04.07.2012

Регулирование холодопроизводительности

В.В.Шишов, главный инженер Группы компаний "Фармина"
(журнал "Холодильная техника" №7, 2012 г.)

Разница между зимними и летними температурами в средней полосе России довольно значительная. Зимой, чтобы не прекращалось движение хладагента в цикле, необходимо поддерживать разницу давлений конденсации и кипения не ниже величины гидравлического сопротивления холодильной установки (ХУ); желательно поддерживать "плавающее" давление конденсации. Летом задача стоит иная: всеми силами понизить температуру (давление) конденсации, чтобы не допустить выхода из строя компрессоров (КМ) из - за высоких давления и температуры нагнетания и чтобы сэкономить электроэнергию.

 

При снижении тепловой нагрузки (в кондиционировании - в прохладную погоду, в коммерческом холоде - при уменьшении количества охлаждаемых продуктов) требуется уменьшать холодопроизводительность ХУ.

 

Регулировать холодопроизводительность ХУ можно, как не изменяя частоты вращения вала КМ (например, с помощью пуска/остановки КМ или цифровых КМ Copeland), так и изменяя ее (например, с помощью преобразователя частоты - ПЧ).

Известны следующие способы регулирования холодопроизводительности ХУ:

  • пуск/остановка;
  • поочередный пуск/остановка КМ, если их несколько;
  • отключение всасывающих клапанов КМ с помощью специального регулятора производительности, который устанавливается на блоке цилиндров и позволяет ступенчато сокращать производительность КМ выключением цилиндров (например, отключение двух цилиндров у четырехцилиндрового КМ);
  • использование электродвигателей постоянного тока с регулированием частоты вращения и двухскоростных асинхронных двигателей;
  • изменение числа оборотов электродвигателя с помощью ПЧ (КМ в момент запуска работает при повышенной частоте вращения, в результате быстро достигается заданная температура, после чего КМ постепенно переходит в низкоскоростной режим работы - пределы регулирования для поршневых и спиральных КМ 25...87 Гц);
  • дросселирование газа на всасывании;
  • БП, т.е. перепуск газа с нагнетания на всасывание, что позволяет избежать частых остановок.

 

Диапазон изменения производительности КМ различен для разных способов ее регулирования.

 

Цифровые КМ Copeland могут изменять производительность от 10 до 100 % при постоянной частоте вращения (отсутствуют проблемы со смазкой группы движения).

 

БП с использованием регулятора СРСЕ + LG тоже дает глубокое регулирование, но при этом возникают энергетические потери.

 

Уменьшение частоты вращения вала КМ ограничено трудностями смазки его группы движения при низких скоростях, возможный диапазон изменения производительности составляет 50...125 %. Тем не менее, несмотря на ограниченный диапазон такого способа регулирования, достигается основные его преимущества – плавное изменение температуры охлаждаемого объекта и идеальное поддержание минимального перегрева (снижаются энергозатраты и потери продуктов от усушки).

 

Компания Danfoss, борясь за расширение диапазона регулирования, создала спиральный КМ с героторным масляным насосом на валу, позволяющим снизить частоту вращения до 15 Гц. Широкий диапазон регулирования важен, если в ХУ используется только один КМ, потому что до недавнего времени в кондиционировании применялось сочетание ПЧ и БП, причем последнее включалось после достижения КМ минимально возможной частоты вращения вала.

 

В ХУ с малой заправкой обычно используется регулятор KVC компании Danfoss, который уменьшает производительность не более чем до 50 % от номинала, так как иначе скорость газа в трубопроводах значительно уменьшается, что затруднит возврат масла из системы; кроме того, повысится температура нагнетания. При использовании схемы с одним испарителем (например, "приточка" в кондиционировании) возможен вариант применения СРСЕ + LG компании Danfoss, при котором диапазон регулирования производительности расширяется до 90 %.

 

Нужно помнить, что в режиме пониженной холодопроизводительности, когда уменьшаются скорости в трубопроводах ХУ и ухудшается возврат масла, необходимо позаботиться о маслоотделителе и правильно сконфигурировать магистраль всасывания.