Как происходит загрузка и разгрузка в воздушном компрессоре?

Я смотрю на аммиачную холодильную установку и пытаюсь понять, как работают загрузочные и разгрузочные электромагнитные клапаны? а также как модулировать двигатель компрессора в течение определенного периода времени.

Многие компрессоры приводятся в действие асинхронными двигателями для повышения эффективности, что означает, что они не имеют пускового крутящего момента, необходимого для того, чтобы противодействовать полному противодавлению системы. Это верно как для воздушных компрессоров, так и для холодильных компрессоров.

Воздушные компрессоры обычно имеют обратный клапан между самим компрессором и резервуаром-накопителем и автоматический клапан, который выпускает линию между компрессором и обратным клапаном в атмосферу всякий раз, когда компрессор останавливается.

В небольших холодильниках система достаточно проста, и давление выравнивается через расширительный клапан в течение нескольких секунд или минут после отключения компрессора без какого-либо другого вмешательства. Вам просто нужно убедиться, что вы не пытаетесь перезапустить компрессор слишком рано после его последнего выключения.

В более крупных холодильных системах явные электромагнитные клапаны используются для изоляции компрессора от остальной части системы и для выравнивания давления между входом и выходом, чтобы он мог запускаться.

Что касается «модуляции», то почти во всех холодильных системах используются контроллеры «bang-bang» - либо полностью включенные, либо полностью выключенные, с рабочим циклом, изменяемым по мере необходимости для поддержания определенной температуры. Редко нужно что-то более сложное, чем это.

Нагрузка / разгрузка и модуляция - это разные схемы управления для винтовых компрессоров (для воздуха, аммиака или других газов). В обоих методах используется скользящий клапан для уменьшения производительности компрессора.

Модуляция управляет этим ползунковым клапаном для поддержания определенного давления в системе, однако она очень неэффективна по сравнению с современными регуляторами VFD. Для загрузки / разгрузки используется тот же золотниковый клапан, но он работает, когда клапан полностью закрыт или полностью открыт. Таким образом, компрессор работает с максимальной эффективностью при нагрузке и тратит меньше энергии, чем в режиме холостого хода.

У меня фактически есть подрядчик, который в понедельник переводит один из наших воздушных компрессоров Quincy мощностью 350 л.с. с модуляции на загрузку / выгрузку. Воздушная система уже имеет компрессоры VFD для поддержания стабильного давления. Переключение компрессора на нагрузку / разгрузку увеличит его общую эффективность.

Загрузка / выгрузка намного лучше, чем запуск / остановка. Хотя он потребляет больше энергии, он значительно снижает износ компрессора и вспомогательных электрических компонентов.

Это изображение показывает слайдер Vavle ( Image Source ): роторно-винтового вики статья объясняет , загрузки / выгрузки и операцию модуляции:

Загрузка / выгрузка
В схеме управления нагрузкой / разгрузкой компрессор остается постоянно включенным. Однако, когда потребность в сжатом воздухе удовлетворяется или уменьшается, вместо отключения питания компрессора, активируется устройство, известное как золотниковый клапан. Это устройство раскрывает часть ротора и пропорционально снижает производительность машины, обычно до 25% производительности компрессора, тем самым разгружая компрессор. Это уменьшает количество циклов пуска / останова электродвигателей по сравнению со схемой пуска / останова в компрессорах с электроприводом, улучшая срок службы оборудования с минимальным изменением эксплуатационных расходов. Эта схема используется почти всеми производителями промышленных воздушных компрессоров. Когда схема управления нагрузкой / разгрузкой объединяется с таймером для остановки компрессора после предварительно определенного периода непрерывно разряженной работы,

Модуляция
Вместо запуска и остановки компрессора, золотниковый клапан, как описано выше, модулирует производительность в соответствии с потребностями. Хотя это обеспечивает постоянное давление нагнетания в широком диапазоне потребностей, общая потребляемая мощность может быть выше, чем при схеме загрузки / разгрузки, что приводит к приблизительно 70% потребляемой мощности при полной нагрузке, когда компрессор находится в состоянии нулевой нагрузки.
Из-за ограниченной регулировки потребляемой мощности компрессора относительно выходной мощности сжатого воздуха модуляция, как правило, является неэффективным методом управления по сравнению с приводами с переменной скоростью. Тем не менее, для применений, где не всегда возможно часто прекращать и возобновлять работу компрессора (например, когда компрессор приводится в действие двигателем внутреннего сгорания и работает без присутствия ресивера сжатого воздуха), подходит модуляция.

Это видео на Youtube демонстрирует работу ползункового клапана.