冷凝压力PC
压头=PcPe
蒸发压力Pe
压焓图
制冷剂向大气放热
冷凝器
截
流 孔
压缩机的压缩过程
板 蒸发器
降低压头 减少压缩机功耗
制冷剂从负荷吸热 焓
减少能耗
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
34
一.离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
35
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%)
36
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
37
一.离心式压缩机的卸载控制
轿车的驱动系统分析
刹车 -导流叶片 油门- 电机
38
导流叶片 电机
一.离心式压缩机的卸载控制
恒速
• 加速器固定在地板上 • 用刹车来减速
导流叶片 电机
一.离心式压缩机的卸载控制
变速
• 主要依靠加速器来控制 • 只在需要的时候用刹车
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
RPM of Compressor
%
100
90 80
Energy consumption of Compressor
为此, 我们需要VSD变频驱动装置!!!
42
二.VSD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
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
31
一.离心式压缩机的卸载控制
叶轮
均流板 冷凝器
过冷器
PRV
挡液板
满液式 蒸发器
32
截流孔板
一.离心式压缩机的卸载控制
压 力
46
机组卸载过程： ab cd 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
三.VSD变频驱动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；
47
三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势
11.52
0.501
0.432
13.77
0.518
0.419
19.11
0.563
0.429
23.80
0.682
0.481
29.47
1.099
0.665
39.49
变速驱动机组在低负荷时，其KW/TR值明显低于恒速机组，其最 高效率点在40%-50%负荷左右。
51
kW / ton
100%
80%
三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势
% 100
72.9
51.2
70
34.4
Energy saving
%
0 27.1 48.8 63.7
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.
49
三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势
VSD机组节能关键 --优先降低转来自卸载% 转速 100 90 75 50
%输入功率 100 73 42 12
50
三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势
MILLENNIUM离心机 -变速驱动与恒速驱动机组的比较
• % Load • 100 • 90 • 80 • 70 • 60 • 50 • 40 • 30 • 20 • 10
•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
43
二.VSD变频驱动装置的工作原理
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。
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.
48
三.VSD变频驱动装置的特点和运行优势
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
--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。
ECWT 85.0 82.5 80.0 77.5 75.0 72.5 70.0 67.5 65.0 62.5
KW/TON(恒速) KW/TON(变速) %SAVED
0.560
0.585
-4.46
0.533
0.537
-0.75
0.510
0.497
2.55
0.498
0.466
6.43
0.495
0.438
优化电机转速
优化导流叶片的开度
二.VSD变频驱动装置的工作原理
输入端
冷冻水出水温度 温度设定值
比较
温度偏差
输出端
电机速 度逻辑
点击速度信号 给逻辑P.C.B.
PRV位 置
冷凝压力 蒸发压力
压头/最 小转速 MIN.
探头 转速
比较
PRV 控制逻辑
速度余量
PRV 控制信号 （开启或关闭）
实际电机速度
二.VSD变频驱动装置的工作原理
1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
Load 负荷
60%
40%
20%
Constant Speed 恒速 Variable Speed 变速
节能30%
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