Компрессорно-конденсаторный агрегат Ecostar® производства Bitzer с частотным регулированием и интеллектуальным управлением

Bitzer расширяет ряд выпускаемых высококачественных компрессорно-конденсаторных агрегатов воздушного охлаждения серии Ecostar®. Большое число инновационных решений обеспечивает привлекательное соотношение цены и качества. В этой разработке Bitzer использует потенциал серии компрессоров Octagon®: встроенный, охлаждаемый всасываемым газом преобразователь частоты и современную технологию регулирования и контроля с целью повышения эффективности системы и снижения эксплуатационных расходов. Более того, интегрированный контроллер отслеживает границы применимости компрессора, увеличивая его надежность.

Компрессорно-конденсаторный агрегат Ecostar® БИТЦЕР

Поршневые компрессоры Octagon® с частотным регулированием – сердце нового компрессорно-конденсаторного агрегата Ecostar®

Заводом BITZER в Шкойдице уже выпущено на рынок 3 модели новой серии агрегатов Ecostar®.

Самая маленькая модель оснащена двухцилиндровым компрессором, две другие модели –четырехцилиндровыми.

Используемые преобразователи частоты уже доказали свою надежность, работая в течение нескольких лет вместе с компрессорами Octagon® в жестких условиях морских перевозок в рефрижераторных контейнерах.

Преобразователь частоты (инвертор), жестко связанный с компрессором, встроен в крышку электродвигателя. По сравнению с монтажом инвертора на клеммной коробке такое жесткое соединение предотвращает возникновение вибрации и одновременно позволяет охлаждать силовую электронику всасываемым газом.

Благодаря этому можно отказаться от внешней вентиляции инвертора и, следовательно, от технического обслуживания теплоотводящих поверхностей и, возможно, необходимых вентиляторов.

Производимая серия агрегатов охватывает диапазон холодопроизводительности от 7 до 24 кВт при максимальной частоте вращения (рабочая частота 87 Гц) в зависимости от хладагентов и области применения.

Аэрофотосъемка завода фирмы «Bitzer», производящего Ecostar, в Шкойдице (вблизи Лейпцига)

При использовании электродвигателя 230 В/3/50 Гц можно плавно регулировать частоту вращения вала четырехцилиндровых компрессоров (при напряжении сети 400 В/3/50 Гц) в диапазоне 25...87 Гц (двухцилиндровых – 30...87 Гц). Это соответствует частоте вращения вала компрессора 725(870)…2520 1/мин. Таким образом, возможно плавное регулирование производительности в диапазоне 30 (35)…100 %.

Плавность регулирования предотвращает механические перегрузки компрессора, которые возникают при работе в режиме пуск–остановка. Энергетические потери, вызванные неизбежными колебаниями давления всасывания в нерегулируемых компрессорах, снижены до минимума.

Более того, инвертор позволяет избежать высокого пускового тока в отличие от прямого пуска с пиками, в 4–8 раз превышающими максимальный рабочий ток.

По этой причине не нужны дополнительные меры по снижению пускового тока, чего иногда требуют энергоснабжающие компании. При работе инвертор постоянно проводит компенсацию cosFI электродвигателя компрессора и, таким образом, позволяет держать на низком уровне реактивный ток, который не требуется для работы, но которым не следует пренебрегать из-за расходов на электроэнергию.

Плавное регулирование скорости вращения вентиляторов конденсатора для повышения эффективности

Наряду с регулированием частоты вращения вала компрессора плавно регулируется также частота вращения обоих вентиляторов конденсатора. Применяется импульсно-фазовое регулирование в зависимости от температуры окружающей среды, в результате чего изменяется частота вращения конденсаторных вентиляторов в диапазоне примерно от 20 до 100 %.

Монтаж новых компрессорно-конденсаторных агрегатов Ecostar® в Шкойдице

При нагрузке вентиляторов менее 20 % регулятор полностью отключает вентиляторы конденсатора с учетом температурного гистерезиса.

Вентиляторы могут работать либо в «эко-режиме», либо в «тихом режиме», причем режим работы может изменяться при необходимости посредством встроенного в регулятор таймера.

Конструкция

В отличие от обычных агрегатов Ecostar® рассчитан на максимальную холодопроизводительность не при 50, а при 87 Гц. Эта максимальная частота используется только при максимальной потребности в холодопроизводительности. При обычно имеющей место частичной нагрузке Ecostar® оптимально адаптируется к потребности путем изменения частот вращения вала компрессора и вентиляторов.

