变频驱动离心式冷水机组节能分析.pdf

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1、工艺与设备II村毯麓商2012年02月变频驱动离心式冷水机组节能分析叶姣姣(浙江省杭州市310000)摘要：本文比较了定频与变频离心式冷水机组部分负荷特性，介绍了约克变频驱动装置(VSD)应用于离心式冷水机组的控制原理，并对杭州凯悦大酒店的离心机组进行了节能改造，对其全年的实际运行能耗进行了分析。关键词：变频驱动离心式冷永机组：节能：节电量：部分负荷1引言在商业、服务业领域，中央空调是主要的耗能设备。一般中央空调的能耗约占整个建筑总能耗的一半左右，对于商场和综合大楼可能更高，中央空调的能效问题越来越受到重视

2、。近年来，变频离心式冷水机组在一些项目中出现，被越来越多的客户所接受。在中国变频驱动装置的配置率已从2005年的10％增加到2011年的40％，面在美国VSD的配置率更由2005年的40％增加到了2011年的70％。2定频与变频离心机组部分负荷特性比较通常情况下，机组运行在满负荷的时间不到2％，98％的时间运行在部分负荷，美国空调与制冷学会(ARI)为此经过大量研究，在Stan_dard550／590—1998中提出了一种广泛接受的科学评估方法，即机组综合部分负荷性能指标(NPLV)来全面评价一台机组的综合

3、效率。NPLV计算公式如下：NPLv--0．01A+O．42B+0．45C+0．12D其中A，B，C，D分别代表冷水机组在100％，75％，50％和25％负荷工况点时的COP(kW／kW)。AHRI认可的部分负荷的比较如图1、表1：表1定频与变频机组的能效比较表制冷量负荷百分定频机输受频机输节约电功定频机单变频机单入功率位功耗(TR)比率(kw)(kW)(kW／TR)(kWffR)700100％383400-170．5470．57263090％318321—3O，5050．5105印80％271254170

4、．4840．45449070％2301993l0．470O．40642060％194151430．462O．36035050％】62113490．4630．32328040％14293490．5070．3322lO30％11677390．5530．36714020％90593l0．643O．422105．215％7651250．7220．485由表1可知，在低于设计冷却水温下，除满负荷及90％负荷外，变频机组效率都优于定频机组，特别是从80％的部分负荷开始，使用变频驱动装置有非常明显的节能效果。冷却温度越低

5、，节能效果越显著。对于在过渡季节甚至冬天使用的机组来说。安装变频器动装置的优越性更为明显的。3离心机组变频调节运用及控制原理通过前面的比较，一年里机组的满负荷制冷量运转时间并不长。大图1定频与变频机组的每冷吨耗功比较图部分是在部分负荷下运转。因此，部分负荷下的高效、节能对降低全年能耗具有十分重要的意义。约克离心机采用进口导流叶片加变频调节进行对离心机的负荷调节。这是以改变压缩机的转速来调节排气量的方法，但必须在电机转速可变时才能采用，而且转速变化允许的范围比较小。采用变频调节，制冷量可以在50．100％范围

6、内改变。从流体力学原理知道，风机风量与电机转速及电机功率有如下关系：Ql／Q2=n1／n2，HIIH2=(nl／n2)2，PI／P2=(nI／n2)’其中，n、H、Q、P分另Ⅱ表示转速、扬程、流量、轴功率，所以当转速降低时，压缩机轴功率急剧下降。但转速控制的弱点在于机组的卸载范围较小，在较低负荷(小于60％)时，如果保持导流叶片的开度不变，只靠降低压缩机速度来控制部分负荷，机组会产生喘振。因此约克充分地利用了两者的优点，将导流叶片(职v)控制和变频控制相结合共同控制压缩机，随时监测冷冻水温度等工作状态参数，

7、较精确预测离心机的喘振点。允许机组在喘振点附近正常工作，在15。100％的负荷内避免喘振的发生。这种自适应性容量控制逻辑通过分析机组传感器传来的信息，能够了解并记忆最佳的电机转速和压缩机导流叶片的位置，绘出喘振曲线图，从而对冷水机组的性能进行微调，以得到最大的部分负荷效率。这种结合两种控制的控制原理如下：当负荷在70—100％范围内，机组保持导流叶片(PRV)全开，通过变频来控制机组卸载；当负荷<70％时，导流叶片(PRV)逐渐减小开度；当负荷<50％时，为避免出现喘振，适当增加压缩机转速，这样可增大机组运

8、行范围。当压缩机的工况沿着(图2)中的a-b线接近满负荷冷量时，导流叶片全开，转速在安全范围内，随着冷量的减少，压缩机工况向b点移动，电机的实际速度接近于“压头和最低转速传感器’，所指示的最小转速或。已。已。已。屯。已。已J已o∽坝一必一必一∞一必以一'e．鲍．必一，c．篼．9c．必．必．处．处必处咒∞必必必必(OPlS)、PC+Dfivemoniter(带Drlvernoniter软件的计算机)。按照变频器说明