首页 >> 技术文章

        本範例以三台100HP螺旋式壓縮機為標準做說明，其中二台為傳統式全自動，另一台為變頻式全自動。變頻式設定壓力為7 bar，空車壓力7.5 bar，為方便說明起見，此機編號設為一號機。傳統式一台設定為6.8 ~ 7.8 bar運轉，此機設為二號機；另一台設定為6.6 ~ 7.6 bar運轉，此機設為三號機。
 系統起動，負載逐步增加之狀態：
先啟動變頻式壓縮機，如果符合系統供氣需求，則變頻式壓縮機將運轉於系統所需求的轉速及壓力以提供各種風量需求。
如果變頻式壓縮機不夠供應，則再啟動二號傳統式壓縮機(傳統式壓縮機如已在自動模式之下，則可自動起動。)。設二號傳統式壓縮機之壓力開關設定於6.8 bar及7.8 bar之間，變頻式壓縮機定壓運轉在7 bar。
傳統壓縮機啟動之後，本來由於變頻式壓縮機供氣不足所致之壓力過低將逐步上升至7 bar，由於風量高於需求，因此變頻壓縮機將減速至符合系統之精確風量。例如系統需求風量為150%，啟動變頻壓縮機之後，變頻式全速運轉可提供100%，不足50%，因此必須再啟動傳統式壓縮機，由於傳統式壓縮機為空重車運轉，只要是重車均為100%，空車為0 %，因此變頻式壓縮機將自動調整負載至50%。註：每台壓縮機均設為100%，總風量為300%。
系統風量如持續增加需求，變頻式壓縮機將逐步調整負載至100%。(如機組條件許可，變頻式壓縮機可增加轉速至100%以上，相關資訊請洽本公司。)
變頻式壓縮機滿載運轉之後，如果風量仍不敷需求而降至6.6 bar以下，則可再啟動三號傳統式壓縮機(傳統式壓縮機如已在自動模式之下，則可自動起動。)。三號壓縮機起動之後將仍然運轉於100%，變頻式壓縮機將自動調整風量至使系統壓力精確控制於7 bar。
 正常運轉狀態：
在正常運轉狀態之下，傳統式壓縮機一律定速且穩定的滿載運轉於100%，容量調節的部分完全由變頻式壓縮機操控。
由於使用精確電腦壓力控制程式，因此其壓力可持續穩定在7 bar，以提供系統最穩定之壓力源，同時變頻式壓縮機可視需求調整風量，並等比例降低馬達負載以大量節省能源。
 (三) 系統需求風量降低至240%以下狀態：
由於最低頻率設在40%，當需求小於240%時，變頻式即便運轉於最低頻率，風量亦將大於需求，因此壓力將逐漸升高。當壓力逐漸升高至7.5 bar，變頻式進入空車狀態，如果風量小於240%，則變頻式將在空重車之間運轉，甚至自動停車。變頻式自動起動或重車之後，為快速提供風量，因此可能有Overshoot效應，將使壓力衝高至7.5 bar，但是Fuzzy將會自行調適，而有短暫調整期，因此變頻式的空車自動停車時間為相當重要之參數之一。由於變頻式在40%轉速之空車狀態下消耗電流已經極低，因此可儘量拉長其自動停車之時間以維持系統運轉之穩定。
 (四) 系統需求風量降低至200%以下：
隨著風量逐漸降低至200%，變頻式將完全自動停機而不運轉。完全由二及三號機提供壓縮空氣。風量降至200%以下時，隨著壓力升高三號機將空車，至使壓力回落至7 bar時變頻式重新啟動，如果壓力下降速度不至於太快而仍能維持在6.6 bar以上，則變頻式接手重任。如果壓力下降速度太快而到6.6 bar，三號機將再啟動，但由於三台同時運轉時壓力必然上升至7.6 bar，因此三號機將繼變頻式之後再空車，至壓力降至7 bar。由於變頻式已在空車而非停車狀態，因此壓力上升速度不致使系統降至6.6 bar，所以三號機停機，變頻式繼續運轉。
 (五) 系統需求風量降低至140%以下：
如上所述，由於變頻式最低頻率為40%，因此系統壓力將逐漸升高至7.5 bar而使變頻式在7 bar至7.5 bar之間空重車交替運轉，甚至自停車。
 
