Правильное регулирование производительности компрессора позволяет снизить расход электроэнергии, уменьшить износ оборудования и обеспечить стабильную температуру в холодильной системе.
В компрессорах Bitzer применяются как классические механические методы регулирования, так и современные инверторные решения на основе частотных преобразователей. На сайте ММБ-Техно вы можете подобрать компрессор Bitzer и оборудование для регулирования его производительности под задачи вашего проекта.
Зачем вообще регулировать производительность компрессора
Большинство холодильных установок работают с переменной нагрузкой: количество продукции, температура окружающего воздуха и режим работы оборудования постоянно меняются.
- Летом требуется максимальная холодопроизводительность.
- Зимой и в ночное время нагрузка существенно меньше.
- В течение суток часть оборудования может быть отключена или недогружена.
Если компрессор всегда работает на 100% мощности, он часто «перекачивает» холод, вызывая частые пуски и остановки, перерасход электроэнергии и повышенный износ. Регулирование производительности позволяет подстраивать работу компрессора под реальную нагрузку и экономить до 20–40% энергии.
Механические методы регулирования производительности
К механическим методам относятся решения, которые изменяют производительность компрессора без изменения частоты вращения электродвигателя.
1. Ступенчатое отключение цилиндров (поршневые компрессоры)
В поршневых компрессорах Bitzer часть цилиндров может отключаться от работы за счёт разгрузочных механизмов.
- Компрессор работает, например, на 100%, 75%, 50% или 25% от своей номинальной производительности.
- Отключённые цилиндры перестают сжимать газ, уменьшая подачу хладагента.
Плюсы: простота, надёжность, относительно невысокая стоимость.
Минусы: регулирование ступенчатое, а не плавное; при частичной нагрузке экономия энергии меньше, чем у инверторных решений.
2. Байпас горячего газа (hot gas bypass)
Часть нагнетаемого газа через регулирующий клапан возвращается на всасывание, снижая эффективную холодопроизводительность системы.
Плюсы: хорошо стабилизирует давление всасывания, проста в реализации.
Минусы: практически не даёт экономии энергии, так как компрессор продолжает выполнять ту же работу; метод используется в основном для стабилизации работы при малых нагрузках.
3. Регулирование золотником у винтовых компрессоров
В винтовых компрессорах Bitzer (серии CSH, HSN и др.) применяется механический золотниковый регулятор производительности. Специальный ползун (золотник) изменяет объём рабочей полости роторов, что приводит к изменению подаваемого объёма хладагента.
- Регулирование обычно в диапазоне от 100% до 25–30% нагрузки.
- Возможна ступенчатая или квази‑плавная регулировка с помощью управляющей автоматики.
Плюсы: более плавное регулирование по сравнению с отключением цилиндров, хорошая энергоэффективность для винтовых компрессоров.
Минусы: экономия энергии есть, но она ограничена, так как частота вращения двигателя остаётся постоянной.
Инверторное (частотное) регулирование производительности
Инверторное регулирование основано на изменении частоты питания электродвигателя компрессора с помощью частотного преобразователя.
При снижении частоты уменьшается скорость вращения вала, падает подача и потребляемая мощность. При увеличении частоты компрессор вырабатывает больше холода.
Как это работает
- Датчики контролируют давление всасывания, температуру в камере или контуре.
- Контроллер сравнивает реальные значения с заданными.
- Частотный преобразователь плавно изменяет скорость двигателя компрессора.
Таким образом компрессор Bitzer работает ровно с той производительностью, которая нужна системе в данный момент.
Преимущества инверторного регулирования
- Плавное изменение производительности от 20–30% до 100% и выше (при допускаемом перегрузе).
- Экономия электроэнергии до 20–40% при работе на частичных нагрузках.
- Снижение количества пусков и мягкие старты, что уменьшает износ и пусковые токи.
- Стабильная температура в камерах хранения и технологических контурах без резких колебаний.
- Меньший шум при работе на сниженной частоте.
Особенности применения инверторов с компрессорами Bitzer
При использовании частотных преобразователей с компрессорами Bitzer необходимо соблюдать рекомендации производителя.
- Проверять допустимый диапазон частот для конкретной модели компрессора.
- Использовать дросселирующие фильтры и экранированный кабель для защиты двигателя от перенапряжений.
- Следить за минимальной скоростью вращения, чтобы обеспечить достаточную смазку и циркуляцию масла.
Грамотно подобранный инвертор и автоматика позволяют максимально раскрыть потенциал винтовых и спиральных компрессоров Bitzer.
Сравнение механического и инверторного регулирования
| Параметр | Механическое регулирование | Инверторное регулирование |
|---|---|---|
| Тип регулирования | Ступенчатое или квази‑плавное | Полностью плавное |
| Экономия электроэнергии | Небольшая или умеренная | Высокая (до 20–40%) |
| Сложность и стоимость | Ниже, простая схема | Выше: нужен частотный преобразователь и сложнее автоматика |
| Влияние на ресурс | Много пусков, выше износ | Мягкие пуски, меньше износ |
| Стабильность температуры | Колебания температуры, работа «вкл/выкл» | Ровная работа, минимальные колебания |
Когда достаточно механического регулирования
Механические методы регулирования производительности оправданы в следующих случаях:
- Небольшие или простые системы с ограниченным диапазоном изменений нагрузки.
- Объекты, где стоимость оборудования критична, а экономия электроэнергии вторична.
- Системы, работающие преимущественно в одном режиме (почти постоянная нагрузка).
В таких проектах достаточно ступенчатого отключения цилиндров или регулирования золотником, особенно при использовании стандартных поршневых и винтовых компрессоров Bitzer.
Когда имеет смысл применять инвертор
Инверторное регулирование особенно выгодно в системах:
- С сильно изменяющейся нагрузкой в течение суток и по сезонам.
- С высокими тарифами на электроэнергию, где экономия особенно важна.
- Где требуется высокая точность поддержания температуры (фармацевтика, ЦОД, прецизионные камеры).
- С длительным ресурсом эксплуатации (24/7 круглый год).
Во многих таких проектах добавочная стоимость частотного преобразователя окупается за 2–4 года за счёт экономии электроэнергии и снижения затрат на обслуживание.
Пример расчёта экономии при инверторном регулировании
Рассмотрим винтовой компрессор Bitzer с потребляемой мощностью 50 кВт при работе на полной нагрузке.
- Компрессор работает 6 000 часов в год.
- В среднем 50% времени он работает на частичной нагрузке.
При механическом регулировании фактическое потребление может составлять около 45 кВт в среднем, а при инверторном — около 35 кВт.
- Механическое регулирование: 45 кВт × 6 000 ч = 270 000 кВт·ч в год.
- Инверторное регулирование: 35 кВт × 6 000 ч = 210 000 кВт·ч в год.
Экономия: 60 000 кВт·ч в год. При тарифе 6 руб/кВт·ч это 360 000 рублей ежегодно. Такая экономия часто перекрывает стоимость частотного преобразователя в течение нескольких лет.
Подбор метода регулирования для вашего проекта
Выбор между механическим и инверторным регулированием зависит от задач и бюджета проекта. В ряде случаев оптимальным решением становится комбинированный подход: например, параллельная работа нескольких компрессоров с механическим регулированием и один инверторный компрессор‑«ведущий».
Специалисты ММБ-Техно помогут:
- Оценить профиль нагрузки вашей холодильной системы.
- Подобрать компрессоры Bitzer с подходящим типом регулирования производительности.
- Рассчитать окупаемость применения частотного преобразователя.
- Подобрать и поставить оборудование автоматики и защиты для работы с инвертором.