Давление конденсации

О «плавающем» давлении конденсации.

При проектировании парокомпрессорной установки важным является вопрос регулирования давления конденсации. Для повышения энергоэффективности холодильных систем ступенчатое регулирование прессостатами заменяется плавным с применением преобразователей частоты (ПЧ). Это возможно для температур конденсации выше 200С (все выкладки приводятся для R404A), так как эта температура является минимально допустимой для большинства компрессоров. Но длительная работа на границе применения недопустима, поэтому в расчётах будем использовать значение 250С.

Необходимость поддерживать минимальное давление конденсации при низких температурах окружающей среды (для преодоления гидравлического сопротивления системы) приводит к обязательному применению в природных условиях России «комплекта зимнего регулирования» давления конденсации, например KVR+NRDили ICSфирмы Danfoss, совместно с ПЧ.

Существует два метода плавного регулирования давления конденсации при помощи ПЧ:

  • С фиксированной уставкой  (используется один датчик на линии высокого давления);
  • С плавающей уставкой (один датчик на линии высокого давления , второй измеряет температуру окружающей среды).

Основное различие этих методов заключается в том, что в первом случае отслеживается установленное значение температуры конденсации, а во втором – разность температур.

Регулирование с фиксированной уставкой, настраиваемой, как правило, на расчётное значение температуры конденсации (например, 450С), обычно применяется для уменьшения энергопотребления вентиляторами конденсатора. Но одновременно такая уставка температуры конденсации ведёт к росту энергопотребления компрессором из-за увеличения разности давления нагнетания и всасывания. При этом повышение энергопотребления компрессором, как правило, больше уменьшения энергопотребления вентиляторами.

Эту проблему решает плавающая уставка давления конденсации, при которой ПЧ стремится поддерживать заданную разность между показаниями датчиков температуры окружающей среды (преобразуется в давление) и давление конденсации.

Для сравнения эффективности двух описанных методов был проведён расчёт агрегата на базе компрессора ВОСК HGX34e/380-4Sс использованием программы PackColculationIIv3.06. Разность температур для метода с плавающей уставкой принималась, исходя из рекомендаций, 15К; для метода с фиксированной уставкой значение уставки температуры конденсации было принято 250С. Такая минимизация уставки позволяет уменьшить степень сжатия в компрессоре, но приводит к перерасходу энергии, потребляемой вентиляторами конденсатора, так как большую часть времени вентиляторы работают с номинальной частотой вращения. При превышении уставки вентиляторы конденсатора продолжают вращаться на номинальной частоте.

Результаты расчёта сведены в таблицу, из которой следует, что система с плавающей уставкой давления конденсации потребляет при заданных условиях на 141 кВт.ч (0.5 % от общего энергосбережения) больше, чем система с фиксированной минимальной уставкой. Соответственно с точки зрения энергоэффективности в данном случае целесообразно применять именно метод регулирования с фиксированной минимальной уставкой (значение уставки должно быть минимально возможным). Такой вывод объяснимакой вывод объясним: при минимальной уставке разность между температурой конденсации и температурой воздуха на входе в конденсатор определяется характеристиками конденсатора, который подбирается с коэффициентом запаса. При плавающем значении уставки эта же разность задаётся вручную, исходя из рекомендаций, без учёта реальных характеристик подобранного конденсатора, что приводит к росту давления конденсации, большей степени сжатия в компрессоре и в конечном итоге к перерасходу энергии системой в целом.

параметрС фиксированной уставкойС плавающей уставкой
Энергопотребление вентиляторов конденсатора за 1 год, кВт.ч17211145
Энергопотребление компрессоров за 1 год, кВт.ч2856129278
Суммарное энергопотребление за 1 год, кВт.ч3028230423

Снижение уставки температуры конденсации на преобразователе частоты с 45 до 250С (или ниже, если это возможно) позволяет достичь значительной экономии электроэнергии, превосходящей экономию от перехода на плавающую уставку давления конденсации. При правильном проектировании системы с ПЧ применение плавающей уставки давления конденсации нецелесообразно.

Добавить комментарий