探讨离心式冷水机组的变频改造

来源：爱游戏平台app官方下载    发布时间：2024-08-06 16:26:55

  【解答】离心式冷水机组变频调速装置即VSD（VariableSpeedDrive）采用独特的控制逻辑，同步调节导流叶片开关度和电机转速，通过变频驱动改造，机组运行节约能源的效果明显。适用于宾馆、医院住院大楼等24小时运行、且昼夜冷负荷有明显差异的场所。本文针对离心式冷水机组的变频调速装置，从优点、改造内容、经济性分析三方面进手，阐述了变频改造的可行性。

  使用变频器后，离心式冷水机组主要从两个方面实现节能：一是部分负荷运作时的状态下的节能，二是低冷却水温度下的节能。

  众所周知，冷水机组99%以上的时间运行在部分负荷工况。通常，在部分负荷下，恒速离心机通过调节导流叶片开度来调节机组输出冷量，最高效率点通常在70%~80%负荷左右，负荷降低，单位冷量能耗增加较明显。而VSD不断监测下列参数：冷冻水温度，冷冻水温度设定值，冷媒压力导流叶片开度和电机的转速。然后自适应容量控制逻辑定出有效的调节方法。它将优化电机转速和PRV（导叶）的开度，使机组运行转速最小而效率最高，能耗达到最小。

  以约克500冷吨的离心机组为例，在冷却水温度为25℃时，恒速机和变频机的运行参数如下表所示：

  从以上图表能够准确的看出，在部分负荷的情况下，变频离心机组和相同型号的恒速机组相比，其单位制冷量的能耗要低很多。这对于一直处在部分负荷的机组来说，使用变频机组无疑给用户节省了大量的电费。

  机组在夜间、过渡季节甚至是冬天运行时，冷却水的温度往往比较低。对于恒速机组，需要有恒定的工作条件，即需要有恒定的蒸发压力和冷凝压力。但冷却水温度降低后，必然使得冷凝压力相应地降低，此时，为满足离心压缩机的工作条件，只有通过关小进口导叶，减小输气量，从而调整离心压缩机的工作点，以适应更低的冷凝压力。但以上调节却降低了机组的效率，无故地消耗了更多的能量。而使用变频器后，则能够最终靠调整压缩机的转速，以适应冷凝温度的变化，最大限度地利用低冷却水温的节能效应，达到节能的目的。

  同样以500冷吨离心机组为例，在70%负荷时，不同冷凝温度下，恒速机和变频机的运行参数如下表所示：

  机组在低冷却水温下，使用变频器有很明显的节约能源的效果，且冷却温度越低，节约能源的效果越明显，当负荷变低时，这个效果还越来越明显。对于在过渡季节甚至冬季投进使用的机组来说，安装变频器的优越性是很明显的。

  变频离心机组的众多工程应用表明：变频离心式机组节能明显，与恒速离心机组相比，同样冷量的机组，使用变频驱动，年运行用度节省30%左右。

  此外，VSD还能自动修正功率因数，在机组正常运作时保证功率因数不小于0.95.

  以上表明加装VSD后，利用独特控制逻辑，变频离心性能大大进步部分负荷性能指标，并能够充分的利用过渡季节以及冬季室外温度低的上风，进而达到节能的目的。

  恒速离心机通常配置星三角启动器，启动电流可能高达满负荷电流（FLA）的500%，而变频离心机的启动电流尽不会超过机组满负荷电流（FLA）的100%，这减少了设备的电流冲击，降低电器设备投资，且延长设备寿命。

  离心式冷水机组的大部分噪声是由制冷剂高速排气造成的。约克设计冷水机组时，根据机组的性能和噪声控制要求，研究了机组的气体动力学特性。通过低负荷下降压缩机转速，以此来降低了制冷剂气体的速度。VSD使机组的运行更宁静。VSD能大幅度的降低机组在非设计工况下运行的噪声。同样由于速度的降低，延长了机组部件的寿命。

  “喘振”是离心机组出现故障的罪魁罪魁。配置了VSD后，变频离心机组可通过变速和导流叶片协同调节容量。机组能测定现在的工作点，选择相应的容量调节模式，并能精确地猜测喘振区，从而能够在100%~10%负荷范围内避免“喘振”现象的发生。

  以对约克YKNINIG45COBS（600冷吨）离心式冷水机组进行变频改造为例。变频装置的采用，会大大节约冷冻机组的运行用度，应用相关电脑软件分析系统，根据该大楼离心机组运行的一般规律，现做经济性分析如下：

  将装有变频器的机组置于总系统，其节电总值将超过单机系统的节电值，这是由于机组有更多的时间在高负荷、低冷却水的情况下运行，这将更加体现出变频器的优点。

  根据以上结果，我们大家可以计算出变频器的回收周期（取均匀电费为RMB0.90/kWh）：

  2.假如使用负荷安排公道，变频装置的优越性还将得到更充分的体现（增加“机房自动控制系统”可以对机组的运行自动来优化，最大限度地发挥VSD变频装置的节约能源的效果）。

  3.我们能采用调整机组不同时间段运行的冷水温度设置，使机组的运行效率进一步进步，加快缩短投资回收周期。

  4.变频装置辅之以正确的操纵和维护，还可以大幅度延长离心式冷冻机的使用寿命。

  以上内容均根据学员实际在做的工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

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