论文部分内容阅读
【摘要】通过对国内生产的典型的电机产品进行研究,双级螺杆式压缩机的COP产值高于双级活塞式压缩机。不同方案配置的电机,其功率具有明显的不同,活塞式压缩机与螺杆式压缩机相比,前者的电机总功率明显大于后者。在制冷系统的设计选型的过程中,应该根据不同压缩机不同的选型方案和电机功率进行针对性的优化。本文就双级活塞式压缩机和双级螺杆式压缩机的应用现状进行分析,探讨两者制冷压缩机的性能,并研究压缩机的优化策略,根据国产电动机的技术发展情况,对压缩机配置电机进行优化,并通过运用实例进行分析,以便促进制冷压缩机的节能优化效果的提高。
【关键词】双级制冷压缩机;配置;节能优化
中图分类号:TE08文献标识码: A
0.引言
制冷压缩机是制冷系统中的重要组成部分,压缩机的功能和特征决定了制冷系统的特征和能力。在某种程度上,制冷系统的设计和配置主要在压缩机的能力中体现出来。世界各国都在致力于制冷压缩机的研究,随着新的研究成果不断的出现,压缩机的性能水平在不断的提升[1]。压缩机在制冷系统中是能耗最大的部件,不同的压缩机的配置,产生的投资和运行经济性也就不同。本文根据目前螺杆式压缩机和活塞式压缩机的典型产品进行研究,从工程使用的角度分析,研究压缩机的节能优化配置。
1.活塞式和螺杆式压缩机的应用现状
工业制冷通常使用活塞式和螺杆式压缩机,尤其在冷库制冷系统中最常用。在上世纪九十年代,我国冷库常用活塞式压缩机,在九十年代后,螺杆式压缩机的运用范围逐渐扩大。笔者对我国东部某地十几家冷藏企业采用的压缩机进行调查分析,使用活塞式压缩机的厂家较多,就占有总比率的78%,另外,也有少数厂家同时使用这两种压缩机。对我国西部某地的使用冷库的厂家进行调查分析,70个冷库使用压缩机的有65家,其中采用螺杆式压缩机的仅有5家,大部分都采用活塞式压缩机。根据国外发达国家使用压缩机的情况分析,大多数冷库使用的是螺杆式压缩机。因此可以看出,我国的冷冻冷藏企业在压缩机的选取方面,与发达国家相比具有较大的差距[2]。
2.活塞式和螺杆式压缩机的性能研究
在以往,我国冷库低温冷藏和冻结均采用零下33℃和零下28℃的蒸发温度,通常运用单机双级活塞式制冷压缩机。笔者对双级压缩机典型工况进行分析,根据市场的产品,活塞式压缩机选用的是国产125、170、250系列的单机双级制冷压缩机。其主要性能为制冷量随着型号的加大而增加,轴功率也随着型号的加大而增加,其中国产250型号的轴功率明显比国产125和170的要大。国产250的电机功率最大,最高达到400KW。另外,螺杆式压缩机选用的是大冷单机双级压缩机。性能主要为制冷量、轴功率、电机功率均随着型号的加大而增加,螺杆式压缩机和活塞式压缩机在同一型号的情况下,螺杆式的制冷量和电机功率均大于活塞式压缩机。在相同温度的情况下,螺杆式压缩机的COP值明显优于活塞式压缩机的COP值。由此可以看出,选用螺杆式压缩机比活塞式压缩机具有较明显的节能优化效果。另一方面,大多数企业在选用制冷压缩机的时候,比较重视压缩机的价格,忽视了压缩机的运行效率[3]。实际上,压缩机的运行效率决定其运行的费用,COP值增加了多少就等于节约了多少的电能。尤其是针对冷库运行装置,需要全年正常运行,如果选用螺杆式压缩机,全年就可以节约较多的电能,节能效益比较明显。
3.压缩机的台数优化策略
