Frekvensstyrning av godtycklig AC-motor/kompressor?

[TomasL]

Och det funkar precis lika bra med en standard ute-tempkurva utan några konstiga påhitt, dvs framleding vs utetemp

Finns ingen direkt energibesparing värt namnet att göra, med andra styrningar.

[pi314]

I en modern VV-VP inverterpump, med styrning av inverter, cirkulationspump för köldbärare och cirkulationspump för elementkretsen av VPns styrdator så är det lite mer än bara kompressorn på-av som styrs.

Det kan inte vara hur mycket fel som helst i dom temperaturmätningar som görs och ändå fungera bra.

/Pi

[TomasL]

Samtigt, så trots all avancerad styrning, så ä resultatet rätt dåligt, ja man styr med avseende på framledningstemp, det har man alltid gjort, omformardrift, sänker COP jämfört med ON/OFF drift, då omformaren har upp till 10% förluster.
Konvertera en befintlig VP är inte bra, då dess dimensionering sannolikt inte tillåter dellaster, och då blir COP ofta rätt dålig.

[pi314]

Finns ingen direkt energibesparing värt namnet att göra, med andra styrningar.

Definiera "värd namnet"?

Så t.ex. finns det styrmål när det gäller både delta-T-brine och delta-T-elementkrets i en modern VV-VP.

Menar du att det görs helt i onödan? Att COP har höjts från ca 3,5 till närmare 6 på ett par årtionden enbart har andra förklaringar?

Jag tror att flera förklaringar, inklusive smartare styrning, samverkar.

Men, jag har hört dom som nyligen installerat bergvärme och halverat sin elförbrukning och varit nöjda med det. Jag skulle se en minskning av uppvärmningsförbrukningen med 75% som ett minimikrav och med 83% som ett rimligt mål.

Det finns dom som tycker att jag har högt ställda krav, men jag tycker att dom är rimliga.

Jag passar naturligtvis inte in i den mall som värmepumptillverkarnas kalkylprogram försöker trycka in alla potentiella kunder i.

Efter en VV-VP-installation i slutet av november 2022 hade jag COP=4,40 i december, COP=4,65 i januari och COP=4,69 i februari. Då återstår flera "små" åtgärder som ska vidtas för att höja COP. Jag räknar med att vara minst över 5 under nästa vinter. Kanske 5,5? Kanske 6?

Hade det gått lika bra med två temperaturgivare med dålig noggrannhet och start/stopp? Jag tror inte det...

Hade det gått lika bra med en installatör som inte förstår? Jag tror inte det.

/Pi

[TomasL]

Jo, men maskinen i sig är dimensionerad för just varvtalsstyrning, rördimensioner kondensor, förångare mm är optimerade för variabla flöden, en gammal On/off maskin saknar dessa optimeringer, därför är det inte så bra att köra variabla flöden i dessa, och vinsten uteblir.

[grym]

hur är det i dom moderna maskinerna med variabelt varvtal, har dom mindre maskinerna variabel strypning mellan hög och lågtryckssidan?
dom större har ju det och kan man inte hålla sig på rätt delar av mollierdiagrammet så kvittar frekvensstyrningen

[TomasL]

Ja, man måste ha en expansionsventil som klarar stora kapacitetsområden, dvs hela området från lägsta effekt/varvtal upp till högsta avvgivna effek, traditionella ventiler, vilka används i On/Off-maskiner klarar inte detta.
Samma gäller dimensionering av förångaren, är den för stor, så slutar den att fungera som förångare, då tryckfallet i den blir för litet.

[pi314]

Jo, men maskinen i sig är dimensionerad för just varvtalsstyrning, rördimensioner kondensor, förångare mm är optimerade för variabla flöden, en gammal On/off maskin saknar dessa optimeringer, därför är det inte så bra att köra variabla flöden i dessa, och vinsten uteblir.

Det är ju inte precis så att det är konstanta förutsättningar i en gammal start/stopp-maskin.

Brine in till VP varierar typiskt mellan -5°C och +5°C.

Temperaturen ut från VP till elementkretsen varierar typiskt mellan 30°C och 55 °C.

Detta klara uppenbarligen gamla start/stopp-maskiner. Hur går det ihop med att dom inte klarar att varvtalet varieras?

Kanske borde vi ta detta i värmepumpsforum? Där finns ju en som konverterade till frekvensstyrning på en gammal start/stopp-VP redan 2004 och säkert fler som gjort det senare. Dom som skriver där brukar gilla att mäta. Så att dom vet det faktiska resultatet av vad dom gör.

2004 är 19 år sedan. Lite långtidserfarenhet skadar väl inte?

/Pi

[pi314]

Samtigt, så trots all avancerad styrning, så ä resultatet rätt dåligt, ja man styr med avseende på framledningstemp, det har man alltid gjort, omformardrift, sänker COP jämfört med ON/OFF drift, då omformaren har upp till 10% förluster.
Konvertera en befintlig VP är inte bra, då dess dimensionering sannolikt inte tillåter dellaster, och då blir COP ofta rätt dålig.

10% förluster i en frekvensomvandlare? Det måste väl vara något gammalt junk?

Idag räknas väl 5% förluster som mycket?
3% förluster kan vara typiskt.
https://www.klibo.com/invertek/iknow/en ... -inverters

Stora frekvensomvandlare har en verkningsgrad på 99,5%.
https://data.consilium.europa.eu/doc/do ... D-6/en/pdf

Ta ABB ACS480 07A3-4 som exempel. 400 volt, 3-fas, 3 kW nominell effekt. Teoretiskt maximala förlusten är 108 watt.
3,6% förluster eller mindre.
https://www.beta-power.co.uk/wp-content ... B_A5-1.pdf

Klart man kan välja prylar så att det fungerar dåligt. Varför skulle man göra det?

