YORKOptispeedVSD冷水机组原理及应用课件.ppt

1、YORK Optispeed VSD 冷水机组冷水机组(原理及应用原理及应用)内容内容n 离心式压缩机卸载控制方式离心式压缩机卸载控制方式 PRV-PRV-预旋转导流叶片预旋转导流叶片 速度控制速度控制n AC AC 逆变器逆变器n VSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？n CS CS 和和 VSD VSD 冷水机组的能耗比较冷水机组的能耗比较 气候条件气候条件 典型案例典型案例 财务分析财务分析n 特点及优势特点及优势n 应用应用离心式冷水机组离心式冷水机组离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制截流孔板截流孔板过冷器过冷器冷凝器冷凝器均流板均流板叶轮叶轮满液式蒸发

2、满液式蒸发器器RRV挡液板挡液板压焓图压焓图压力焓蒸发器压缩机冷凝器截流孔板制冷剂向大气放热制冷剂从负荷吸热PcPeHead=Pc-Pe离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制n 离心式压缩机的特点离心式压缩机的特点 最大压头和可变的流量最大压头和可变的流量 压缩机的压头取决于叶轮的齿尖速度压缩机的压头取决于叶轮的齿尖速度tip speed(D x tip speed(D x rpm)rpm)压缩机的最大速度取决于系统所需压头压缩机的最大速度取决于系统所需压头(Pc-(Pc-PePe)冷量控制方式可通过冷量控制方式可通过PRV PRV 控制或控制

3、或/和速度控制和速度控制(叶轮转叶轮转速速)来实现来实现 喘振是当系统所需压头超过压缩机能提供的压头（在喘振是当系统所需压头超过压缩机能提供的压头（在某一给定的流量条件下）时发生的一种现象。某一给定的流量条件下）时发生的一种现象。离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制Constant head Variable headn通过通过Pre-Rotation Vane(PRV)控制来卸载控制来卸载卸载时关闭卸载时关闭 PRV可扩展运行区域可扩展运行区域(从从 50%降到降到 20%)n通过速度控制来卸载通过速度控制来卸载 当负荷当负荷/压头降低时，降低叶轮转速压头降低时，降低叶轮转速 卸载区

4、域相对狭窄卸载区域相对狭窄(50%)离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制Variable headConstant head 离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制n通过速度控制卸载通过速度控制卸载 压缩机输入功压缩机输入功(能耗能耗)与叶轮转速与叶轮转速 rpm的关系的关系 随着转速的降低，压缩机输入功大幅度下降随着转速的降低，压缩机输入功大幅度下降RPM of Compressor%Energy consumption of Compressor%Energy saving%100100 100100 0 0 9090 72.972.9 27.127.1 8080 51.25

5、1.2 48.848.8 7070 34.434.4 63.763.7 n BPH=Flow x Head/Eff Since flow rpmHead rpm 2So BPH rpm 3离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制n 通过速度和导叶（通过速度和导叶（PRV）共同配合控制卸载共同配合控制卸载n 运行区域广阔运行区域广阔 节能量巨大节能量巨大 需要久经考验的控制系统和速度调节驱动装置需要久经考验的控制系统和速度调节驱动装置 当负荷当负荷/压头降低时，压头降低时，PRV全开转速降低全开转速降低 PRV 当负荷降低至当负荷降低至 70%以下时，开始关闭以下时，开始关闭PRV 还有很多

6、优势将在稍后提及还有很多优势将在稍后提及离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制Compressor MapSurge line of non-PRVConstant head Reduced head AC 逆变器简介逆变器简介AC Power inDCAC Power outVSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？n通过速度和导叶（通过速度和导叶（PRV）共同配合控制卸载共同配合控制卸载 硬件硬件:压头探头压头探头,温度探头温度探头,PRV 位置探头位置探头,喘振探头和转速（喘振探头和转速（rpm）探探头头 VSD 装置装置 ACC(Adapted Capacity Con

