Применение преобразователей частоты в холодильной технике

В.В. Шишов, главный инженер Группы компаний "Фармина",
(см. журнал "Холодильная техника" №10, 2009 г.)

Преобразователи частоты (ПЧ) применяются в холодильной технике для регулирования частоты вращения электродвигателей: компрессоров (КМ) с целью поддержания равенства нагрузки на испаритель и холодопроизводительности КМ; вентиляторов (ВН) воздушных конденсаторов (КД) для поддержания стабильного давления конденсации; насосов.

ПЧ компании Danfoss AKD 102 (диапазон мощности 1,1...50 кВт при частоте 50 Гц), разработанный специально для холодильных установок, увеличивает срок их службы, оптимизирует энергопотребление и обеспечивает сохранение высокого качества продуктов питания. Это система управления с возможностью дистанционного мониторинга и документального подтверждения измерений. ПЧ собран на прочной алюминиевой базе, которая одновременно является и радиатором, что позволяет работать с максимальной мощностью при температуре окружающей среды до 50°C. ПЧ снижает количество пусков и остановок КМ. Возможны остановки КМ по аварийному сигналу (функция термостата, прессостата). При пуске КМ ПЧ обеспечивает повышенный (до 130 %) крутящий момент и может обеспечить превышение (110 %) крутящего момента в течение 60 с при нормальной работе. Автоматически настраиваемый PID - контроллер может осуществлять регулирование параметров холодильной системы при помощи ВН, КМ и насосов. В стандартном варианте AKD 102 поставляется со встроенным контроллером, который может управлять максимально тремя КМ (одним с изменяемой частотой и двумя другими с постоянной частотой), обеспечивая чередование двух последних КМ с целью выравнивания их наработки. ПЧ продолжает управлять КМ с фиксированной частотой вращения электродвигателя и в случаях сбоя в работе или выхода из строя КМ с изменяемой частотой.

По сигналу датчика давления хладагента ПЧ вычисляет и показывает на дисплее фактическую температуру (хладагент выбирается из списка, содержащего более 30 позиций). Пониженное образование льда при оптимизированной (по возможности более высокой) температуре кипения снижает потребление энергии и усушку продукта. Преимущества частотного управления КМ (изменение частоты обычно в диапазоне 25...90 Гц в зависимости от модели КМ) заключаются в поддержании стабильных давлений кипения и всасывания, плавном изменении производительности для полного ее соответствия требуемой, увеличении ресурса КМ (меньшее число пусков, плавный пуск), уменьшении нагрузки на сеть (плавный пуск).

Применение ПЧ для двигателей вентиляторов конденсатора обеспечивает поддержание стабильного давления конденсации (т.е. более качественное регулирование перепада давления между испарителем и КД), а также решает вопросы снижения шума ВН воздушных КД систем холодоснабжения магазинов, расположенных в жилых домах. Регулирование потока воздуха в КД согласовывается с практическими потребностями (ночью меньший расход). Окупаемость AKD 102 при применении для ВН составляет 7...14 месяцев в зависимости от мощности ВН. Преимущества частотного управления ВН заключаются в существенном снижении электропотребления электродвигателями ВН в соответствии с требуемой производительностью (при производительности 50 % энергопотребление составляет 15 % от номинала), уменьшении уровня шума (при снижении скорости на 50 % шум уменьшается на 16,5 Гц), увеличении ресурса ВН.

Компания Bock для своих поршневых компрессоров применяет ПЧ компании Danfoss.

Компания Daikin в кондиционерах с инвертором применяет специальные магнитоэлектрические двигатели КМ, которые сохраняют высокую эффективность в большом диапазоне частот, давая существенную экономию электроэнергии, так как кондиционеры эксплуатируются в широком диапазоне нагрузок и температурных условий. Спиральные КМ компании Daikin холодопроизводительностью 7...20 кВт на R410А работают на частотах 50...266 Гц, что обеспечивает высокую эффективность и компактность оборудования. Винтовые компрессоры Daikin холодопроизводительностью 130…200 кВт работают с частотой 30…80 Гц, причем оптимальная по энергоэффективности частота 50 Гц, а высокие частоты используются при пиковых нагрузках.