其一,工程上压缩机台数选择应遵循的原则。当制冷压缩机的类型确定后,就需要选择压缩机的数量。确定压缩机的数量需要遵循一定的原则。首先配备的压缩机应当尽量的减少,以便简化系统,方便操作管理。但压缩机的总数量不应少于两台,确保在负荷变化时能够进行及时的调节。在检修的时候,能够确保有一台正常运行。其次,在通常情况下,制冷压缩机的配置总制冷量要根据生产要求为标准,不需要考虑备用机。另外,在实际选择的过程中,需要根据实际工程的具体情况进行分析。制冷工程中实际热负荷通常会随着外界条件的变化而变化,在运行的过程中需要不断调节压缩机的制冷量。在工业中使用活塞式压缩机一般会设有能量调節装置,用来分档调节制冷量。螺杆式压缩机设有调阀,能够在较大范围内调节制冷量。在压缩机的容量调节中,气体的压缩功能随着容量的减小而减少,但整体的压缩机的机械损耗维持不变。因此,在使用多台式压缩机的时候,可以在低负荷的调节工况的情况下,进行节能优化。
其二,多台压缩机系统的效益。在同一系统中分别使用一台压缩机和四台压缩机时,比较压缩机的卸载特性。当冷量调节到百分之五十的时候,单机所需功率为满负荷的百分之七十五,四台压缩机系统可以停止使用两台,所需要的功率为满负荷的百分之五十。负荷变化范围越大,多台压缩机系统的节能效果就会更好。在实际工程中,各种制冷系统部分负荷运行的时间占有的比例较大[4]。因此,在使用多台型系统时具有较好的运行节能效果。多台型系统也有不足之处,例如在使用多台型系统的时候,必须使得每台压缩机尽量缩小化。
4.国产电动机的技术研究和压缩机配置电机的优化方案
压缩机配置的电动机基本为三相异步电动机。在上世纪八十年代,商业部曾组织对全国压缩机进行调查,根据调查结果表明,压缩机配置的电动机负载率普遍偏低。冷藏企业的耗电量85%左右是由制冷系统消耗的,制冷系统中的压缩机耗电量占有65%左右,因此,对压缩机所配置的电动机的节能意义重大。通常情况下,电动机的最高效率点在额定功率的75%到100%之间,平均负载在42%到75%之间,其效率低于额定效率。在实际工作中,电动功率通常会比较大。在八十年代初期,我国开发了Y系列的三相异步电动机,其具有高效、节能的优势。随之又相继开发了Y2和Y3系列的电动机,在性能方面更加优化。对于制冷压缩机来说,电动机具有较高的启动性能和短期的超载能力。Y系列的电动机也具备这方面的功能,在气动性能方面具有明显的改进。
5.制冷压缩机和电机配置优化节能的实例分析
在沿海某地建立一个模拟的低温物流冷库,该冷库所需的制冷量为450KW,蒸发温度为32℃,冷凝温度为41℃,根据这一实例,对压缩机和电机配置优化进行比较分析。根据市场产品,运用活塞式压缩机和螺杆式压缩机进行分析,采用不同的电机配置方案进行分析。通过对压缩机COP值和电动机功率进行比较分析表明,压缩机的选型优化直接关系到本身的投资和运行费用,以及用户电力系统的投资和运行费用。通过对不同方案部分负荷下的性能分析得出,不同制冷量压缩机组合方案,比相同的制冷量压缩机组合的方案具有更好的调节性能。
6.总结
通过对活塞式和螺杆式压缩机的现状进行分析,在压缩机数量方面进行优化,通过与国产电动机的发展研究,使得压缩机配置电机进行优化,并通过对制冷压缩机和电机配置优化节能的实例进行分析,对双级制冷压缩机配置进行优化,能够有效的节约电能,降低电耗量,降低成本。另外,还需要根据实际情况选取合适的制冷压缩机。
【参考文献】
[1]张建一.美国和加拿大冷库设计的节能技术研究[J].制冷学报,2012,14(03):147-148.
