改變上式右邊的任何一個因子,都可以改變壓縮機的制冷能力。對于負荷大的制冷裝置,往往采用運行臺數調節或運行臺數Z與變轉數n相結合的調節方式。我們知道,變頻壓縮機的頻率與冷藏陳列柜的熱負荷有關,當柜內熱負荷高時,壓縮機運行頻率就高,運行頻率的改變就可以改變壓縮機轉數,而壓縮機的制冷量與轉數成正比,若頻率連續變化,則轉數連續變化,從而實現了制冷量的連續調節的目的,提高了壓縮機運行效率。
壓縮機效率對能耗的影響在系統運行中,壓縮機能耗約占電機輸入功率的30%左右。在環境溫度較低時,壓縮機的性能幾乎決定著整個制冷系統的性能。因此,壓縮機在運行中的磨損是一個不容忽視的能耗,它的高效運行也是節能研究中的重要部分。壓縮機的性能系數COP值(單位功率制冷量)影響著壓縮機的制冷性能,提高COP值就可以提高單位功率制冷量,就可以降低制冷系統耗電量。
影響壓縮機COP值因素為:COP=(q0/W0)ηiηmηma式中:q0為單位質量制冷量,kJ/kg;W0為單位質量理論壓縮功,kJ/kg;ηi為壓縮效率;ηm為機械效率;ηma為電機效率。
對于給定的工況和制冷劑,q0和W0一定,那么,影響COP值的因素為壓縮效率、機械效率和電機效率。為了提高提高COP值,選擇匹配的壓縮機電機時,應該按電動機經濟節能的原則選用,即電動機在滿足機械運行的要求時,以節電和提高運行效率為原則,選擇電動機的類型、運行方式以及功率匹配,使之在效率高、損耗低及經濟效益最佳的狀態運行。因此,選擇合適的電動機,提高電機效率,對壓縮機COP值的提高具有重要意義。
電動機選擇的經濟性分析壓縮機的驅動電機與壓縮機主機是一個有機結合體,一個完善的設計,不但要確保壓縮機主機的性能優越,亦應追求壓縮機主機與電動機的最佳匹配。壓縮機的設計方法,首先根據壓縮機的型號和進口參數進行熱力計算,從而確定壓縮機主機的結構參數,最后選定電動機額定功率。一般認為應該根據壓縮機的容量確定電動機的額定容量,多大功率的壓縮機就應該匹配相應容量的電動機,使得電動機得到充分利用,避免“大馬拉小車”,其實實際運行中,這種觀點不一定符合經濟運行的原則的。
不同容量電動機效率曲線1為容量大的電動機效率曲線,2為容量小的電動機效率曲線,即同一系列中不同容量的電動機,電動機額定容量越大,其額定效率也就越高,反之亦然。對同一臺電動機而言,當負載率小于0.4時,負載越小,運行效率也將越低。所以,用很大容量的電動機拖動很小的負載的運行效率,會比小容量電動機拖動此負載的運行效率低。但是這兩種因素是矛盾的,選擇電動機容量時,必須同時兼顧,既要避免大電動機拖動很小的負載引起的低效運行,又要避免大量使用小電動機引起的低效運行。要兼顧這兩種因素,選擇運行效率最高的電動機。
通常所說的“大馬拉小車”造成低運行效率,是指用大容量的電動機拖動很小的負載造成的電機運行效率低,即電機運行于中曲線1的O~P‘的區域,顯然如果選擇相對小容量電動機的話則性能曲線是中的曲線2的O~P’的區域。因此,基于經濟運行的原則,對于某一負荷,不能選擇容量過于大的電機,造成“大馬拉小車”電機運行效率低,浪費電能。
但是,也不能選擇按容量過小的電機。因為電機的額定容量若選的過小,會使電機過載運行,溫升增大,引起電機過熱,當超過電機內部絕緣材料耐熱等級容許的溫度時,電機會過早損壞。在壓縮機設計中,選配電機時應考慮到冷負荷高峰期時,壓縮機制冷量增大,電機負荷增加,如果電機容量過小,容易使電機過載運行。因此,從溫度的角度考慮,電機的容量不宜過小。
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