7、trol)软件软件(控制逻缉控制逻缉)ACC读取全部信息从而了解机组的运行状况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绘制出精确的机组喘振点图 允许机组在喘振点附近运行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使得机组在最低速度下运行从而确保效率最高VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？输入输入输出输出比较比较电机速电机速度逻辑度逻辑冷冻水出水温度冷冻水出水温度温度设定值温度设定值温度温度偏差偏差点饥速度信号点饥速度信号给逻辑给逻辑P.C.B.PRV控制逻辑控制逻辑PRV 控制信号控制信号（开启或关闭）开启或关闭）比较比较压头和最压头和

8、最小转速小转速探头探头MIN.转速转速PRV位置位置实际电机速度实际电机速度速度余量速度余量冷凝压力冷凝压力蒸发压力蒸发压力导叶导叶电动机电动机刹车刹车-导叶导叶油门油门-电动机电动机定速驱动系统定速驱动系统 刹车用作减速刹车用作减速 加速器固定在底板上加速器固定在底板上变速驱动系统变速驱动系统 可完全控制加速器可完全控制加速器 必要时可踩刹车必要时可踩刹车VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？Relationship between Capacity,RPM&PRV Opening最小转速最小转速定速定速全开全开最大冷量最大冷量最小冷量最小冷量控制线控制线全关全关1/2导叶开度

9、导叶开度喘振区喘振区防喘振设置防喘振设置速度控制速度控制VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？定速定速 变速变速自适应冷量控制逻辑自适应冷量控制逻辑优化压缩机效率优化压缩机效率降低电机转速降低电机转速优化优化 PRV 位置位置能耗降低能耗降低负荷降低，负荷降低，PRV 关闭关闭电机转速恒定电机转速恒定VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？约克变频驱动器约克变频驱动器(VSD)特点及优势特点及优势年节能年节能30%30%延长机组使用寿命延长机组使用寿命维修、保养方便

10、维修、保养方便 降低辅助设备投资降低辅助设备投资 完善的电器保护完善的电器保护 宁静运行宁静运行CS 与与 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较压力焓蒸发器压缩机冷凝器截流孔板制冷剂向大气放热制冷剂从负荷吸热PcPeHead=Pc-PeCS 与与 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较n 为什么一台为什么一台 VSD 驱动的冷水机组可以节约能耗和年运行驱动的冷水机组可以节约能耗和年运行费用？费用？n 由于室外温度由于室外温度(干球干球/湿球温度湿球温度)随时间和季节的变化而变随时间和季节的变化而变化化n 只有只有 1%的运行时间机组处于设计工况下的满负荷运行的运行时间机组处于设计工况下的

11、满负荷运行n VSD 冷水机组能充分利用低冷却水温度带来的优势（压冷水机组能充分利用低冷却水温度带来的优势（压头低头低-转速降低转速降低-能耗降低）能耗降低）香港香港 2001 气象资料气象资料CS 与与 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较0510152025303540131517192123252729313335Highest TemperatureDays024681012%Days%About 1%of chiller run hours are at design full-load!共计共计 365 天天n举例说明（根据香港气象资料）举例说明（根据香港气象资料）CS Chi

12、llerVSD Chiller%LoadECWTKW/TONKW/TON%SAVED 10089.60.667 (A)0.670(A)-0.45 75770.578(B)0.476(B)17.6 5067.50.603(C)0.353(C)41.5 25650.800(D)0.440(D)45NPLV0.5640.36236CS 与与 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较年节约能耗年节约能耗 36%NPLV=1/(0.01/A+0.42/B+0.45/C+0.12/D)n 例例 1.办公楼办公楼(单台机组单台机组)Mon.-Sat.08：00-20：00,Mar-Nov总的运行小时数：总的

13、运行小时数：2830CS 机组年能耗机组年能耗 2830 x 600 x 0.564=957,672 kwhVSD 机组年能耗机组年能耗 2830 x 600 x 0.362=614,676 kwh年节约能耗年节约能耗 342,996 kwhE saving=kwh saving x E rate=236,667$年能耗年能耗/节约费用节约费用 236,667$CS 与与 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较CS 与与 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较n 例例 2.宾馆宾馆(单台机组单台机组)Mon.-Sun.00：00-24：00,Mar-Nov 总的运行小时数：总的运行小时数：

