!
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
Frekvensomformarens fördelar Steglös varvtalsreglering Steglös kapacitetsreglering Ökad kapacitet genom högre varvtal än det asynkrona Minskad risk för snabba tryckändringar Anpassning av kylbehov mot kapacitet lägre antal starter och stabilare tryck och temperaturer Mjukstart Kraftig reducering av startströmmar Startström 100 till 160 % of RLA Startavlastning behövs ej Minskad mekanisk belstning på kompressorn Minskad risk för olje- och vätskeslag vid start
VSD / sugtrycksreglerad - vs.- konstant varvtal // On/Off 0.1 bar VSD Konstant varvtal Source: FrigoPack (www.frigokimo.com)
Frekvensomformarens baksidor Steglös varvtalsreglering Fler frihetsgrader vid konstruktion och drift» ställer större krav på användaren Risk för smörjproblem» Oljeåterföring och gashastigheter Ökad kostnad för installation Ökade förluster» Priset på frekvensomriktare» Frekvensomriktarens egenförluster
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
Frekvensomformaren Kylkompressor till / från Varvtal, styrning via 0-10 V eller 4-20 ma Styrning med sugtryck Styrning med temperatur Andra lösningar
Andra lösningar
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
De flesta kompressorer klarar 30-50 Hz Med 25 % överkapacitet på elmotorn kan man använda max 60 Hz på en 50 Hz-motor 2-cylindriga klarar min frekvens på 30 Hz 4- och 6-cylindriga klarar min frekvens på 25 Hz Med utredning och val av specialmotor kan max frekvens 75 Hz användas Specialkonstruerade kompressorer 25-87 Hz. Max frekvens begränsas normalt av elmotorns kapacitet och kompressorns oljeutkastning Min frekvens begränsas normalt av motorns kylning (suggaskylning eller fläkt på motoraxel) och rörledningarnas dimensionering och dragning
Semihermetiska kompressorer Allmänt Motorval / Spänning & frekvens för 50 Hz Standard Motor (400 V-3-50 Hz) Användbar till 60 Hz (400V) om 25 % överkapacitet finns vid 50 Hz Special Motor (400 V-3-60 Hz eller 230 V-3-50 Hz) för transynkron drift med full last Anmärkning: Beakta högsta matningsspänning (400 V / 50 Hz) Större inverter krävs (ökat effektuttag) Notera: Beroende på inverterns konstruktion och kvalitet kan extra kapacitet behövas för motorn
Kyleffekt (kw) Varvtal (rpm) synkront Frekvens (Hz) 5 750 25 6 900 30 8 1200 40 10 1500 50 12 1800 60 14 2100 70 16 2400 80 17 2610 87 Exempel: Kylbehov 14 kw Kompressor varvtal n max = 2100rpm Välj 50/70 Hz x 14 = 10 kw kompressor Motoreffekt 70/50 Hz x 4 = 5,6 kw Kompressor varvtal n min = 900rpm dvs 30 Hz Kyleffekt min = 6 kw Utgå från det erforderliga kylbehovet. Beakta användningsområdet. Om det är kylbehovet vid max kyleffekt som är viktigast eller om drift vid dellast kommer att användas mest. Bestäm dimensionerande kyleffekt Välj kompressor och varvtal med avseende på kyleffekt Ta fram tekniska data för vald kompressor och gå vidare till Beräkning av motoreffekt. Motoreffekt (kw) Varvtal (rpm) synkront Frekvens (Hz) 2,0 750 25 2,4 900 30 3,2 1200 40 4,0 1500 50 4,8 1800 60 5,6 2100 70 6,4 2400 80 7,0 2610 87
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
Varvtal hos en asynkronmotor n Motor = f x 60 antal polpar n slip Spänning / frekvens U / f = konstant Reducering av frekvensen leder till lägre lindningsmotstånd Om spänningen inte anpassas ökar motorströmen mättas motorn magnetiskt, vilket kan resultera i överhettning