[2]李莉,刘秀丽.制冷空调节能技术[M].北京:机械工业出版社,2011,112-113.
[3]黄国治,傅丰礼,李焕大.Y2系列三相异步电动机技术手册[M].机械工业出版社,2011,168-169.
[4]陈建飞,黄海军.双级制冷压缩机的优化处理研究[J].制冷技术,2011,15(07):134-135.
【关键词】双级制冷压缩机;配置;节能优化
中图分类号:TE08文献标识码: A
0.引言
制冷压缩机是制冷系统中的重要组成部分,压缩机的功能和特征决定了制冷系统的特征和能力。在某种程度上,制冷系统的设计和配置主要在压缩机的能力中体现出来。世界各国都在致力于制冷压缩机的研究,随着新的研究成果不断的出现,压缩机的性能水平在不断的提升[1]。压缩机在制冷系统中是能耗最大的部件,不同的压缩机的配置,产生的投资和运行经济性也就不同。本文根据目前螺杆式压缩机和活塞式压缩机的典型产品进行研究,从工程使用的角度分析,研究压缩机的节能优化配置。
1.活塞式和螺杆式压缩机的应用现状
工业制冷通常使用活塞式和螺杆式压缩机,尤其在冷库制冷系统中最常用。在上世纪九十年代,我国冷库常用活塞式压缩机,在九十年代后,螺杆式压缩机的运用范围逐渐扩大。笔者对我国东部某地十几家冷藏企业采用的压缩机进行调查分析,使用活塞式压缩机的厂家较多,就占有总比率的78%,另外,也有少数厂家同时使用这两种压缩机。对我国西部某地的使用冷库的厂家进行调查分析,70个冷库使用压缩机的有65家,其中采用螺杆式压缩机的仅有5家,大部分都采用活塞式压缩机。根据国外发达国家使用压缩机的情况分析,大多数冷库使用的是螺杆式压缩机。因此可以看出,我国的冷冻冷藏企业在压缩机的选取方面,与发达国家相比具有较大的差距[2]。
2.活塞式和螺杆式压缩机的性能研究
在以往,我国冷库低温冷藏和冻结均采用零下33℃和零下28℃的蒸发温度,通常运用单机双级活塞式制冷压缩机。笔者对双级压缩机典型工况进行分析,根据市场的产品,活塞式压缩机选用的是国产125、170、250系列的单机双级制冷压缩机。其主要性能为制冷量随着型号的加大而增加,轴功率也随着型号的加大而增加,其中国产250型号的轴功率明显比国产125和170的要大。国产250的电机功率最大,最高达到400KW。另外,螺杆式压缩机选用的是大冷单机双级压缩机。性能主要为制冷量、轴功率、电机功率均随着型号的加大而增加,螺杆式压缩机和活塞式压缩机在同一型号的情况下,螺杆式的制冷量和电机功率均大于活塞式压缩机。在相同温度的情况下,螺杆式压缩机的COP值明显优于活塞式压缩机的COP值。由此可以看出,选用螺杆式压缩机比活塞式压缩机具有较明显的节能优化效果。另一方面,大多数企业在选用制冷压缩机的时候,比较重视压缩机的价格,忽视了压缩机的运行效率[3]。实际上,压缩机的运行效率决定其运行的费用,COP值增加了多少就等于节约了多少的电能。尤其是针对冷库运行装置,需要全年正常运行,如果选用螺杆式压缩机,全年就可以节约较多的电能,节能效益比较明显。
3.压缩机的台数优化策略
