變頻離心機(jī)組

1、變頻離心式冷水機(jī)組的運(yùn)行特性分析日期：2010-0來2源-：0中3國制冷網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請注明近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人民生活水平的13益提高，各種型式的大型高層建筑拔地而起，而對于這些大型建筑的空調(diào)冷源而言，有不少采用了離心式冷水機(jī)組。主要品牌有約克、開利、特靈、麥克維爾、13立、三菱、荏原等，生產(chǎn)廠家較多。前言：近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人民生活水平的13益提高，各種型式的大型高層建筑拔地而起，而對于這些大型建筑的空調(diào)冷源而言，有不少采用了離心式冷水機(jī)組。主要品牌有約克、開利、特靈、麥克維爾、13立、三菱、荏原等，生產(chǎn)廠家較多。離心式冷水機(jī)組工作時通過吸氣室將要壓縮的氣體引入到葉輪，

2、氣體在葉輪葉片的作用下作高速旋轉(zhuǎn)，由于受離心力的作用使氣體提高壓力和速度后引出葉輪周邊，導(dǎo)人擴(kuò)壓器；擴(kuò)壓器將速度能轉(zhuǎn)化為壓力能；擴(kuò)壓后的氣體在蝸殼里匯集起來后被引出機(jī)外，這就是離心式冷水機(jī)組的壓縮原理。當(dāng)用戶的冷量需求量很大時，選用離心式冷水機(jī)組比較合適。離心式機(jī)組無往復(fù)運(yùn)動部件，它的動力平衡特性好、運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、噪聲較低，對基礎(chǔ)的要求也比較簡單，而且因為無進(jìn)排氣閥、活塞、氣缸等磨損部件，所以故障少、工作可靠、壽命長，維護(hù)費(fèi)用低。這種系統(tǒng)的單機(jī)制冷能力大、性能系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、占地面積也很小。離心式機(jī)組的運(yùn)行自動化程度高，制冷量調(diào)節(jié)范圍廣，可連續(xù)無級調(diào)節(jié)，而且潤滑油與制冷劑基本上不

3、接觸，從而提高了冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱性能。由于離心式冷水機(jī)組的特定工作原理，在低負(fù)荷下運(yùn)行時，當(dāng)流量減小至最小流量點時，容易發(fā)生離心機(jī)特有的現(xiàn)象喘振，喘振是壓縮機(jī)一種不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。壓縮機(jī)發(fā)生喘振時，將出現(xiàn)氣流周期性振蕩現(xiàn)象，帶給壓縮機(jī)嚴(yán)重的損壞，會導(dǎo)致嚴(yán)重后果。喘振是離心式壓縮機(jī)這種速度式壓縮機(jī)本身的固有特性。一變頻冷水機(jī)組的優(yōu)勢恒速離心式冷水機(jī)組在滿負(fù)荷工況時，其值一般為左右，而在部分負(fù)荷時，機(jī)組效率將顯著降低。我國在公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中引入了的概念。的計算公式如下：PV.%.%.%式中負(fù)荷時的性能系數(shù)w,冷卻水進(jìn)水溫度C；一負(fù)荷時的性能系數(shù)w,冷卻水進(jìn)水溫度C；負(fù)荷時的性能系數(shù)w，冷

4、卻水進(jìn)水溫度3；%負(fù)荷時的性能系數(shù)W）冷卻水進(jìn)水溫度9；從上式可以看出，空調(diào)系統(tǒng)全年有9.77%的時間是在部分負(fù)荷下運(yùn)行的，在此工況下恒速機(jī)組效率較差。這是因為恒速離心式冷水機(jī)組在部分負(fù)荷狀態(tài)下時，是通過導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)、進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)等方式來實現(xiàn)制冷量調(diào)節(jié)的。進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)效益較差；而導(dǎo)流葉片略微關(guān)閉時，改變了氣流進(jìn)人葉片的方向，從而使壓縮機(jī)的效率略有提高，導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時還是比較合理，但當(dāng)導(dǎo)葉開度小于30%時，節(jié)流作用明顯增加，效率大為下降，浪費(fèi)了能源。離心壓縮機(jī)是由電機(jī)通過增速齒輪帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)的而電機(jī)的輸人功率滿足以下關(guān)系式：P=nkAPcVy其中：一電機(jī)功率一常數(shù)一氣態(tài)制

5、冷劑的全壓一氣態(tài)制冷劑的體積流量一電機(jī)效率上式中，與轉(zhuǎn)速的平方成正比，與轉(zhuǎn)速成正比。所以電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，而減小轉(zhuǎn)速意味著減小功率，即提高效率，降低功耗。而變頻冷水機(jī)組在部分負(fù)荷下仍能保持較高效率。以某公司生產(chǎn)的變頻離心冷水機(jī)組為例來進(jìn)行說明。針對離心式冷水機(jī)組是速度型機(jī)組這_特點，此公司的VSD冷水機(jī)組根據(jù)冷水出水溫度和壓縮機(jī)壓頭來優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)速和導(dǎo)流葉片開度，保持較高效率。在部分負(fù)荷工況下，在電機(jī)降低轉(zhuǎn)速的同時，實際壓頭也比設(shè)計壓頭要低，這樣壓縮機(jī)無需消耗無謂的能量來過度加速制冷劑氣體，因此降低了能耗。對于離心式冷水機(jī)組而言，在機(jī)組處于低負(fù)荷時，容易發(fā)生喘振，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行處于危險

6、狀態(tài)。VSD冷水機(jī)組能同時控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)流葉片的開度，較精確預(yù)測離心機(jī)的喘振點，允許機(jī)組在喘振點附近正常工作，在10一100%的負(fù)荷內(nèi)避免喘振的發(fā)生，從而能保證機(jī)組在低負(fù)荷時正常工作。它是按照圖1的方式進(jìn)行工作的。在滿負(fù)荷運(yùn)行時，電機(jī)以全速a旋轉(zhuǎn);負(fù)荷降低時首先優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)速從a-+b；負(fù)荷繼續(xù)降低時，在保持電機(jī)最低轉(zhuǎn)速b的同時關(guān)小導(dǎo)流葉片的開度；負(fù)荷進(jìn)一步降低時,在關(guān)小導(dǎo)流葉片的同時，適當(dāng)升高轉(zhuǎn)速cd,避開喘振區(qū)，使機(jī)組在極低負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行。這樣就使得離心式冷水機(jī)組能在防止喘振和保持較高運(yùn)行效率之間得到一個較好的平衡。a2全開全關(guān)圖1/2尋葉開度蜜頻離赴式冷水機(jī)纟R的速度控制曲線敗喘娠設(shè)置*M痢量大櫓韋最小冷蠶VSD變頻離心式冷水機(jī)組除了在節(jié)能上的優(yōu)勢外，它的啟動性能也十分優(yōu)異。電源是從lHz開始啟動，隨后頻率逐漸升高。這樣使得啟動電流決不會超過滿負(fù)荷工作電流(FLA)，同時也降低了對電機(jī)和壓縮機(jī)的磨損。由于對沖擊電流有非常好的限制作用，選用較小容量的變壓器、電動機(jī)就能滿足要求，節(jié)省了費(fèi)用。離心式冷水機(jī)組的大部分噪聲是由高速制冷劑排氣造成的，由于機(jī)組大部分時間是低負(fù)荷運(yùn)行，此時降低了壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，降低了氣流速