 (六) 系統需求風量降低至100%以下：
隨著風量降至100%，系統將完全由二號機供氣。如果風量降低至100%以下而使二號機達到空車壓力7.8 bar，二號機將空車，而當壓力降至7 bar時，由於已達變頻式自動起動之壓力，變頻式將自動起動。如果因壓力下降太快而發生二號甚至三號機亦起動之現象，系統亦將會如前所述自行調適至只有變頻式供氣之狀態。
 依以上說明，裝設變頻式壓縮機之後，只要系統中有任一壓縮機不是在滿載運轉，變化需求的部份將可完全變頻式壓縮機擔綱，而使系統發揮最佳節約能源效果。即使是原有的傳統壓縮機系統亦可改裝。壓縮機系統在安裝時，為考慮各種使用狀況，因此一般都會預留餘裕，為使系統壓力穩定，節約能源，延長機組壽命，裝設變頻式壓縮機組乃是最佳的選擇，
 
 
 變頻螺旋式冰水機組運轉說明
 
除了以出口壓力穩定為原則之外，變頻式壓縮機控制亦可適用於冷凍空調機組之冰水機或熱泵，此時溫度將取代壓力而成為穩定之回授指標。本例以變頻式冰水機之變頻運轉部分做簡略說明。
 
 變頻式冰水機組搭配容調閥塊控制電路模組之FUZZY定溫控制器控制精度可達0.5℃。除可控制一般的往復式冰水機，對於有容調閥塊的螺旋式冰水機，更可充分發揮其特性，使容調閥塊與變頻控制之省電功能相輔相成而達到令人嗼為觀止之高E.E.R.值。玆以螺旋式冰水機之運轉為例，說明如下：
 起動：按下起動鍵之後，壓縮機運轉於最低頻率，閥塊定位於25%的位置。1000秒之後，機組進入重車狀態。
 運轉：機組開始重車時，閥塊在100%，壓縮機以最高轉速運轉，FUZZY開始控制冰水出口溫度，假設冰水溫度設定在7℃，在7℃以上時，壓縮機仍全速運轉，當溫度有可能下降至7℃以下時，壓縮機將降低轉速，減少輸出，以使冰水能定溫在7℃。在正常供給情況下，閥塊固定在100%之位置，壓縮機則根據FUZZY指令，在預設之最高與最低轉速之間，以7℃為依據，自動做變頻。
 負載調整：在一般情況下，壓縮機之閥塊固定在100%做變頻，並將溫度固定7℃。如果溫度持續降低，閥塊將調整至75%。

 75%運轉：閥塊調整至75%之後，輸出功率已經降低，因此溫度將逐漸上升至約7℃，由於FUZZY之控制功能，當冰水溫度上升至接近7℃時，壓縮機即逐漸增速，甚至達最高速運轉，換言之，此時機組將在75%做FUZZY控制。利用閥塊容調與變頻FUZZY結合，不但可維持穩定之冰水溫度，機組運轉也將更為平順，範圍更寬廣，最重要的，其E.E.R.值將可大幅提升，如果系統需求回升，則閥塊位置回至100%做FUZZY控制，以使機組之冰水溫度回至7℃。若在75%做FUZZY控制時，由於系統需求降低，則閥塊位置再調整至50%，並在50%執行定溫7℃之FUZZY控制。
 50%運轉：系統在50%做FUZZY定溫運轉時，如果需求回升，則閥塊將回至75%執行FUZZY。依此類推，壓縮機在100%，75%及50%之閥塊位置時，均可依照系統之需求，以定溫為原則，來進行FUZZY變頻控制。如果閥塊已在50%而系統冰水溫度仍持續下降，閥塊將移至25%，系統開始空車。
 空車運轉：系統空車時，閥塊位置在25%，壓縮機維持在最低轉速，如果在空車狀態，冰水溫度回升至7℃，系統將又開始根據FUZZY做定溫控制。
 自動停機：系統如果空車狀態持續達5分鐘，則系統自動停機。在自動停機狀態下，FUZZY控制器仍持續監控系統溫度，如冰水溫度回升至7℃，則機組將依起動程序自動起動，

結論：
變頻式壓縮機之控制方式可適用於所有容積型壓縮機。雖然初期購置費用此傳統式壓縮機高，但是其差額可完全由所節省電費快速回收，其他之各項優點更是傳統型壓縮機所望塵莫及。隨著能源價格漸漲及對環保之要求，具有絕對省電功能的變頻式壓縮機，一定是壓縮機市場未來的主流。转载请注明：http://www.kongyaji.cc   尚科空压机配件网