Компрессорно-конденсаторные агрегаты Ecostar® включены также в компьютерную программу подбора Bitzer, чтобы максимально облегчить потребителю точный выбор параметров.

Контроллер

Компрессорно-конденсаторные агрегаты Ecostar® оснащены высококачественным контроллером фирмы Lodam, которая принадлежит Bitzer Group. Фирма Lodam специализируется на решении задач по управлению в области холодильной техники и кондиционирования воздуха. Используемый контроллер – это модификация модели, которая была тысячекратно испытана в морских рефрижераторных контейнерах. В контроллерах и преобразователях частоты при поставке уже заданы такие предварительные настройки, что подготовка компрессорно-конденсаторного агрегата к вводу в эксплуатацию сводится всего к нескольким шагам.

Изменение производительности компрессорно-конденсаторного агрегата Ecostar® LHV6/4EC-6.F1 (R404A, t0 = –10 °C) в зависимости от температуры окружающей среды при рабочих частотах 25…87 Гц.

Параметры, выделенные красным цветом, относятся к температуре окружающей среды 32 °C

Задаются только требуемый параметр работы (температура кипения или температура в помещении) и используемый хладагент, если эти показатели не совпадают с предустановленными (t0 = –10 °C, R404A).

При работе контроллер принимает на себя ряд задач по поддержанию оптимального энергосберегающего режима.

Область применения определяет принцип регулирования производительности.

В компрессорно-конденсаторном агрегате Ecostar® в зависимости от условий работы предусмотрена возможность регулировать производительность по давлению всасывания или как альтернатива по температуре в охлаждаемом объеме.

При подключении к агрегату Ecostar® нескольких испарителей рекомендуется регулирование по давлению всасывания. Тогда каждый из охлаждаемых объемов может независимо от других требовать необходимого охлаждения.

Регулирование производительности компрессорно-конденсаторного агрегата по давлению всасывания: 1 – подключение электромагнитного клапана; 2 – настройка уставки; 3 – внешнее разрешение (активация); 4 – неисправность; 5 – температура холодильной камеры; 6 – интерфейс контроллера Ecostar; 7 – интерфейс управления холодильным оборудованием

Ecostar® распознает общую потребность системы к изменению давления всасывания и регулирует его путем изменения частоты вращения вала компрессора и таким образом меняя массовый расход хладагента.

Если испарители подключены, давление всасывания повышается и компрессор реагирует на это повышением частоты вращения. Если охлаждаемый объем отключается, то давление всасывания падает и инвертор снижает частоту вращения вала компрессора соответственно.

Благодаря точному соответствию требуемой производительности действительной холодопроизводительности компрессора колебания давления всасывания минимизированы. Число отключений компрессора по низкому давлению, вызванных слишком большой производительностью, которые неизбежны в агрегатах с нерегулируемой производительностью при частичной нагрузке, сведено к минимуму или совсем исключается. Холодильная установка, как при частичной, так и при полной нагрузке работает в постоянном оптимизированном режиме. Это повышает холодильный коэффициент и помогает уменьшить эксплуатационные расходы по сравнению с нерегулируемыми компрессорно-конденсаторными агрегатами.

Регулирование производительности по температуре в холодильной камере имеет смысл, если к компрессорно-конденсаторному агрегату должны подключаться одна холодильная камера или одна морозильная камера. Особые преимущества такое регулирование дает при сильных колебаниях холодильной нагрузки, например, в камерах для хранения фруктов и овощей или в устройствах для прерывания процесса брожения в пекарнях. В климатическом оборудовании регулирование по температуре также является предпочтительным. Агрегаты изготовляются и поставляются с возможностью регулирования производительности, как по давлению всасывания, так и по температуре. Для регулирования по температуре он может быть опционально доукомплектован датчиком температуры.

Регулирование производительности компрессорно-конденсаторного агрегата по температуре в охлаждаемом объеме:1 – подключение электромагнитного клапана; 2 – настройка уставки; 3 – внешнее разрешение (активация); 4 – неисправность; 5 – температура холодильной камеры; 6 – интерфейс контроллера Ecostar; 7 – интерфейс управления холодильным оборудованием

Сравнение изменения давления всасывания в процессе работы агрегата Ecostar®
и стандартного компрессорно-конденсаторного агрегата

Давление всасывания агрегата Ecostar® оптимизировано путем регулирования частоты вращения вала компрессора.

Концепция интеллектуального контроля помогает адаптироваться к условиям эксплуатации.