其一,工程上压缩机台数选择应遵循的原则。当制冷压缩机的类型确定后,就需要选择压缩机的数量。确定压缩机的数量需要遵循一定的原则。首先配备的压缩机应当尽量的减少,以便简化系统,方便操作管理。但压缩机的总数量不应少于两台,确保在负荷变化时能够进行及时的调节。在检修的时候,能够确保有一台正常运行。其次,在通常情况下,制冷压缩机的配置总制冷量要根据生产要求为标准,不需要考虑备用机。另外,在实际选择的过程中,需要根据实际工程的具体情况进行分析。制冷工程中实际热负荷通常会随着外界条件的变化而变化,在运行的过程中需要不断调节压缩机的制冷量。在工业中使用活塞式压缩机一般会设有能量调節装置,用来分档调节制冷量。螺杆式压缩机设有调阀,能够在较大范围内调节制冷量。在压缩机的容量调节中,气体的压缩功能随着容量的减小而减少,但整体的压缩机的机械损耗维持不变。因此,在使用多台式压缩机的时候,可以在低负荷的调节工况的情况下,进行节能优化。
其二,多台压缩机系统的效益。在同一系统中分别使用一台压缩机和四台压缩机时,比较压缩机的卸载特性。当冷量调节到百分之五十的时候,单机所需功率为满负荷的百分之七十五,四台压缩机系统可以停止使用两台,所需要的功率为满负荷的百分之五十。负荷变化范围越大,多台压缩机系统的节能效果就会更好。在实际工程中,各种制冷系统部分负荷运行的时间占有的比例较大[4]。因此,在使用多台型系统时具有较好的运行节能效果。多台型系统也有不足之处,例如在使用多台型系统的时候,必须使得每台压缩机尽量缩小化。
4.国产电动机的技术研究和压缩机配置电机的优化方案
压缩机配置的电动机基本为三相异步电动机。在上世纪八十年代,商业部曾组织对全国压缩机进行调查,根据调查结果表明,压缩机配置的电动机负载率普遍偏低。冷藏企业的耗电量85%左右是由制冷系统消耗的,制冷系统中的压缩机耗电量占有65%左右,因此,对压缩机所配置的电动机的节能意义重大。通常情况下,电动机的最高效率点在额定功率的75%到100%之间,平均负载在42%到75%之间,其效率低于额定效率。在实际工作中,电动功率通常会比较大。在八十年代初期,我国开发了Y系列的三相异步电动机,其具有高效、节能的优势。随之又相继开发了Y2和Y3系列的电动机,在性能方面更加优化。对于制冷压缩机来说,电动机具有较高的启动性能和短期的超载能力。Y系列的电动机也具备这方面的功能,在气动性能方面具有明显的改进。
5.制冷压缩机和电机配置优化节能的实例分析
在沿海某地建立一个模拟的低温物流冷库,该冷库所需的制冷量为450KW,蒸发温度为32℃,冷凝温度为41℃,根据这一实例,对压缩机和电机配置优化进行比较分析。根据市场产品,运用活塞式压缩机和螺杆式压缩机进行分析,采用不同的电机配置方案进行分析。通过对压缩机COP值和电动机功率进行比较分析表明,压缩机的选型优化直接关系到本身的投资和运行费用,以及用户电力系统的投资和运行费用。通过对不同方案部分负荷下的性能分析得出,不同制冷量压缩机组合方案,比相同的制冷量压缩机组合的方案具有更好的调节性能。
6.总结
通过对活塞式和螺杆式压缩机的现状进行分析,在压缩机数量方面进行优化,通过与国产电动机的发展研究,使得压缩机配置电机进行优化,并通过对制冷压缩机和电机配置优化节能的实例进行分析,对双级制冷压缩机配置进行优化,能够有效的节约电能,降低电耗量,降低成本。另外,还需要根据实际情况选取合适的制冷压缩机。
【参考文献】
[1]张建一.美国和加拿大冷库设计的节能技术研究[J].制冷学报,2012,14(03):147-148.
[2]李莉,刘秀丽.制冷空调节能技术[M].北京:机械工业出版社,2011,112-113.
[3]黄国治,傅丰礼,李焕大.Y2系列三相异步电动机技术手册[M].机械工业出版社,2011,168-169.
[4]陈建飞,黄海军.双级制冷压缩机的优化处理研究[J].制冷技术,2011,15(07):134-135.