Меню

Регулятор производительности для компрессора



Способы регулирования производительности поршневых компрессоров. Автоматическое регулирование производительности компрессора.

Оптимальным режимом работы любой компрессорной установки является ее номинальный расчетный режим. В течение одной рабочей смены уровень потребления воздуха может значительно колебаться, поэтому производительность компрессора необходимо регулировать в соответствии с этими изменениями.

Есть несколько методов регулирования уровня производительности компрессора, и они сильно разнятся и по затратам на реализацию, и по эффективности

1.Ступенчатое регулирование производительности

Ступенчатое регулирование подразумевает разгрузку цилиндров в многоцилиндровом компрессоре, открытие и закрытие всасывающих каналов винтового компрессора, включение и отключение нескольких компрессоров в многокомпрессорных системах. Этот способ регулирования наиболее простой и удобный. Кроме того, при частичной тепловой нагрузке на систему эффективность компрессора уменьшается незначительно. Данный способ особенно подходит для систем с несколькими многоцилиндровыми поршневыми компрессорами.

2.Регулирование производительности с помощью золотникового клапана

Золотниковый клапан — это общепринятое устройство для регулирования производительности винтовых компрессоров. Золотниковый клапан с гидравлическим приводом (масло) перепускает часть газа на линии всасывания мимо компрессора. С помощью золотникового клапана производительность компрессора можно плавно и непрерывно изменять от 100 до 10% от номинальной величины. КПД агрегата при частичной тепловой нагрузке на систему при этом заметно уменьшается.

3.Регулирование производительности путем изменения скорости вращения электродвигателя

Этот эффективный способ регулирования производительности применим ко всем типам компрессоров. Изменение скорости вращения привода осуществляется с помощью двухскоростного электродвигателя или преобразователя частоты. Двухскоростной электродвигатель регулирует производительность, вращаясь с высокой скоростью при большой тепловой нагрузке на систему (т. е. в режиме захолаживания) и с низкой скоростью при малой тепловой нагрузке (т. е. в режиме хранения). Преобразователь частоты изменяет скорость вращения электродвигателя в зависимости от фактической тепловой нагрузки на систему.

4.Регулирование производительности путем перепуска горячего газа

Этот способ регулирования применим к компрессорам постоянной производительности, в основном, работающих в коммерческих холодильных установках. Для изменения производительности часть горячего газа перепускается из линии нагнетания в линию низкого давления. При этом холодопроизводительность системы уменьшается как из-за снижения подачи жидкого хладагента в испаритель, так и вследствие сброса части тепла в линию низкого давления.

Источник

Регулирование производительности поршневых компрессоров

Изменение холодопроизводительности всей холодильной машины можно осуществить путем изменения объёмной производительности поршневого компрессора. Существует несколько способов регулирования объёмной производительности поршневого компрессора.

1.Изменение частоты вращения коленчатого вала.

2.Дросселирование пара холодильного агента перед всасыванием в компрессор (дросселирование на всасывании).

3.Байпасирование (перепуск пара из нагнетательного трубопровода во всасывающий).

4.Подключение дополнительного мертвого объема

5.Принудительное открытие (отжим) всасывающих клапанов.

6.Отключение отдельных цилиндров компрессора.

7.Перепуск пара через регулирующие байпасы.

Рассмотрим эти способы более подробно.

Изменение частоты вращения коленчатого вала

Можно осуществить плавно или ступенчато. Для плавного регулирования используют двигатели постоянного тока с дополнительным сопротивлением и двигатели переменного тока с устройством для изменения частоты тока, однако такие электродвигатели дорогостоящие и значительно превышают стоимость асинхронного трёхфазного двигателя. Для ступенчатого регулирования может использоваться специальный многоскоростной двигатель переменного тока с переключением пар полюсов.

Читайте также:  Регулятор давления для скважины подключение

Также для ступенчатого регулирования могут использоваться различные шкивы с различным диаметром при клиноременной передаче.

С точки зрения термодинамики способ изменения частоты вращения коленчатого вала самый выгодный. Потребляемая мощность компрессора изменяется практически пропорционально изменению холодопроизводительности. При этом холодильный коэффициент практически не изменяется.

С экономической точки зрения такой способ не эффективен, так как увеличиваются капитальные затраты на покупку дополнительного оборудования, увеличиваются затраты на монтаж, эксплуатацию и ремонт.