Samband mellan effekt, spänning & varvtal Possitivt deplacement ger ett konstant moment, M, under varvtalsändring Upptagen effekt, P, är proportionell mot varvtalsändringen, n M = [Nm] P = U x I x 3 x cosϕ W P x 9,55 n (1/min) * hos fläktar och pumpar ändras M med kvadraten på n
M = U x I x 3 x cosϕ x 9,55 n [Nm] ~ konstant Motorströmmen konstant vid alla varvtal Över matningsspänningen ökar strömmen med varvtalet! risk för överbelastning av motorn
! "#$$%&%'$() 100 [%] Moment M (U/f = konstant) Effekt P Exempel 80 60 Torque M (U/f:) 40 20 0 Om motorn har överkapacitet Specialmotor (spänning) behövs 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Frekvens [Hz] 0 100 200 300 400... 400 Spänning [V]
! "#$$%&%'$() 100 [%] 80 60 Max. Moment M Ström I (max.) Ström* Moment* * Exempel med 80% belastning och 50 Hz och varvtalsområde 25 to 60 Hz 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Frekvens[Hz] 0 100 200 300 400... 400 Spänning [V]
400 Spänning [V] A B C 300 200 Nominell spänning: A 400 V-3-50 Hz 100 B 400 V-3-60 Hz C 230 V-3-50 Hz 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 87 frekvens [Hz]
*&$%&%'$() [%] 180 160 140 120 100 Moment M 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Frekvens [Hz] 0 50 100 150 200 230 300 350 400 Spänning [V] 87
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
+,, Pulse Amplitude Modulation Pulse Width Modulation L1 L2 L3 likriktare ovandlare växelriktare Motor 3~ kontrollkrets signal Drossel (EMC) Filter och skärmad kabel
Följ Invertertillverkarens krav på anslutning till nät och kompressor Inverter väljs efter effekt och strömmar (10% reserv) Startström under 60 sek 2 (2cyl), 1,6 (4cyl) och 1,5 (6cyl) ggr större Spänningsökning vid start Beakta kraven på anslutningskabel och längd från tillverkare!! Kan skapa problem med oljud från motor och isolationsfel. Rekommenderad U peak är 1.300 V Rekommenderad gräns för spänningsökning du/dt är 2.500 V/µs Ramptid 1-3 sek till min. varvtal Skärmad kabel (inkl. jord) från inverter till motor Kabelarea vid 230 volt! se diagram
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
- ) Kompressorer för frekvensomformare Semi-Hermetiska 2KC-05.2 till 6F-50.2 2-Stegs kompressorer Öppna kompressorer 2T.2 till 6F.2 2NA till 6FA Transport kompressorer 2-Stegs Kompressorer
- ) Almänna krav och riktlinjer Frekvens och arbetsområden Se Bitzer KT-120-1 för modeller och arbetsområden Oljeåterföring Rördimensionering, d rör = f(q 2^½ ) och w = F(Q 2 ) Oljeutjämning och oljeförsörjning (Tandemkompressorer) Kritiska frekvenser och varvtal Beroend på driftpunkt och insatsområde kan egensvängning förekomma i Kompressor och anslutande rör Kopplingar Remkopplingar Öppna Kompressorer Undersökning genom provkörning Kritiska frekvenser måste programeras bort i aktuell inverter
- ) Motorkod -40P är standard för 4VCS 6F Partwinding motor (PW) Y/YY = 400/3/50 (460/3/60) Motorkod -40S är standard för 2KC 4CC Stjärn-triangel-motor (Y -motor) ger Y = 400/3/50 och = 230/3/50 Beakta motorström vid 230 V är 1,73 x I 400V Se i Bitzer software Specialmotor för 4VCS 6F är Y -motor -40P är standard, beakta tillgången på reservdelskompressorer för specialspänningar
- ) / Välj kolvkompressor / Välj köldmedium / Välj kompressormodell / Välj kompressorstorlek/sök effekt / Ange driftpunkt / Använd frekvens knappen att söka olika kyleffekter / Jämför max- och min. kyleffekter Exempel med BITZER Software
