1、前言
食品的冷冻、冷藏要使用冷冻机,因而在食品行业,制冷机的使用非常普及,其制冷机的控制越来越多地采用变频器。
对制冷机内压缩机采用变频控制,可以使制冷机对于冷冻负载的变化始终以接近设计条件的高效率进行运行。这就是将变频器应用于冷冻压缩机的主要目的。
采用变频器控制冷冻机的主要优点如下:
1)节能,相应于冷却负载的变化改变压缩机转速,使其始终运行在最佳点,从而减少所需的动力。
2)恒温,采用连续的容量控制可使冷藏品温度变化很小。另外,即使对于临时的冷却负载增加,也可以依靠加速来减小冷藏品的温度变化。
2、系统设计
某啤酒厂 2号制冷机使用 HLP-A系列 220KW变频器进行改造,制冷机的电动机功率为 200KW。设计的思路为通过温度传感器检测压缩机的吸入口温度,将温度信号(0-10V)反馈给 HLP-A系列变频器,并通过变频器内置的 PID功能,控制电动机的速度来调节压缩机的吸入压力,来维持温度的恒定不变。同时考虑到制冷机工作时候的安全要求,将该制冷机原有的温度保护、油压保护等通过中继器接入变频器,保证有温度保护或油压保护动作时,变频器能立即自动停机,防止机械设备的损坏。
系统电气图如下:
3、节能效果
压缩机负载基本上是恒转矩负载,对恒转矩负载,电动机的输出功率
P的表达式为
P∝T*N
其中,T:负载转 N:电动机转速变频器输入功率P1:
P =P /(ηINV *ηM )
其中, P1:变频器输入功率
ηINV:变频器效率
ηM:电动机效率
由上式可知,电动机转速下降将引起电动机输出功率 P减小,与其成比例的变频器输入功率 P1也减小,即消耗的电能降低。
4、注意事项
(1)往复式压缩机在额定转速以下运行时,活塞环等的油膜厚度减小,可能造成气缸等部件的异常磨损。特别是对于离心供油、溅喷式供油方式,在额定转速以下运行时会引起供油量极端减少,更应注意润滑。
(2)在 5-10HP级的半密闭型压缩机的场合,由于上述润滑问题以及低负载时的电动机效率、绕组温度上升、防振装置的谐振频率等问题,限制了其最低频率约为25HZ。
(3)在往复式的场合,考虑到振动、噪声、阀门耐久性等问题,最高频率的实际上限为马达的额定频率。
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