Дросселирование на всасывании

Рисунок 20 – Т-S диаграмма поршневого компрессора при дросселировании на всасывании

При дросселировании на всасывании между компрессором и испарителем во всасывающий трубопровод устанавливается дроссельный вентиль .

Уменьшая проходное сечение дроссельного вентиля, уменьшается давление всасывания в компрессоре. При этом давление в испарителе остается неизменным. С точки зрения термодинамики, этот способ не эффективен. При уменьшении холодопроизводительности увеличивается потребляемая мощность и резко снижается холодильный коэффициент.

С экономической точки зрения такой способ эффективен , так как практически не требует дополнительных капитальных затрат и затрат на монтаж, ремонт и эксплуатацию.

Байпасированием называется перепуск пара из нагнетательного трубопровода во всасывающий.

Рисунок 21 – Принципиальная схема байпасирования

При этом способе между нагнетательным и вcасывающим трубопроводом компрессора устанавливается запорный (байпасный) вентиль. При открывании байпасного вентиля часть сжатого пара из нагнетательного трубопровода перетекает во всасывающий трубопровод. В компрессоре циркулирует то же самое количество холодильного агента. В конденсатор и испаритель подается меньшее количество холодильного агента.ия.

При этом общая холодопроизводительность холодильной машины уменьшается. С точки зрения термодинамики такой способ регулирования не эффективен, т.к. если при байпасировании к холодному всасываемому пару добавляется горячий нагнетательный пар, то происходит дополнительный перегрев пара на всасывании, отсюда следует увеличение работы цикла и повышается общая потребляемая мощность.

С экономической точки зрения такой способ выгоден, так как не требует больших капитальных затрат. В промышленных установках байпасирование применяется для разгрузки электродвигателя при пуске компрессора.

Рисунок 22 – Т-S диаграмма поршневого компрессора при байпасировании.

Источник

Регуляторы компрессора

Главной задачей регулятора производительности является обеспечение уменьшения тепловой нагрузки на систему охлаждения и сохранение заданной температуры кипения хладагента. При повышении мощности компрессора выше заданного показателя, температура кипения и давление опустятся ниже необходимых значений. В то же время при снижении производительности компрессора будет наблюдаться повышение значений температуры кипения и давления.

С целью сохранения надлежащих условий эксплуатации компрессора необходимо тщательно следить за тем, чтобы он работал в рамках допустимых значений температур и давлений.

Регулирование производительности

Известны следующие способы регулирования производительности компрессора:

  • ступенчатый. Это простой и удобный способ регулирования. Метод ступенчатого регулирования основан на частичной разгрузке цилиндров компрессора (для винтового компрессора на открытии и закрытии всасывающих каналов, в многокомпрессорных системах – на включении и отключении нескольких компрессоров). При небольшой тепловой нагрузке на систему эффективность компрессора снижается незначительно. Ступенчатое регулирование производительности компрессора рекомендуют применять для систем оборудованных несколькими многоцилиндровыми поршневыми компрессорами;
  • при помощи золотникового клапана. Данным способом производительность компрессора можно регулировать от 10 до 100% от начальной мощности. В это время КПД устройства во время частичной тепловой нагрузке заметно снижается. Под золотниковым клапаном понимают устройство, которое используют с целью регулирования мощности винтовых компрессоров. Он оборудован гидравлическим приводом и перепускает часть газа на линии всасывания мимо компрессора;
  • изменение скорости вращения электродвигателя. Метод регулирования производительности компрессора можно использовать к различным типам компрессора. Скорость вращения меняется при помощи преобразователя частоты или посредством применения двухскоростного электродвигателя. Последний регулирует производительность компрессора, вращаясь с высокой скоростью. В режиме захолаживания тепловая нагрузка на систему наибольшая, а в режиме хранения – минимальная. При помощи преобразователя частоты скорость вращения электродвигателя изменяется в зависимости от тепловой нагрузки на систему;
  • путем перепуска горячего газа. Данный способ регулирования производительности применяется к компрессорам постоянной производительности. С целью изменения производительности из линии нагнетания горячий газ направляется в линию низкого давления. В это время холодопроизводительность снижается, поскольку уменьшается подача жидкого хладагента в испаритель (в результате отдачи тепла в линию низкого давления).
Читайте также:  Схема регулятор ламп накала

Для ступенчатого регулирования производительности применяют регулятор ЕКС 331 (1). Он представляет собой четырехступенчатый контроллер, обладающий 4-мя выходами для реле. С его помощью и происходит нагрузка или разгрузка компрессора (а также поршней и электродвигателя), согласно установленным на линии всасывания датчикам AKS 33 (2) или AKS 32R (3). Данный регулятор с нейтральной зоной способен контролировать производительность установки с четырьмя компрессорами одинаковой мощности или двумя регулируемой мощности.