- ) Färdig serie VLT för Bitzer BITZER V (m 3 /h) 50Hz P MAX (kw) Ström MAX (A) 400V Danfoss VLT Nr IP55 4JE-13Y-40P 63,5 11,0 18,8 FC-103P15KT4E 134F7489 4JE-15Y-40P 63,5 19,0 30,8 FC-103P30KT4E 134F7679 4JE-22Y-40P 63,5 21,0 37,2 FC-103P30KT4E 134F7679 4HE-15Y-40P 73,7 13,0 21,4 FC-103P18KT4E 134F7677 4HE-18Y-40P 73,7 22,0 36,7 FC-103P30KT4E 134F7679 4HE-25Y-40P 73,7 25,0 44,0 FC-103P37KT4E 134F7680 4GE-20Y-40P 84,6 16,0 24,6 FC-103P22KT4E 134F7678 4GE-23Y-40P 84,6 27,0 43,9 FC-103P37KT4E 134F7680 4GE-30Y-40P 84,6 28,0 51,2 FC-103P45KT4E 134F7681 4FE-25Y-40P 101,8 19,0 30,5 FC-103P30KT4E 134F7679 4FE-28Y-40P 101,8 31,0 52,8 FC-103P45KT4E 134F7681 4FE-35Y-40P 101,8 35,0 62,1 FC-103P55KT4E 134F7682 6JE-22Y-40P 95,3 16,0 26,6 FC-103P22KT4E 134F7678 6JE-25Y-40P 95,3 27,0 46,4 FC-103P37KT4E 134F7680 6JE-33Y-40P 95,3 30,0 53,2 FC-103P45KT4E 134F7681 6HE-25Y-40P 110,5 19,0 31,3 FC-103P30KT4E 134F7679 6HE-28Y-40P 110,5 33,0 53,2 FC-103P45KT4E 134F7681 6HE-35Y-40P 110,5 36,0 64,4 FC-103P55KT4E 134F7682 6GE-30Y-40P 126,8 23,0 38,0 FC-103P30KT4E 134F7679 6GE-34Y-40P 126,8 40,0 65,5 FC-103P55KT4E 134F7682 6GE-40Y-40P 126,8 42,0 73,9 FC-103P75KT4E 134F7684 6FE-40Y-40P 151,6 27,0 48,5 FC-103P37KT4E 134F7680 6FE-44Y-40P 151,6 46,0 83,2 FC-103P75KT4E 134F7684 6FE-50Y-40P 151,6 51,0 96,2 FC-103P75KT4E 134F7684
- )" Med påbyggd frekvensomformare BITZER Varispeed V (m 3 /h) vid 87Hz Ström (A) till FI 400V Max effekt (kw) Anmärkning R134a 2DC-3.F1Y 23,7 15 9 30 87Hz 4FC-5.F1Y 30 20 11 25 87Hz 4EC-6.F1Y 40,1 22 12 25 87Hz 4DC-5.F1Y 47,3 28 17 25 87Hz 4CC-6.F1Y 57,4 22 12 25 87Hz 4VES-6.F3Y 61,3 17 11 25 87Hz 4TES-8.F3Y 73 20 12 25 87Hz 4PES-10.F3Y 85,6 23 14 25 87Hz 4NES-12.F3Y 99,2 27 17 25 87Hz R404A 2DC-3.F1Y 23,7 15 9 30 87Hz 4FC-5.F1Y 30 20 11 25 87Hz 4EC-6.F1Y 40,1 22 12 25 87Hz 4DC-7.F1Y 47,3 28 17 25 87Hz 4CC-9.F3Y 57,4 34 21 25 87Hz 4VCS-10.F4Y 61,3 35 22 25 87Hz 4TCS-12.F4Y 73 42 26 25 87Hz 4PCS-15.F4Y 85,6 48 30 25 87Hz 4NCS-20.F4Y 99,2 55 36 25 87Hz
- ) Beakta insatsområdet vid inverterdrift
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
./ Beräkna alltid lägsta gashastighet i sugstammen. Korrigera ledningsdiameter med avseende på gashastighet vs tryckfall. Om oljeåterföringen inte fungerar vid låga varvtal måste det införas en funktion i styrningen som varvar upp kompressorerna med jämna intervall. Låt kompressorn gå med fullt varvtal i 40 60 sek någon gång per timme. Efter start bör kompressorn gå upp på högt varvtal i ca 40 sek. Använd oljenivåregulatorer till kompressorer i parallellkoppling om möjligt. Tandemkompressorer utrustas alltid med extern olje- och gasutjämning även om de har gemensamt oljetråg.
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
0"," Rörsystemet kräver extra uppmärksamhet vid drift med frekvensomformare. Kyleffekten varierar med en faktor 1 till 3,5. Den medför att gashastigheten kommer att variera i samma utsträckning. Använd ett rördimensioneringsprogram och beräkna rörsystemet för den dimensionerande driftpunkten. Beräkna rörsystemet igen med min och max effekt. Justera sedan vid behov rördimensionerna. Det gäller att hålla upp gashastigheten i sugstammen. Men samtidigt vill man inte ha för stora tryckfall. Då förlorar man kyleffekt och får ett sämre COP.
