在工业应用中,冷却器已经使用了多年的工业应用,包括涂料和涂料制造,化学加工,食品和饮料加工,化妆品生产,各种塑料工艺,压铸和机床,制药制剂,真空系统和电源。直到最近,这些应用中使用的冷却器都是由固定速度电机和非常基本的控制系统驱动的。虽然这些表现得充分,维护要求和运营成本往往很高。

具有变速驱动器的冷却器已被用于商业空调设备十多年。但是,在其他工业应用中使用这些驱动器尚不常见,因为这些应用程序尚未提供可变速度冷却器。这开始改变,因为已经识别出变速驱动器的固有效益,并且控制硬件,软件和传感器的演变已经开辟了工业冷却器可靠性,准确性和能效的巨大改进。

它是每个系统组件中的改进的组合,这些组件在新一代的工业冷水机构中导致了显着的性能。让我们详细看看每个区域,以了解所取得的进展。

具有整体电力电子控制的可变速度驱动器

驱动器是用于改变电动机速度的电子控制装置。控制器为电机绕组提供电流的脉冲,该电机绕组控制电动机的速度和扭矩。

变速技术有四种主要优点:它保护主电源尖峰和冲击的电机;它消除了全电源启动和停止引起的冲击;它允许操作扭矩和速度不断变化以在整个生产周期中匹配操作要求;最后提供了无与伦比的精确温度控制。

因此,这种类型的系统能够通过传统的固定速度压缩机电动机不能保护自身免受机械磨损和撕裂或电气故障。由于驱动器不断监视并调整冷却器压缩机电机所需的电源以优化操作,因此电力消耗通常减少30%至50%(图1)。

新的冷却系统还使用变速冷凝器风扇;通过使用各种车载传感器来监测制冷系统,控制器改变了冷凝器风扇的速度,以确保其在最有效点处运行。

可变速度冷凝器风扇还通过监控系统的放电压力来保护压缩机,这将压缩机保持在理想的操作包络中。

电子换向电机(ECM)

这些单元也称为无刷直流电机,是冷凝器风扇电机的最新开发。它们是当今行业最安静,最有效,最可靠的电机技术。

自适应控制

目前的过程控制器对最近几个月在市场上出现的工业冷却系统带来了显着的改进。控制器使用多种应用特定算法来控制电机和相关阀,在最佳高效的操作点,同时保护压缩机。

新的,更快的硬件,专用软件以及传感器和ECM技术改进以及最新一代的冷却器可控制0.5°F内的过程温度。

在操作问题的情况下,自适应控制能力也非常重要。由于自适应控制,生产系统的冷冻机部分可以继续以降低的容量运行,但不会关闭,从而确保继续生产。

电子膨胀阀

该技术与变速驱动器,压缩机和控制器配合使用,精确地将阀门调整到系统需求。电子膨胀阀由DC步进电机驱动,通常具有四分之一匝数增量。电动机用于上下移动销,以允许或多或少的制冷剂流过阀门端口。它更精确,因为它是使用温度和压力传感器直接从控制器控制作为反馈。

数据收集和沟通

随着运行时控​​制能力,电流控制器还能够收集和传达大量的操作系统,提高性能并使能够关闭集成到整个过程控制系统中。

数据集包括有关吸入和排出压力和温度的信息,进入和离开水温,罐电平,泵压,压缩机驱动输出,风扇输出,泵状态,压缩机放大器,伏特,相位监测和所有报警。

捕获的信息可用于实时控制调整,诊断和警报,或用于历史分析。

通信功能包括远程PC,平板电脑,平板电脑,平板电脑或电话的工业网络接口和基于云的分发,以促进监督和远程诊断和维护。冷却器已准备好为行业4.0。

其他设计改进和材料考虑因素

虽然控制系统改进有助于显着的运营成本改进,但一套明智的设计改进和材料选择使得新一代的工业冷却器不易对传统维护问题的影响,更容易维护。

不锈钢和铜钎焊蒸发器有更多的板和较大的表面,降低压缩机的需求,使整体系统更有效。微通道铝冷凝器线圈消除了传统铜管和铝鳍线圈结构的典型电流腐蚀。单位包括所有不含无氧的冷水管道,不会生锈。可清洁的冷凝器空气入口过滤器,蒸发器过滤器和制冷剂过滤器/干燥机可减少污染物入侵并显着降低维护要求。

占用脚印减少

设施占地面积始终是工业应用的溢价,特别是在化学加工行业。这种高效部件的这种组合允许高级冷却器设计物理上需要更少的空间。冷水机柜不仅需要更少的空间,四面的进气量消除了复古冷却器设计的标准三英尺周边清除。维护和设施管理人员对额外的楼层空间表示诚挚的欣赏,这可能减少多达50%。

结论

最近引入的工业冷水机组系统采用了一系列大量的硬件,软件,材料使用和设计改进。这些域中的每一个的改进的组合导致这种设备的显着整体性能改进。运营成本降低30%至50%,降低维护成本,运行准确性和一致性,以及改进的集成和通信能力,为在其生产系统中包含冷却器的流程应用程序的巨大阶梯。

虽然这项技术变得可用,但行业的冷却器制造商很少提供标准或定制变速产品。据Rick Holzhauer称,Delta T Systems的首席工程师称,该公司是提供两种方法的供应商之一。许多系统可以使用标准5-,10 - ,15 - 或多款30吨的冷却器有效地运行流程。对于其他应用程序,完全定制的设计可能更有效。

有关Delta T Systems的更多信息,请访问www.deltatsys.com.