/Pi

[TomasL]

Det är ju inte precis så att det är konstanta förutsättningar i en gammal start/stopp-maskin.

Brine in till VP varierar typiskt mellan -5°C och +5°C.

Temperaturen ut från VP till elementkretsen varierar typiskt mellan 30°C och 55 °C.

Detta klara uppenbarligen gamla start/stopp-maskiner. Hur går det ihop med att dom inte klarar att varvtalet varieras?

Det volymetriska flödet på köldmediet varierar inte så mycket, så det funkar hjälpligt och tillräckligt bra, med varvtalsstyrning är variationerna betydligt större, vilket expansionsventilen inte klarar, och det är stor risk att tryckfallet i förångaren blir för lågt, och då slutar förångaren att fungera som förångare.
Och jo jag vet rätt mycket om detta, då jag i ett tidigare liv jobbade just med detta att designa varvtalsstyrda VP och kylmaskiner, dock iofs betydligt större maskiner, men funktionen är densamma oavsett storlek på maskin.

Men visst det kan fungera, och det kan också inte fungera, det hela beror på hur maskinen är dimensionerad.

[Prins Valiant]

Har vi inte kommit långt ifrån TS frågor. Jag ser det så här, jag har en Nibe F1255 frekvensstyrd, finns en motsvarande NIBE f1245 ON/OFF.
Vad jag förstår väljer man nog inte frekvenstyrd 1255 för att dess COP är speciellt mycket bättre än 1245. Jag valde frekvens för att den effektmässigt kan anpassa sig till min befintliga borra, som teoretiskt är för liten. Frekvens medför ej med automatik någon större COP-vinst.

Men jag har många gånger framfört, efter att ägt en Nibe on/off i 20 år, hur fantastiskt det fungerar med frekvens där värmepumpen kan anpassa sin producerade steglösa energi i förhållande till verkligt behov. Att den faktiskt kan snurra på konstant och ge mig en framledningstemperatur på endast ca 25C.

En enkel anpassning till befintlig kompressor som jag skulle kunna tänka mig är att anpassa frekvensen till motorn i förhållande till utetemperatur, för att få lämpligare framledningstemperatur och längre driftintervaller.
Jag menar att sätta en helt egen utomhusgivare som lämnar 0-10V som frekvensreferens för 20-50Hz. Att exempelvis ge 10V vid -10C ute = 50Hz, och exempelvis 5V = 25Hz vid +10C utetemp. Därmed helt enkelt maximera uteffekten i förhållande till utetemp, utan regulator. Man behåller värmepumpens egen regulator.
Finns säkerligen många här på forumet som skulle kunna fixa en sådan omvandlare från C till V.

[grym]

sedan får man kolla hur lagrerna är i motorn

kan bli problem med ström genom lagrerna, har sett det på någon, många funkar utan problem ,men svårt att byta lager i en sådan däringa värmepump

[Prins Valiant]

Grym skrev: kan bli problem med ström genom lagrerna, har sett det på någon, många funkar utan problem ,men svårt att byta lager i en sådan däringa värmepump

Bra att informera, men vanligtvis brukar man ej tala om rotorströmmar som skadar lager (vid frekvensdrift) vid motorer mindre än 100kW. Men man skall vara medveten om problemet. Kommer ihåg fall där motorn haft isolerat lager. Då tog rotorströmmarna en ny väg, genom den på motoraxeln monterade pulsgivaren för closed loop-drift och givarens små lager.

[pi314]

Värmepumpar med borstlösa motorer?
Kanske lite off-topic här, men är de någon som vet varför det inte finns värmepumpar med borstlösa motorer?
Finns det kanske, bara att jag inte sett någon?

Det är väl svårt att få högre verkningsgrad än vad man kan få med en BLDC-motor? Eller gäller det bara vid DC-drift? Vid AC-drift måste man först likrikta och sedan "växelrikta" i styrningen till den borstlösa motorn. Med schottky borde det väl gå att likrikta med små förluster?

En fördel med BLDC, utöver hög effektivitet, borde väl vara att varvtalsregistret kan utökas. Så att man klarar hela bhovsregistret med varvtalsstyrning.

Jag har t.ex. 12 "växlar" i en inverterstyrd VV-VP och ser att lägsta växeln ofta ger för mycket effekt, t.ex. mellan mitten av april och slutet av maj och från början av september till slutet av oktober.

Med borstlösa motorer behöver man inte heller bekymra sig för ström genom lagren.

/Pi

[TomasL]

Alla omformare likriktar inkommande AC först.
EN kompressor, oavsett konstruktion kan inte köras på låga varvtal, då oljan måste fördelas, och det funkar inte vid låga varvtal, små kompressorer använder skvättsmörjning, dvs vevaxeln ligger i oljebadet och skvätter upp olja till smörjpunkterna, större kompressorer har en oljepump, och då erfordras ett lägsta oljetryck för att alla delar skall bli korret smorda.
Så det är ingen vinst att har ett stort varvtalsområde.
Vissa scrollkompressorer och vissa kolvkompressorer går att köra från ca 20-25 Hz som lägst och upp till ca 87 Hz som max. Vanligast är dock 30-70 Hz