0"," Rekommenderade hastigheter och tryckfall i rören: Sugledningen Min hastighet 7m/s i stigare Min hastighet i horisontella rör 5m/s Max hastighet 20m/s (risk för oljud) Max tryckfall ca 1-2K Hetgasledning Min hastighet 5m/s i stigare Max hastighet 20m/s (risk för oljud) Max tryckfall 1K Vätskeledning Max hastighet 1 m/s Gashastigheten är proportionell mot kyleffekten
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
1 Kritiska varvtal och varvtalsområde driftpunkt och belastning kan ge egensvängningar inom vissa varvtalsområden för kompressor & rör Undersökning i samband med igångkörning Kritiska varvtal måste programeras bort Använd alltid skärmad kabel mellan frekvensomformare och kompressor Använd inte längre kabel än vad tillverkaren rekommenderar Dimensionera kabelarean efter rätt spänning och effekt Tänk på att strömmen vid 230V blir 1,732 ggr större än vid 400V och lika effektuttag. Kritisk Rörlängd kan beräknas för de svårare fallen Se till att aggregaten sitter fast i stabil byggnad
1 Förångningstemperatur Suggastemperatur Kondenseringstemperatur Hetgastemperatur Underkylning före expansionsanordning Överhettning över förångare Omgivande eller utomhustemperaturen Köldbärartemperatur in/ut Kylmedeltemperatur in/ut Matningsspänning (till frekvensomformaren) Motorströmmar (före frekvensomformare) Bortprogrammerade frekvenser Tid för loggning och intervall mellan mätpunkterna. Kör minst 30 minuter om det är möjligt. Använd 10 sekunders intervall Datum för mätning och vem som utfört mätningen
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
.2 3.4 0155 B3 Styrning till frekvensomformare F1 Huvudsäkring F2 Kompressorsäkring F3 Manöversäkring F4 Oljetrycksvakt (för kompressor med oljepump) F5 Högtrycksvakt F6 Lågtrycksvakt F12 Säkring till vevhusvärmare H1 Signallampa Övertemperatur H2 Signallampa Lågt oljetryck K1/K3 Motorkontaktor K8/K9 Hjälprelä K2T Tidrelä startfördröjning M1 Kompressor N1 Frekvensomformare Q1 Huvudbrytare R1..R6 PTC givare i motorlindning R7 PTC givare hetgas R8 Vevhusvärmare S1 Manöverbrytare S2 Återställning Y2 Magnetventil vätskeledning 1 Kompressor urkoppling 2 Kompressorstart 3 Driftindikering av kompressor från frekvensomformare 4 Felindikering frekvensomformare
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare - Bitzerkompressorer Oljeåterföring Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling Driftström vid drift med frekvensomformare - exempel
-" Förutsättningar: Det föreligger ett kylbehov på 15 kw kyla vid +40/-10 ºC. Överhettning/underkylning ska vara 10K/2K. Systemet har tre individuellt reglerade förångare och kommer att ha flytande kondensering. Välj kompressor och omformare om max 70 Hz är tillåtet och R134a är köldmedium. Räkna ut motsvarande kyleffekt för 50 Hz, om vi antar att 15 kw är vid max varvtal. 50/70*15=10,7 kw Sök kompressor ur Bitzer Software. Välj 4VES-6Y-40P. Kontrollera strömmen vid 70Hz och jämför med motordata. 6,94 A*7/5=9,7 A. Max ström för motorn 9,5 A! För stort! Går inte! Välj större motor: 4VES-10Y-40P. Tar ström i driftpunkt 8,43 A Max ström vid 70Hz blir då 8,43*7/5=11,8 A. Max ström motor 17,6 A. OK! Beräkna motoreffekt. 3,78 kw*7/5=5,3 kw. OK! Beräkna worst case, i detta fall en varm dag efter stillestånd. Tc/To=+50/+10 ºC. Motorström från Software blir 10,78 A. Vid maxvarv 10,78*7/5=15,1 A. OK! Max motoreffekt 5,81*7/5=8,1 kw. OK! Beräkna startström för frekvensomformare. 10,78*1,6 (4-cyl)=17,2 A Välj frekvensomformare efter effekt, max ström vid start samt max motorström. Ta inte till för snålt, alla parametrar måste klaras av frekvensomformaren. I detta fall en FC-103P11KT4
2,
2,
2, 5 6 200 kw Chiller
Allmänt om varvtalsstyrning Driftstrategi Val av kompressor Val av elmotor Val av frekvensomformare Oljeåterföring Kyleffekt och varvtalsområde 400 eller 230 volt Max motorström och effekt Startström För min- och max kyleffekt Kylsystemet - Rördimensionering och rördragning Igångkörning Elschema och inkoppling» Egensvängningar, kritisk rörlängd
,6 7 +87