В зависимости от нагрузки и температуры окружающей среды компрессор и вентиляторы конденсатора выходят на оптимальную частоту вращения и таким образом обеспечивают необходимую холодопроизводительность и оптимальные температуры кипения и конденсации для выбранной рабочей точки.

С помощью встроенного таймера можно повышать температуру кипения в ночное время для увеличения эффективности установки. Это имеет смысл, например, если торговое холодильное оборудование оснащено шторками или крышками, которые приводят к снижению нагрузки ночью, когда магазин не работает. Таким образом, в перерасчете на год может значительно снизиться потребление энергии для охлаждения.

Желательно учитывать также местные климатические условия, влияющие на параметры на стороне высокого давления (условия размещения агрегата). Для этого может быть использован один из двух режимов регулирования температуры конденсации.

В «эко-режиме» (стандартный режим) расход воздуха регулируется конденсатором таким образом, что устанавливается оптимальный баланс между энергопотреблением (компрессор и вентилятор) и холодопроизводительностью. Благодаря этому при любых рабочих условиях и нагрузке достигается самый высокий холодильный коэффициент (COP) при минимальных эксплуатационных расходах.

Если же требуется работа со сниженным уровнем шума, то в «тихом режиме» контроллер ограничивает частоту вращения вентиляторов конденсатора, которые являются основной причиной шума. Уровень звукового давления уменьшается на 3 дБ(А), что соответствует снижению уровня шума в 2 раза.

Чтобы оптимально использовать оба режима, в контроллере через встроенный таймер можно задать, когда какой режим использовать. Это значит, например, что днем, когда шум не является определяющим, может быть задан «эко-режим», т.е. агрегат может работать при увеличенных объемах воздуха (сниженной температуре конденсации), а ночью преимущественно использоваться «тихий режим».

Средний уровень звукового давления компрессорно-конденсаторных агрегатов Ecostar® при частоте 50 Гц

(параметры: R404A; t0 = –10 °C; tо.с = +32 °C)

Для моделей LHV6/4 доступен шумогасящий кожух компрессора, снижающий уровень звукового давления на 8 дБ(А).

Контроль граничных рабочих параметров

Ключевой особенностью установленного контроллера является активный контроль области рабочих параметров компрессора. Он постоянно отслеживает состояние и вмешивается в работу, если режим достиг предельных значений параметров. Таким образом, перехватываются многие потенциальные сбои прежде, чем они приведут к отключению агрегата.

Например, при загрязнении конденсатора повышается давление конденсации. Контроллер распознает это и плавно увеличивает частоту вращения вентиляторов конденсатора, чтобы поддержать требуемую холодопроизводительность. Если этого недостаточно, то контроллер уменьшает частоту вращения вала компрессора до восстановления стабильной работы. Несмотря на то, что агрегат не дает при этом полной холодопроизводительности, он все-таки продолжает работать без отключения, что может привести к порче охлажденных продуктов.

Диаграмма границ рабочих параметров агрегата и меры, предпринимаемые при достижении предельных значений контролируемых параметров

· Максимальное давление конденсации рк: - снижение частоты вращения вала компрессора

· Минимальное/максимальное давление кипения р0: - снижение частоты вращения вала компрессора

· Максимальная температура нагнетаемого газа tн: - увеличение частоты вращения вентиляторов, снижение частоты вращения вала компрессора

· Максимальная разность давлений рк – р0: - увеличение частоты вращения вентиляторов, снижение частоты вращения вала компрессора

· Минимальная разность давлений рк – р0: - снижение частоты вращения вентиляторов конденсатора

Если агрегат достигает предустановленного предельного значения одного или нескольких параметров, то контроллер генерирует соответствующее сообщение, записывает его в журнале аварий и одновременно выдает на дисплей. Если контрмеры, предпринимаемые контроллером, не позволяют все же остаться в предписанной зоне безопасной работы, то, чтобы предотвратить выход агрегата из строя, он будет остановлен. Причина неисправности должна быть в таком случае устранена специалистами сервисной службы на месте перед повторным запуском.

Такой активный контроль границ рабочих параметров помогает повысить эксплуатационную надежность и уменьшить риск аварийного отключения. Одновременно доступ к журналу неисправностей позволяет отслеживать задокументированный эксплуатационый режим, чтобы предупреждать потенциальные риски и выбирать правильную тактику сервисного обслуживания.

