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離心式冷水機組變頻調速裝置即VSD(VariableSpeedDrive)采用獨特的控制邏輯,同步調節導流葉片開關度和電機轉速,通過變頻驅動改造,機組運行節能效果顯著。適用于賓館、醫院住院大樓等24小時運行、且晝夜冷負荷有明顯差異的場所。本文針對離心式冷水機組的變頻調速裝置,從優點、改造內容、經濟性分析三方面入手,闡述了變頻改造的可行性。
一、VSD優點
1.節能顯著
使用變頻器后,離心式冷水機組主要從兩個方面實現節能:一是部分負荷運行狀態下的節能,二是低冷卻水溫度下的節能。
①部分負荷狀態下運行的節能:
眾所周知,冷水機組99%以上的時間運行在部分負荷工況。通常,在部分負荷下,恒速離心機通過調節導流葉片開度來調節機組輸出冷量,最高效率點通常在70%~80%負荷左右,負荷降低,單位冷量能耗增加較顯著。而VSD不斷監測下列參數:冷凍水溫度,冷凍水溫度設定值,冷媒壓力導流葉片開度和電機的轉速。然后自適應容量控制邏輯定出有效的調節方法。它將優化電機轉速和PRV(導葉)的開度,使機組運行轉速最小而效率最高,能耗達到最小。
以約克500冷噸的離心機組為例,在冷卻水溫度為25℃時,恒速機和變頻機的運行參數如下表所示:
從以上圖表可以看出,在部分負荷的情況下,變頻離心機組和相同型號的恒速機組相比,其單位制冷量的能耗要低很多。這對于長期處于部分負荷的機組來說,使用變頻機組無疑給用戶節省了大量的電費。
②低冷卻水溫度狀態下運行的節能:
機組在夜間、過渡季節甚至是冬天運行時,冷卻水的溫度往往比較低。對于恒速機組,需要有恒定的工作條件,即需要有恒定的蒸發壓力和冷凝壓力。但冷卻水溫度降低后,必然使得冷凝壓力相應地降低,此時,為了滿足離心壓縮機的工作條件,只有通過關小進口導葉,減小輸氣量,從而調整離心壓縮機的工作點,以適應更低的冷凝壓力。但以上調節卻降低了機組的效率,無端地消耗了更多的能量。而使用變頻器后,則可以通過調整壓縮機的轉速,以適應冷凝溫度的變化,最大限度地利用低冷卻水溫的節能效應,達到節能的目的。
同樣以500冷噸離心機組為例,在70%負荷時,不同冷凝溫度下,恒速機和變頻機的運行參數如下表所示:
機組在低冷卻水溫下,使用變頻器有非常明顯的節能效果,且冷卻溫度越低,節能效果越顯著,當負荷變低時,這個效果還更加明顯。對于在過渡季節甚至冬季投入使用的機組來說,安裝變頻器的優越性是非常明顯的。
變頻離心機組的眾多工程應用表明:變頻離心式機組節能顯著,與恒速離心機組相比,同樣冷量的機組,使用變頻驅動,年運行費用節省30%左右。
此外,VSD還能自動修正功率因數,在機組正常運轉時保證功率因數不小于0.95。
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