离心式冷水机组的变频驱动装置VSD的原理及应用

1、31,离心式冷水机组的变频驱动装置 VSD的原理及应用,32,交流要点,一.离心式压缩机的卸载控制 二.VSD变频驱动装置的工作原理 三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势 四.江森自控在VSD上的经验 五.VSD变频驱动装置的应用情况,33,一.离心式压缩机的卸载控制,压焓图,压 力,焓,蒸发器,压缩机的压缩过程,冷凝器,截 流 孔 板,制冷剂向大气放热,制冷剂从负荷吸热,冷凝压力PC,蒸发压力Pe,压头=Pc-Pe,一.离心式压缩机的卸载控制,降低压头,减少压缩机功耗,减少能耗,35,一.离心式压缩机的卸载控制,如何把这一工作原理应用到离心式冷水机组上呢? 降低压头 降低能耗,36,一.离

2、心式压缩机的卸载控制,在恒速离心式压缩机的压缩过程中: 通过调节制冷剂流量来调节压缩机的压头 制冷剂流量-通过控制PRV的开度来调节,37,一.离心式压缩机的卸载控制,通过Pre-Rotation Vane (PRV) 控制来卸载 卸载时关闭 PRV 可扩展运行区域 (从 50% 降到 20,38,一.离心式压缩机的卸载控制,让我们看看汽车的刹车和加速,39,导流叶片,电机,轿车的驱动系统分析,刹车 -导流叶片 油门- 电机,一.离心式压缩机的卸载控制,一.离心式压缩机的卸载控制,加速器固定在地板上 用刹车来减速,恒 速,导流叶片,电机,一.离心式压缩机的卸载控制,主要依靠加速器来控制 只在需

3、要的时候用刹车,变 速,导流叶片,电机,一.离心式压缩机的卸载控制,对于离心式压缩机,如果通过速度控制卸载 压缩机输入功 (能耗) 与叶轮转速 rpm的关系 随着转速的降低，压缩机输入功大幅度下降,BPH=Flow x Head / Eff 因为 flow rpm Head rpm 2 所以 BPH rpm 3,43,一.离心式压缩机的卸载控制,所以,我们希望在离心式冷水机组中可以通过: 调节导流叶片(PRV)来调节制冷剂流量 调节电速转速来调节叶轮的齿尖速度 使得更有效的保持压缩机提供的压头与实际需要的 压头相一致,避免能量浪费,大大降低能耗,为此, 我们需要VSD变频驱动装置,44,二.V

4、SD变频驱动装置的工作原理,通过速度和导叶（PRV）共同配合控制卸载 VSD装置所需的硬件: 压头探头, 温度探头 ,PRV 位置探头, 喘振探头和转速（rpm）探头 VSD 装置 ACC (Adapted Capacity Control)自适应控制系统 VSD装置的软件 (控制逻缉) ACC读取全部信息从而了解机组的运行状况 绘制出精确的机组喘振点图 允许机组在喘振点附近运行 使得机组在最低速度下运行从而确保效率最高,二.VSD变频驱动装置的工作原理,优化电机转速,优化导流叶片的开度,冷冻水温度 温度设定值 蒸发/冷凝压力 导流叶片开度 电机实际转速,随时监测冷冻水温度等工作状态 参数，根

5、据冷量需求同时调节电 机转速和导流叶片开度，优化机 组部分负荷性能，节省运行费用,二.VSD变频驱动装置的工作原理,输入端,输出端,比较,电机速 度逻辑,冷冻水出水温度,温度设定值,温度偏差,点击速度信号给逻辑P.C.B,PRV控制逻辑,PRV 控制信号 （开启或关闭,比较,压头/最 小转速 探头,MIN. 转速,PRV位置,实际电机速度,速度余量,冷凝压力,蒸发压力,47,二.VSD变频驱动装置的工作原理,机组卸载过程： a b c d a-b 降低转速,叶片不动 b-c 恒定在允许最小转速，关小叶片 c-d 关小叶片， 提高转速 机组加载过程： 与上述工作过程相反,48,三.VSD变频驱动

6、装置的特点和运行优势,节省能耗，投资经济； 运行宁静； 启动性能优化； 节省安装费用,49,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,节省能耗，投资经济,机组平均大约 99%的时间运行在部分负荷工况， 因而部分负荷情况的能耗是评价机组性能的重要标志,50,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,直接监测冷水机组运行状态； -能控制离心机组避开喘振区； -优化机组运行转速和导流叶片开度； -部分负荷低转速运行，降低输入功率； -提高功率因数，达0.95以上,VSD机组节能的关键 专为离心机组设计的独特控制逻辑，提高部分负荷性能,51,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势, 转速 %输入功率 10

7、0 100 90 73 75 42 50 12,VSD机组节能关键 -优先降低转速卸载,52,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,节能30,恒速 变速,负荷,54,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,年平均运行费用节省25 - 30,一般需要 1 3 年回收投资 关键因素 -大楼负荷曲线 -机组运行时间 -电价结构,运行宁静,降低压缩机转速，降低气流速度，即减小了噪音,机组的噪音主要是由高速制冷剂排气产生的 机组99%以上的时间部分负荷低转速运行,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,56,0,5,10,15,20,30,40,100,200,

8、300,400,500,时间（秒,电机FLA （,Millennium VSD 星三角启动器,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,VSD优化机组的启动性能,可替代启动器 -从1Hz开始启动 -从不超过 100% FLA,传动系统运行磨损最小,启动平稳 启动电流不会超过满负荷电流（FLA） 冷水机组工作转速大部分时间 小于设计转速 降低了电机和压缩机的磨损,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,58,0.46m,1.37m,1.52m,结构紧凑，尺寸小； 冷却水冷却； 直接安装在机组上,三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势,节省安装费用,59,四.江森自控在VSD上的经验,1979年第一

9、台VSD机组投入使用； 至今已有近5000台安装工程； 江森自控的用户遍布世界各地； VSD装置既可安装在新出厂的离心机组上，也 可用于改装原有离心机,本行业最富经验,60,四.江森自控在VSD上的经验,机组上安装 工厂接线 工厂接管,针对工厂安装,61,四.江森自控在VSD上的经验,地面安装 50 max. 拉线长度 现场接线 现场接管 增压泵,针对改造工程,62,五.VSD变频驱动装置的应用情况,中央电视台 -YK450 杭州五洲大酒店 -YT450 成都通信枢纽中心 - YT500 上海沙丽华大酒店 - YK500 杭州香格里拉大酒店 - YK400,63,五.VSD变频驱动装置的应用情

10、况,广州宝洁有限公司 -YK4-00 广东省商检局 -YK500 东莞经贸中心 - YT400 东莞豪门大酒店 - YT300 东莞光宝电子厂 -YK350 珠海富华化纤集团 -YT400,北京昆仑饭店 离心式（VSD）2025冷吨,64,五.VSD变频驱动装置的应用情况,深圳高交会展览馆 离心式（VSD）/空气处理机组 4650冷吨,65,五.VSD变频驱动装置的应用情况,北京五洲大饭店 离心式（VSD） 1620冷吨,66,五.VSD变频驱动装置的应用情况,上 海 和 平 饭 店 离心式（VSD） 900冷吨,67,五.VSD变频驱动装置的应用情况,上海香格里拉大酒店 离心式（VSD）/空气处理机组 1