Применение стандартных компонентов позволяет произвести быструю замену при сервисе

Стандартная комплектация компрессорно-конденсаторных агрегатов Ecostar®

Жесткая, виброоптимизированная рама основания
Поршневой компрессор Octagon® со встроенным преобразователем частоты, охлаждаемым всасываемым газом
Обогреватель картера
Заправка маслом В5,2 для R22 или BSE322 (опция) для HFC-хладагентов
Высокопроизводительный воздушный конденсатор с двумя вентиляторами с плавным регулированием частоты вращения
Жидкостный ресивер большого объема
с запорным клапаном Rotalock на выходе с двумя смотровыми стеклами и штуцером для подсоединения предохранительного клапана
Линии нагнетания, всасывания и жидкостная линия, включая смотровой глазок и фильтр-осушитель
Защитный кожух с окрашенной порошковым методом поверхностью (для установки вне помещения)
Электронные датчики низкого и высокого давлений
Реле высокого давления
Датчик температуры нагнетаемого газа
Датчик температуры окружающей среды
Комплектный электрощит:
Главный выключатель
Контакторы для компрессора и вентиляторов конденсатора
Электронный регулятор частоты вращения вентиляторов конденсатора
Микропроцессорный контроллер с дисплеем для управления работой компрессора и всего агрегата
Подключения для аналоговых входных сигналов
Все электрические и электронные компоненты полностью подсоединены
Опционально: электронный датчик контроля уровня масла

В связи с тем, что преобразователь частоты регулирует частоту вращения компрессора, циклы пуск–остановка сводятся к минимуму. Это положительно сказывается на сроке службы компрессора благодаря бесперебойной подаче масла центробежной системой смазки.

Тем не менее, каждый технический узел должен обеспечиваться запасными частями. Поэтому Bitzer в компрессорно-конденсаторных агрегатах Ecostar® использует проверенные и доступные стандартные компоненты. Даже применяемые в новых агрегатах компрессоры Octagon® являются стандартными, поэтому могут быть в случае необходимости заменены компрессорами с любого склада холодильного оборудования. В случае выхода инвертора из строя возможна работа напрямую от сети 400 В/3/50 Гц до тех пор, пока не будет доставлена запасная часть.

Простой монтаж и пуск в эксплуатацию на месте помогают сэкономить расходы на установку и сервис

Компрессорно-конденсаторные агрегаты смонтированы на мощной раме-основании и подготовлены к транспортировке с использованием автопогрузчика и крана. Ко всем компонентам имеется доступ спереди.

Всасывающая и жидкостная линии подсоединены на заводе к внешнему кожуху агрегата. Фильтр-осушитель и смотровой глазок предустановлены на жидкостной линии.

Шкаф и все компоненты управления подсоединены электрически. Контроллер предварительно запрограммирован и готов к пуску в эксплуатацию после небольшой настройки.

Обширная комплектация и предварительное программирование значительно укорачивают время монтажа и, кроме того, помогают насколько возможно избежать ошибок, связанных с системой хладагента и электроподключением.

Продуманное исполнение агрегатов упрощает их обслуживание.

Различные хладагенты и широкая область применения

Новые компрессорно-конденсаторные агрегаты Ecostar® еще раз доказывают инновационную мощь компании Bitzer. Использование модульного агрегата Bitzer позволяет предлагать решения по конкурентной цене.

Встроенный инвертор, регулирующий частоту вращения вала компрессора, вентиляторы конденсатора с изменяемой в зависимости от температуры частотой вращения способствуют минимизации эксплуатационных расходов при любых рабочих условиях.

Универсальные для R134a, R407C, R404A/R507A и R22 компрессорно-конденсаторные агрегаты Ecostar® найдут широкое применение в системах кондиционирования, средне- и низкотемпературных холодильных установках.

Примеры применения новых компрессорно-конденсаторных агрегатов Ecostar:

- киоски, магазины на заправочных станциях;

- небольшие супермаркеты, дискаунтеры;

- обновление существующих установок;

- альтернатива двухкомпрессорным централям;

- внешнее переохлаждение жидкости для увеличения холодопроизводительности в больших компаундных системах;

- холодильные и низкотемпературные камеры, например, в ресторанах и гостиницах;

- пекарни для прерывателя процесса брожения;

- холодильные склады для овощей и фруктов;

- производство холодной воды без буферного резервуара и т.д.

В СНГ 100 % установленных агрегатов Ecostar используются в холодоснабжении магазинов так называемого удобного формата.

Магазин в Белоруссии. Холодоснабжение от агрегата LHV6/4FC-5/F1Y: холодопроизводительность
на низкотемпературном уровне 2,5 кВт, на среднетемпературном – 9 кВт