка при пуске
На остановленном компрессоре и во время пуска соленойдный клапан CR3 открыт, давление в гидроцилиндре полностью сбрасывается. Пружина толкает золотник до упора в сторону высокого давления (при необходимости соблюдайте задержуку времени согласно инструкции по эксплуатации). При включении компрессор запускается без нагрузки. При необходимости активируется клапан CR4 и золотник перемещается в сторону всасывания. При активации клапанов CR1, CR2 или CR3 холодопроизводительность увеличивается до заданного уровня.
3-х или 4-х ступенчатое регулирование производительности
Ступенчатое регулирование производительности особенно подходит для систем с большой инерцией, т.е. для непрямого охлаждения, например, чиллеры. При параллельной работе нескольких компрессоров (многокомпрессорные системы), изменение производительности на ступень очень мало по отношению к общей производительности, соответственно возможно практически бесступенчатое регулирование. Здесь важна сравнительно простая логика управления.
4-ступенчатое регулирование позволяет иметь номинальные ступени 25%, 50%, 75% и 100%. Ступень 25% в первую очередь выполняет функцию разгрузки при пуске.
Приведенные здесь ступени производительности являются номинальными. Ступени эффективной производительности зависят от условий эксплуатации.
Ступень 25% также применяется при стоянке и при пуске.
Синий: всасываемый газ
Красный: нагнетаемый газ
Желтый: давление масла
CR3 должен запитываться во время простоя. Золотник перемещается в положение разгрузки при пуске за счет силы пружины. Благодаря порту экономайзера встроенного в золотник возможна работа экономайзера также при частичной нагрузке.
Временные интервалы переключения между ступенями производительности, необходимо тщательно адаптировать к инерции соответствующей системы. Время цикла клапана CR4 перед вводом в эксплуатацию должно быть настроено примерно на 20 сек., т. е. 10-секундный импульс и 10-секундная пауза. Как правило, необходима индивидуальная настройка в соответствии с системой. Особенно в системах с большим перепадом давления могут потребоваться меньшие интервалы, поэтому следует использовать настраиваемые реле времени.
В этих случаях часто рекомендуется ограничить минимальную холодопроизводительность прибл. 50% (см. области применения в BITZER SOFTWARE). Далее осуществляется регулирование по аналогии с клапаном CR4 (прерывистого действия), а также CR1 (75%) и CR2 (50%). Для R717, 50% всегда минимум, ступень 25% возможна только во время пуска.
Бесступенчатое регулирование
Бесступенчатое регулирование производительности рекомендуется для однокомпрессрных систем, требующих высокой точности регулирования. Соленойдные клапаны CR3 и CR4 регулируют от 25 % до 100 % (номиналые значения), клапаны CR2 и CR4 — от 50 % до 100 % (номиналые значения). При открытии и закрытии соответствующего соленойдного клапана (CR3 и CR4 или CR2 и CR4) пульсирующим образом, регулирующий поршень получает усилие с соответствующей стороны через короткие промежутки времени. Золотник перемещается немного дальше с каждым импульсом. Принцип действия показан на следующем рисунке.
(1): отслеживаемый параметр
(2): управляющий термостат, выход сигнала на реле времени
(3): CR соленойдные клапаны (пульсирующие), управляемые посредством реле времени
A .. D: условия эксплуатации
X: отслеживаемый параметр (например, температура воздуха/воды в испарителе или давление всасывания)
Xset: заданное значение
Xmax: верхняя точка переключения
Xmin: нижняя точка переключения
Xreal: фактическое значение
H: заданный диапазон регулирования
CAP: потребность в охлаждении (возросла, не изменилась, снижена)
ON: CR соленойдный клапан открыт
OFF: CR соленойдный клапан закрыт
T: время
T1, T3: время импульса (ок. 0,5 сек. .. макс. 1сек.), соленойдный клапан открыт
T2, T4: время паузы, соленойдный клапан закрыт
- Если фактическое значение отслеживаемого параметра X находится в пределах заданного диапазона H, потребность системы в охлаждении не изменяется. Золотник не нужно перемещать, никакие соленойдные клапаны не запитаны.
- Если фактическое значение превышает верхнюю точку переключения, возникает повышенная потребность в охлаждении (рабочее состояние A на рис. выше). Соленойдный клапан CR4 открывается с короткими интервалами, пока фактическое значение снова не окажется в пределах заданного диапазона (рабочее состояние B). Компрессор работает с увелеченной производительностью.
- В случае пониженной потребности в охлаждении, значение опустится ниже точки переключения (рабочее состояние C). Теперь соленойдный клапан CR3 открывается на короткие промежутки времени, пока снова не будет превышена нижняя точка переключения (рабочее состояние D). Затем снова достигается заданный диапазон, и компрессор работает с пониженной производительностью.
Рекомендуется использовать ПИД-регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор) – в противном случае обратите внимание на следующее:
- Малое время движения золотника. Время импульса (T1, T3) должно быть в диапазоне 0,5 сек., но никогда не должно превышать 1 сек.
- Время импульса между двумя импульсами (T2, T4) должно быть тщательно и индивидуально адаптировано к инерции соответствующей системы.
- Во избежание коротких циклов должны происходить следующие импульсы в зависимости от отклонения отслеживаемого параметра с учетом инерции системы.
В следующих случаях холодопроизводительность должна быть ограничена до минимум 50%:
- Для всех R717 систем (кроме пуска).
- Для HSN85 и OSN85 из-за высокого отношения давлений: Компрессор должен запускаться на 25 % ступени (CR3 запитывается во время простоя).
- Для работы HSK85, OSK85 и CS.65 .. 96 с высоким отношением давлений соотв. высокой температуре конденсации, т.е. относительно пределов теплового применения (см. BITZER SOFTWARE).
- Для систем с несколькими компрессорами в отдельных контурах или в параллельном соединении.
Регулирование производительности 50 .. 100% в сочетании с пуском и остановом отдельных компрессоров обеспечивает особенно экономичный режим работы — без существенных ограничений в области применения.
Параллельные соединения HSK или OSK: Если в работе остается только ведущий компрессор, то он также может очень эффективно работать при номинальной производительности 25% (с клапанами CR3 и CR4) – из-за обычно более низкой температуры конденсации при частичной нагрузке в таких системах.
Регулирование соленойдными клапанами
Расположение соленойдных клапанов на фланце нагнетания можно найти на габаритном чертеже соответствующего компрессора, например в BITZER SOFTWARE. На многих новых компрессорах присоединения для соленойдных клапанов также помечены на корпусе как 25%, 50%, 75% и 100%. Какие соленойдные клапаны должны быть под напряжением и какие обесточены для требуемой производительности, показано в соответствующих инструкциях по эксплуатации: