1. Diseño y coincidencia del sistema
◆ Selección del compresor y consistencia de los parámetros
Uniformidad modelo:Al instalar
compresores eléctricosParalelamente, es crucial seleccionar el mismo modelo para garantizar la consistencia en los parámetros técnicos, como el desplazamiento, la potencia y las curvas de rendimiento. Las variaciones en la potencia del compresor pueden conducir a una distribución de carga desigual, donde un compresor lleva una carga mayor, mientras que otras permanecen subutilizadas o incluso inactivas, reduciendo la eficiencia general del sistema y la vida útil. Además,
Compresores de ahorro de energía de alta eficiencia que cumplen con los requisitos de EVACDebe priorizarse, con compresores de frecuencia variable preferidos para una mayor capacidad de ajuste.
Diseño de redundancia:Se recomienda incorporar un compresor en espera para soportar el aislamiento de fallas y la operación de redundancia. Esto garantiza que el sistema pueda continuar funcionando incluso si un solo compresor falla, lo que mejora la confiabilidad general del sistema.
◆ Balancio de presión y diseño de tuberías
Diseño de ruta de flujo simétrico:El tamaño y el diseño de la tubería adecuados son esenciales para mantener una resistencia equilibrada en todo el sistema. La longitud excesiva de la tubería y las curvas agudas aumentan las pérdidas de presión, afectando negativamente la eficiencia general del sistema. Se deben usar diseños de igual longitud y igual diámetro para las tuberías de admisión y escape para minimizar los diferenciales de pérdida de presión (≤3%). Las curvas de radio grandes (R≥3D) deben preferirse para reducir las pérdidas de resistencia y optimizar el flujo de refrigerante, minimizando la turbulencia y las fluctuaciones de presión.
Control de ecualización de presión:Las tuberías de admisión y escape de los compresores en una configuración paralela deben diseñarse correctamente para garantizar presiones equilibradas de admisión y descarga para cada unidad, evitando las variaciones de presión localizadas que podrían sobrecargar compresores individuales. Se debe usar un colector común para conectar los puertos de descarga, mientras que los sensores de presión y las válvulas de control proporcionales deben instalarse para ajustar dinámicamente los diferenciales de presión dentro de ± 5%. Para los sistemas de compresión de múltiples etapas, se deben implementar estrategias precisas de regulación de presión para garantizar una distribución de refrigerante estable.
◆ Distribución de aceite de refrigerante y lubricación
La distribución adecuada del refrigerante es una preocupación crítica en los sistemas de compresores paralelos. El diseño de la tubería debe garantizar una distribución uniforme de refrigerante a cada compresor para evitar problemas como el sobrecalentamiento o la lubricación insuficiente, lo que podría provocar convulsiones o falla.
Mecanismo de distribución uniforme:Se debe instalar un distribuidor de líquidos y válvulas de expansión antes de la entrada del compresor para mantener la desviación del flujo de refrigerante dentro de ≤3%. Se debe utilizar un separador de aceite centralizado y una válvula de ecualización para controlar las desviaciones del nivel de aceite dentro de <10%, evitando el desgaste prematuro causado por una lubricación insuficiente en ciertos compresores.
Sistema de lubricación:La lubricación adecuada es esencial para reducir la fricción y garantizar una operación eficiente del compresor. El diseño de circulación de aceite debe garantizar una distribución adecuada entre todos los compresores para evitar fallas debido a una lubricación insuficiente. Se debe utilizar un sistema de distribución de aceite para mantener niveles de aceite uniformes en todas las unidades.
Gestión de devolución de petróleo:Las tuberías de retorno de aceite deben instalarse con un ángulo de inclinación mínimo de ≥3 ° para evitar la acumulación de aceite y la falla de lubricación. Además, los dispositivos de monitoreo de nivel de aceite deben usarse para garantizar que los niveles de aceite permanezcan dentro del rango operativo requerido.
2. Instalación mecánica y gestión térmica
◆ Consistencia de altura de instalación
Todos los compresores deben instalarse a la misma altura, ya que las diferencias de altura pueden conducir a desequilibrios de presión en las tuberías de descarga y retorno de aceite, lo que afecta el rendimiento y la eficiencia del sistema. En configuraciones paralelas, las variaciones en la altura de la instalación pueden causar flujo desigual de refrigerante y aceite, lo que lleva a cargas de compresor desequilibradas, operación inestable y desgaste de equipos prematuros.
◆ Control de soporte y vibración
Los problemas de vibración y ruido deben abordarse en instalaciones paralelas del compresor. Las vibraciones generadas durante la operación pueden afectar la estabilidad del sistema o incluso causar daños mecánicos. Los montajes antivibratorios o los dispositivos de aislamiento deben usarse para minimizar la vibración.
Mitigación de vibración:Los soportes de amortiguación de vibración de alta resistencia (límite de aceleración ≤0.5 g) y los dispositivos de aislamiento deben usarse para evitar la resonancia o la fatiga mecánica durante la operación a largo plazo. Los pernos deben tener diseños anti-bucleos (por ejemplo, adhesivos de bloqueo de rosca), y los pernos M10 deben apretarse a 30-40 N · m de torque.
Optimización de ruido:El espacio del compresor debe ser ≥150 mm, y los materiales que absorben el sonido se deben colocar alrededor de las unidades para reducir el ruido y la vibración. El rendimiento NVH del sistema debe cumplir con los estándares de vehículos de pasajeros (nivel de ruido objetivo <65dB).
◆ Instalación de la válvula de verificación
Las válvulas de retención deben instalarse en los puertos de succión y descarga de cada compresor para garantizar un flujo de refrigerante unidireccional. Esto evita la reversión de flujo o flujo, lo que podría provocar sobrecarga del compresor, eficiencia reducida o daño del equipo. Los puertos de succión y descarga de cada compresor deben estar equipados con válvulas de retención para mantener un flujo de refrigerante estable en diferentes condiciones de funcionamiento. La selección de la válvula de verificación debe basarse en características de funcionamiento del compresor, caudal de refrigerante y presión de trabajo.
Lectura relacionada:¿Eficiencia del compresor y cómo los mejores compresores pueden mejorar el rango de EV?◆ Diseño de gestión térmica
Estrategia de enfriamiento:Los compresores de desplazamiento instalado en paralelo a menudo requieren medidas de enfriamiento adicionales para evitar la degradación o daño del rendimiento debido a las altas temperaturas. Se debe diseñar un circuito de enfriamiento apropiado o un sistema de flujo de aire para garantizar una disipación de calor uniforme. Se debe implementar un canal de enfriamiento de aire forzado (velocidad del aire ≥2m / s) o una placa de enfriamiento de líquido para mantener las temperaturas de la superficie del compresor ≤80 ° C. En regiones de alta temperatura, se pueden instalar escudos de aislamiento térmico para evitar la acumulación de calor y mejorar la eficiencia.
Compensación de expansión térmica:Las variaciones de temperatura durante la operación del compresor causan expansión y contracción, lo que puede afectar las tuberías y las estructuras de montaje. La instalación debe tener en cuenta los diferenciales de expansión térmica entre los compresores para evitar fallas del sistema. Los fuelles o las juntas de expansión deben incorporarse a las tuberías para absorber las deformaciones inducidas por la temperatura, evitando las concentraciones de tensión que podrían provocar grietas o fugas de tubería.
Lectura relacionada:Implementaciones exitosas de compresores de CA de 900V de alta eficiencia en BTM para grúas◆ Gestión de volumen de aceite
Volumen de aceite optimizado:Reducir el volumen de aceite puede mejorar la eficiencia del sistema y reducir el consumo de energía. Por ejemplo, mientras que los compresores convencionales requieren 200 ml de aceite, los compresores eléctricos pueden necesitar solo 120 ml. En un sistema paralelo, el volumen de aceite total debe ajustarse a (200 ml + 120 ml) × 70% = 224 ml. Sin embargo, esta es una estimación preliminar: el volumen de aceite actual debe refinarse mediante pruebas extensas en diversas condiciones de funcionamiento.
◆ Optimización de tuberías y diseño
Diseño de baja resistencia:Se deben evitar las curvas afiladas y las estructuras venturi deben usarse para optimizar el flujo de aire. Los arreglos de rama de ingesta simétrica y de descarga ayudan a minimizar la distribución de flujo desigual.
Accesibilidad de mantenimiento:Cada compresor debe estar equipado con una válvula de aislamiento independiente, lo que permite el cambio rápido del sistema a un modo redundante en caso de falla, mejorando así la eficiencia de mantenimiento.
3. Estrategias de control eléctrico y protección
◆ Control de sincronización y ajuste dinámico
Control de inicio:El método de inicio debe estar cuidadosamente diseñado para evitar una carga eléctrica excesiva en el sistema de energía. Los dispositivos de arranque suave o los métodos iniciales de Star-Delta deben usarse para limitar la corriente de entrada. Una ECU central y un bus CAN debe garantizar la sincronización de velocidad (error ≤ ± 2%), admitiendo la operación de inicio suave (corriente de inicio ≤1.5 × corriente nominal) para evitar sobrecargar la red eléctrica o el sistema de batería.
Distribución de carga inteligente:Se deben implementar estrategias de control avanzadas, como el control de frecuencia variable o el control predictivo del modelo (MPC) para ajustar dinámicamente la operación del compresor en función de la temperatura ambiente, la velocidad del vehículo y la demanda de enfriamiento, garantizar una alta eficiencia del sistema y prevenir la sobrecarga del compresor.
◆ Protección y diagnóstico de fallas
Mecanismos de protección integrales:Cada compresor debe estar equipado con dispositivos de protección de temperatura y protección contra la temperatura de aceite de baja a baja presión / de baja presión (tiempo de respuesta <10 ms) para garantizar el apagado oportuno o el auto-recuperación en condiciones anormales. Los mecanismos de protección deben estar interconectados para mantener la seguridad general del sistema.
Monitoreo de la condición:Los sensores de vibración (estándar ISO 10816) y los sensores de temperatura deben integrarse para monitorear el desgaste del rodamiento y la degradación del sello en tiempo real, asegurando el funcionamiento del sistema estable.
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4. Estándares de puesta en marcha y mantenimiento
◆ Coss puesta en marcha del sistema
Prueba sin carga:Asegúrese de que la sincronización del compresor cumpla con los estándares (error de velocidad ≤ ± 2%) y analice los espectros de vibración para eliminar los picos anormales.
Simulación de carga:Realice pruebas de temperatura extrema (-20 ° C a 40 ° C) para verificar la tasa de degradación de la capacidad de enfriamiento, asegurando que el rendimiento del sistema permanezca estable en condiciones ambientales extremas. Realice una prueba continua de operación de alta carga de 72 horas para evaluar la confiabilidad de los compresores que operan en paralelo.
Optimización de carga de refrigerante:La carga adecuada de refrigerante es esencial para el rendimiento del sistema. La carga ideal debe estar dentro de ± 3% del valor calculado para garantizar un funcionamiento estable al tiempo que evita el sobrecarga (lo que puede provocar cañas líquidas) o bajo cargo (lo que puede causar un enfriamiento insuficiente y una carga excesiva del compresor).
Presión y prueba de fuga:Realice una prueba de presurización y fuga de vacío (manteniendo presión a 3.0 MPa durante 24 horas) para verificar la integridad de las conexiones de la tubería y evitar la fuga de refrigerante. Además, realice una prueba de detección de fugas ultrasónicas para garantizar que el sellado del sistema cumpla con los estándares de la industria.
◆ Pautas de mantenimiento y servicio
Inspecciones de rutina:Las inspecciones periódicas deben incluir la verificación de vibraciones anormales, niveles de ruido y presiones operativas para detectar signos tempranos de desgaste o mal funcionamiento.
Monitoreo de lubricación y calidad del aceite:Inspeccione regularmente los niveles de aceite y realice un análisis de calidad de aceite cada 5,000 horas de operación para garantizar una lubricación adecuada y prevenir un desgaste excesivo. Si se encuentran restos metálicos en el aceite, investigue y reemplace los componentes desgastados de inmediato.
Reemplazo de componentes y calibración del sistema:Si algún compresor falla, todo el sistema debe recalibrarse después del reemplazo. Realice las verificaciones de equilibrio de carga del sistema y ecualización de presión para garantizar que el compresor recién instalado se integre a la perfección en el sistema.
Actualizaciones del sistema de software y control:Los algoritmos de firmware y software de ECU deben actualizarse periódicamente para optimizar el rendimiento, mejorar el diagnóstico de fallas y mejorar la eficiencia energética.
Conclusión
Instalación paralela de
Compresores de desplazamiento de vehículos eléctricosRequiere una consideración cuidadosa de la selección del compresor, el diseño de la tubería, el manejo de la lubricación, el control de la vibración, la sincronización eléctrica y los mecanismos de protección inteligente. Un sistema bien diseñado garantiza una operación equilibrada, eficiencia energética óptima y confiabilidad a largo plazo. La implementación de la gestión térmica avanzada, el control de la carga dinámica y las estrategias de mantenimiento predictivo mejorarán aún más el rendimiento del sistema y extenderán la vida útil.
