变频离心机的优缺点.docx

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1、变频离心机的优缺点york 变频，意义何在？1.变频离心式冷水机组的发展背景在世界中央空调冷水机组的历史上，特灵 1981 年开发成功的三级离心式冷水机组是一次重要的革命。该产品一经出现，便改写了世界冷水机组的最高效率，它将当时的机组效率从 0.80kw/ton 提高到 0.68kw/ton，将所有的竞争对手远远甩在身后，奠定了特灵在离心机组生产厂商中“武林霸主”的地位。在激烈的市场竞争压力下，企业不断调整战略，开发自己的新产品。在这种情况下， 约克公司当时不得不开始提高该部门的效率。由于他们的压缩机是带有轴封的开放式结构， 因此存在无法修复的泄漏点。因此，如果他们追随特灵R123 制冷剂制冷

2、机的发展，就没有未来。因为低压制冷剂R123 机组需要解决的最大问题不是制冷剂的泄漏，而是空气的渗透。开式压缩机存在漏点，不可避免地会进入空气中，空气的渗透量远远大于闭式冷水机组。（根据氦气检测的数量级描述，开式压缩机制冷机的数量级为10-5m3bar/s，而特灵的闭式压缩机制冷机的数量级为 10-11m3bar/s。这要求抽气装置应具有高质量（空气渗透，空气抽取装置不得长时间运行，并成为易受攻击的部件？），还要求抽气装置能起到很好的过滤制冷剂的作用），否则制冷剂泄漏过多不仅会影响机组的效率，还会有危害环境的恶名。（这就是为什么约克公司有R123 制冷剂冷水机的原因，但它不是主流产品。事实上，

3、它不是制冷剂本身，因为R134a 本身不环保，我将在另一篇文章中解释）。在这种情况下，约克公司不得不冒险使用当时还不太成熟的变频技术，试图与特灵公司的高效制冷机竞争。2、离心冷水机组，适合变频吗？可以说，在所有压缩机中，离心式压缩机最不适合使用变频技术，因为如果离心式机 组有一个无法克服的致命问题喘振。我们知道，喘振的诱发因素是冷凝压力和蒸发压 力之间的压差过高或压缩机流量过低。换句话说，在部分负载下容易发生喘振。变频技术 正是为了解决部分负荷的节能问题。这给研发变频技术的专家们带来了一个大问题。这就 像一个船夫，他必须小心地绕过长江危险海滩上每个装载点的涌浪极限。如果一点控制不 当，机组将无

4、法正常运行，严重时甚至会损坏压缩机轴承。变频调速对电机有很高的要求。不能使用普通电机，只能购买特殊电机。这样，很容易快速更换样品。我们从中可以看得出，他们下定决心，排除万难的去走华ft一条道，其实也是迫不得已。在经过无数次试验，历经三代改革后，york 公司的变频冷水机组终于推向用户了。york 公司似乎很愿意将变频机组作为与特灵cvhe/g 离心机组相抗衡的产品。他们在中国市场极力推广这种产品，在一定时期、一定区域内取得了一定的成功。那么，变频离心冷水机组真的有他们所说的这么节电吗？我愿意与大家一起认真的研究变频离心冷水机组的原理后再下结论。3、变频离心冷水机组的原理以下对变频离心式制冷机原

5、理的描述引用了约克公司发表的论文，这并不代表我个人的观点。作为对我们竞争同行的尊重，我不愿去设想 york 公司在论文中提供的数据是否真实， 我们引用论文的数据的前提条件是这些数据是真实可靠的。1）离心式冷水机组部分负荷调节与变频器原理我们知道，离心压缩机是一种固定压头、变流量的压缩机。单一级离心压缩机依靠电机通过增速齿轮驱动叶轮高速旋转。叶轮高速旋转产生的离心 力提高制冷剂气体的速度，然后通过扩散器完成动能和压力能的转换。压缩机的最大压头 由压缩机叶轮的最大线速度决定。对于制冷量大的冷水机组，通常需要考虑增加能量调节 机制。一方面是为了防止机组满负荷启动时扭矩过大，另一方面是为了提高机组的适

6、应性， 使机组的负荷与系统用户的负荷相匹配，避免机组频繁启动。对于离心式压缩机，通常通 过导叶或改变压缩机转速来实现。a、 导叶控制固定转速的离心机通过导流叶片的作用就可以使压缩机在最大压头下任意点运行。当压缩机在系统低负荷运行时，导流叶片开始关闭，当机组发生喘振时，此时的负荷就是机组允许的最小负荷。导流叶片关小时，机组的冷媒的循环量就会减小，机组的制冷量相应有所下降。另一方面，由于导流叶片在关闭过程中叶片角度改变，此时进入压缩机的冷媒气体的方向也会相应改变，有效的改善了压缩机内冷媒的压缩条件，防止了机组的喘振。然而，导流叶片的调节范围是有限的，对于单级压缩机来说，通常只能下载到20%30%。

7、如果机组需要在 20%以下运转时，则需要热气旁通或是变频机构来控制了。b、速度控制在离心式压缩机中，压缩机的功耗如下：BHP=流量*压头/eff式中：bhp-压缩机功耗flow-制冷剂流量head-压缩机压头eff-效率对于离心压缩机而言：流量变为速度PRM 的一次方，水头变为速度PRM 的二次方，因此功率消耗BHP 变为速度 PRM 的三次方。可以看出，压缩机的功耗与转速的三次方成正比。当转速降低时，功耗将急剧降低，从而达到部分负荷的节能效果。速度控制的缺点是装置的下载范围小。在低负荷（约小于 60%）下，如果压缩机转速降低以控制部分负荷，机组将喘振。c、 变频驱动离心机组如果将变频控制与导