Нейтральная зона регулятора

В компрессорах постоянной производительности с целью регулирования холодопроизводительности используют перепуск горячего газа. Его расход меняют при помощи вентиля ICS (2) и CVC.

Когда давление на линии всасывания опускается ниже заданного уровня, то пилотный вентиль CVC открывает вентиль ICS и повышает расход газа. Перед компрессором давление всасывания поддерживается на заданном уровне, а холодопроизводительность соответствует фактической тепловой нагрузке на систему.

Технические характеристики пилотного вентиля ICS и CVC

Регулирование температуры нагнетания

В то время, когда температура нагнетания становится больше заданной термостатом RT107 (5) величины, он подает питание на соленоидный клапан EVRA (2). Именно через него жидкий хладагент попадает в боковой штуцер винтового компрессора. Расход впрыскиваемой жидкости регулирует термочувствительный инжекторный клапан ТЕ-АТ (3) и не позволяет увеличиваться температуре нагнетания. При помощи электроприводного вентиля ICM (3) осуществляется электронное регулирование впрыска жидкости, а датчик температуры AKS 21 РТ 1000 (6) передает данные об измерениях температуры нагнетания в контроллер ЕКС 361 (5).

Как только температура нагнетания доходит до определенной величины, контроллер отправляет сигнал на привод ICAD, ограничивающий температуру нагнетания газа путем открытия электроприводного вентиля ICM.

Регулятор давления

Данная ситуация имеет несколько путей решения. В первом случае запуск компрессора выполняют с неполной нагрузкой, что достигается путем регулировки производительности компрессора. С этой целью производят отключение нескольких цилиндров компрессора. В результате часть газа на линии всасывания будет проходить мимо винтовых компрессоров при помощи золотниковых клапанов.

Читайте также:  Настройка китайского регулятора оборотов

Второй способ заключается в регулировании давления в картере компрессора. Сохранить давление всасывания на заданном уровне можно при помощи регулирующего клапана. Он будет находиться в закрытом положении до тех пор, пока давление на линии всасывания не опустится ниже установленного уровня.

После оттаивания испарителя давление в картере во время запуска компрессора можно контролировать путем монтажа сервоприводного ICS (1) и пилотного CVC вентиля. Сервоприводный вентиль с пилотным управлением будет находиться в закрытом состоянии до тех пор, пока давление всасывания не станет ниже величины, заданной пилотом. Таким образом, высокое давление пара на линии всасывания, переходит в картер, гарантируя компрессору должную производительность.

Если в холодильном оборудовании давление всасывании более 17 бар, то пилотный вентиль CVC не используется. В этом случае в качестве регулятора давления выступает пилотный вентиль постоянного давления типа CVР. Как только давление всасывания достигает установленной отметки, вентиль CVР открывается, пар высокого давления проходит через сервопоршень вентиля ICS в сторону линии всасывания, после чего давление в нем снижается и вентиль закрывается. Благодаря этому давление всасывание не поднимается выше заданного уровня.

Через некоторое время после начала работы компрессор откачает значительную часть пара, и давление кипения опустится значительно ниже отметки, заданной вентилем CVР. Как только это случится, он закроется, а вентиль ICS начнет открываться. При стабильной работе системы вентиль ICS остается открытым. В то же время регуляторы REG (2) и (3) также будут пребывать в открытом положении.

Регулировка обратного течения хладагента

Для того чтобы хладагент не попадал в маслоотделитель во время остановки компрессора необходимо на выходе из него установить обратный клапан.

Запорный обратный клапан SCA (1) сочетает в себе функции обратного клапана, во время работы системы охлаждения и применятся в роли запорного вентиля. С его помощью можно также перекрывать во время обслуживания системы линию нагнетания. По сравнению с обычным запорным вентилем он имеет меньшее гидравлическое сопротивление и легко монтируется.

Выбирая запорный обратный клапан, также нужно учитывать производительность системы, а не диаметр трубопровода. Важными показателями являются условия работы при номинальной и неполной нагрузке на систему. Скорость потока в первом случае должна быть в пределах рекомендованных значений, а во втором — выше минимального уровня.

Источник