14、6600 CS 机组年能耗机组年能耗 6600 x 600 x 0.564=2,233,440 kwh VSD 机组年能耗机组年能耗 6600 x 600 x 0.362=1,433,520 kwh 年节约能耗年节约能耗 823680 kwh E saving=kwh saving x E rate=551,944$年能耗年能耗/节约费用节约费用 551,944$0.30.40.50.60.70.80.91.01.1100%80%60%40%20%LoadkW/tonConstant SpeedVariable Speed变速离心式冷水机组变速离心式冷水机组节能节能30%恒速变速负荷CS 与与

15、 VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较n多台配多台配 VSD 的冷水机房的冷水机房一般来讲，一个冷水机房往往有多台冷水机组一般来讲，一个冷水机房往往有多台冷水机组当室外温度当室外温度/负荷降低时，冷水机组会一台一台负荷降低时，冷水机组会一台一台地关机地关机 当室外温度当室外温度/负荷降低时，压头也会降低负荷降低时，压头也会降低VSD 冷水机组能充分利用低压头的优势节约能冷水机组能充分利用低压头的优势节约能耗耗CS 冷水机组不能象冷水机组不能象VSD 冷水机组一样利用得那冷水机组一样利用得那么充分么充分 特点与优势特点与优势 n 工厂安装的工厂安装的VSD冷水机组的标准特性冷水机组的标准特性

16、工厂安装工厂安装断路器断路器UL 列出的接地保护列出的接地保护所有所有VSD数据都显示在冷水机组图形化控制面板上数据都显示在冷水机组图形化控制面板上单点电源线连接单点电源线连接无须额外的占地空间无须额外的占地空间n 运行优势运行优势 最小可低至最小可低至 30 Hz时的转速时的转速 在所有负荷工况下总的功率因数都大于等于在所有负荷工况下总的功率因数都大于等于0.95 如果选择滤波器的话，总功率因数将大于等于如果选择滤波器的话，总功率因数将大于等于0.98 可代替启动器可代替启动器 降低启动冲击电流，使之低于降低启动冲击电流，使之低于100%FLA 启动间隔时间为启动间隔时间为-3 mins 减

17、少驱动系统的摩损减少驱动系统的摩损 运行宁静运行宁静特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势n 软启动软启动可替代启动器可替代启动器从从1Hz开始启动开始启动从不超过从不超过 100%FLA对冲击电流具有非常好的限制能力对冲击电流具有非常好的限制能力(改造项目改造项目,变压器容量小、变压器容量小、发电机容量小发电机容量小)05102040100%200%300%400%500%Motor FLA(%)Time(sec)星三角启动器星三角启动器Optispeed VSD冲击电流冲击电流特点与优势特点与优势n 安全性能安全性能 过载保护过载保护 欠电压保护欠电压保护 马达马达3 相过电流探头相过电

18、流探头 单相保护单相保护 相序保护相序保护 高温保护高温保护约克变频驱动器约克变频驱动器(VSD)特点及优势特点及优势年节能年节能30%30%延长机组使用寿命延长机组使用寿命维修、保养方便维修、保养方便 降低辅助设备投资降低辅助设备投资 完善的电器保护完善的电器保护 宁静运行宁静运行约克约克 VSD 经验丰富经验丰富 第三代产品第三代产品 第一台第一台VSD于于1979年安装年安装 迄今已售出超过迄今已售出超过2300台台VSD应用应用 n 出赤道地区以外，可应用于地球上每一个有出赤道地区以外，可应用于地球上每一个有A/C 的地方的地方n 适用于所有制冷剂适用于所有制冷剂R123/R134a/

19、R22n 冷量范围宽冷量范围宽 150 to 1400(60Hz)/150 to 1000(50Hz)n 工厂组装工厂组装(机组上安装机组上安装)York YT/YKn 改造项目改造项目(地面安装地面安装)York YT/YKYork YT 冷媒转换冷媒转换York 驱动系统改造驱动系统改造 机组上安装机组上安装 工厂接线工厂接线 工厂接管工厂接管工厂安装工厂安装VSD应用应用 改造工程改造工程 地面安装地面安装 50 max.拉线长度拉线长度 现场接线现场接线 现场接管现场接管 增压泵增压泵VSD应用应用 YORK OptiSpeed TM Variable Speed Drive节约能耗节约能耗/节约运行费用节约运行费用