8、流叶片控制有机结合，共同来控制压缩机，就能充分利用这两种控制方式的优点，既能使机组有较大的运行范围，又能达到很好的节能目的。这种控制的逻辑如下：70%100%机组保持导流叶片全开，通过变频来下载。50%70%导流叶片开始关闭，转速维持恒定。50%为避免喘振，适当提高速度并增加工作范围。由此我们可以看出变频技术如果在离心机中得到应用，则最先考虑的是如何避免喘振， 而不是如何提高效率。4.变频离心式冷水机组优缺点总结A.优点1） 增强机组的卸载能力2） 电动机软启动可以减少对电网的影响。3） 在 50%负荷下，节能效果优越1） 满负荷运转时机组并不节电，反而耗能。变频控制离心机组在满负荷运转时要比

9、正常机组耗电 2%5%。2） 控制太复杂，控制元件的数量增加，这使得调试和维护装置更加困难。我们知道，大部分空调用冷水机组属于民用范畴。在民用舒适性空调中，机组的易维护性、可靠性是考核其性能的很重要的因素。因此，机组的维护是否便利也成为考核一台机组是否优秀的重要参数。变频机组由于控制复杂，控制元件增多，都会影响到机组的可靠性与易维护性。目前国内无法制作变频器，关于变频的维修york 公司在国内的维修力量不强。因此如果变频器有故障的话很难及时维修。由此会造成很严重的问题。3）使用特殊电机，无法及时维护、更换当使用变频控制时，通常不可能使用普通电机。变频器驱动普通电机时，由于高阶频率波的影响和电机

10、调速范围的扩大，会出现一些新问题。它与工频输电有很大不同，主要表现在以下几个方面：a、谐波的影响。采用pwm 变频器对鼠笼型异步电机供电时，定子电流中不可避免的带有高次谐波，电动机的功率因数和效率都会变差。从损耗的角度看，电动机的损耗主要是定转子铜损耗，铁损耗和机械损耗。高次频波损耗基本与负载大小无关。空载运行时， 谐波损耗所占比率相对较大，空载运行时电动机功率因数和效率将更低，高次频波损耗主要包括铜损耗和铁损耗两部分，其中铁损耗是磁感应强度和频率的函数，由于pwm 变频器中含有载波频率，与谐波有关的铁损耗较大。b、 散热能力的影响。通用标准鼠笼式电机取决于电机轴上的风扇。如果采用变频， 风扇

11、转速过低，导致电机冷却不足，过热。可以看出，只能使用特殊电机。4）、变频器中电子元件的发热非常大，需要很好的冷却才能保证其可靠性。目前york 公司出厂的变频器的冷却水使用机组冷水或冷却水，如果使用冷水，则会浪费制冷量。如果使用冷却水，则会造成换热设备结构，变频器散热越来越低，最后导致过热的结果。5）、节能实战，yorkversustrane在这种情况下，选择了三台 600 吨的冷水机组，所有运行数据均来自约克公司发表的论文。以下是三台 600 吨冷水机。york 选择 ykebebh55cpeo 机组三台。其中第三台带变频器。trane 公司选择三台常规机组。对比结果如下：特灵cvhg670

12、-489-288-080s-630-080s-560总冷量冷却水进水温度f1 号机组 2 号机组 3 号机组运行时间hr 总耗电量kwh 制冷量tr 耗电量kw/ton 制冷量tr 耗电量kw/ton 制冷量tr 耗电量kw/ton180089.56000.6186000.6186000.618775862110162085.85400.5795400.5795400.57919831860014.34108077.25400.5215400.52127081523737.44720683600.5063600.50629871088223.84总计 30057.73000.481215310

13、24计 86685365109.62约克公司有两台不带变频器的ykebebh55fpeo 制冷机和一台带变频器的ykebebh55cpeo 制冷机总冷量冷却水进水温度f1 号机组 2 号机组 3 号机组运行时间hr 总耗电量kwh 制冷量tr 耗电量kw/ton 制冷量tr 耗电量kw/ton 制冷量tr 耗电量kw/ton180089.56000.6676000.6676000.667775931860162085.85400.6275400.6275400.60719831992796.02108077.25400.5685400.49627081555908.48720683600.56

14、83600.36429871002198.24总计 30057.73000.27721517866.5计 86685500629.24 费用对比总运行成本（8668h）5365109.625500629.24135519.62 每小时平均运行功耗 kW h618。96634.5915.63机组寿命期间内耗电 kw.h（*注 1）1237920001269180003126000 运行费用元（*注 2） 74275200761508001875600 初投资费用元(*注 3）250000 总费用对比元 2125600*注 1：假设机组的运行寿命为连续运行 200000 小时或 30 年，以较大者为准*注 2： 假设电费为 0.6 元/kW h*注 3york 变频需增加初投资 2030 万元，在此取平均值 25 万元。从上表可以看出，约克公司的变频装置很难节省其高昂的运行成本。在20 万小时的使用寿命内，其成本比特灵公司的常规装置高出212.56 万元。用户购买变频装置是为了省电。相比之下，我们是否仍然认为它节省了电力？南昌印钞厂使用 1 台约克变频的 600rt,保修期刚过，第二天就烧了压缩机和变频器， 约克报价维修费用为 40 万元，维修周期为 3 个月。你可以调查一下。