Mauro Arsenio - Dorin - COMPRESSORI A VELOCITA’ VARIABILE: VANTAGGI E SFIDE

1Ing. Mauro Arsenio

Officine Mario Dorin S.p.A.Officine Mario Dorin S.p.A.

COMPRESSORI PER REFRIGERAZIONECOMPRESSORI PER REFRIGERAZIONE

FUNZIONAMENTO A FREQUENZA FUNZIONAMENTO A FREQUENZA VARIABILE VARIABILE

2

THE GLOBAL SOLUTION FOR COMMERCIAL REFRIGERATION SYSTEMSTHE GLOBAL SOLUTION FOR COMMERCIAL REFRIGERATION SYSTEMS

Ing. Mauro Arsenio

1. Officine Mario Dorin: l’azienda

2. La gamma di prodotti

3. Gamma H: controllo di frequenza

4. Gamma HI

SOMMARIO

3

1.1. Officine Mario Dorin: general overviewOfficine Mario Dorin: general overview

Ditta fondata nel 1918

primo compressore aperto per CFC: 1932

primo compressore semi-ermetico CFC: 1952

Helium leak test dal 1980

lubrificazione a disco fino al 20 hp dal 1985

funzionamento con inverter dal 1990

compressori per CO2 trans-critici dal 1995

3 stabilimenti in Firenze – Italia

1 stabilimento a Shanghai, China

n°150 dipendenti

ad oggi: più di 12.000 CO2 compressori a CO2 già installati

volumi: 60.000 HFC compressori (CO2 sub-critical)

2.500 Trans-critici CO2

5000 unità condensatrici


Ing. Mauro Arsenio

4

centrali

Installazioni ferroviarie

Installazioni industriali oil and gas

Applicazione su navi

Pompe di calore per acqua calda

Piste di pattinaggio

Macchine da gelato

Rete di distribuzione

DORIN COMPRESSORS: REFERENCE LISTDORIN COMPRESSORS: REFERENCE LIST

1.1. Officine Mario Dorin: general overviewOfficine Mario Dorin: general overview


Ing. Mauro Arsenio

5

compressori semiermetici singolo e doppio stadio da 0.5hp a 90hp da 2.89 m3/h a 244 m3/h compressori semiermetici con inverter INVERTER (20-90) Hz R134a: gamma ECOPREMIUM compressori aperti unità condensatrici con compressori semiermetici unità condensatrici con compressori aperti

HFC

compressori semiermetici modelli trans critici da 1.10 m3/h a 30.5 m3/h da 1.5hp a 50hp modelli a singolo e doppio stadio modelli sub critici: da 1.89 m3/h a 48.8 m3/h da 1.0hp a 25hp

CO2

2.2. G Gamma prodottiamma prodotti

HC compressori semiermetici approvati ATEX da 0.5hp a 90hp da 2.89 m3/h a 245 m3/h


Ing. Mauro Arsenio

6

la possibilità di lavorare a carichi parziali è fondamentale per migliorare l’efficienza

COMPRESSOR ON-OFF CYCLING

economico

non efficiente

rischioso per l’affidabilità del compressore

CONTROLLO DI CAPACITÀ

ECONOMICO

non efficiente

rischioso per l’affidabilità (INCREASED THERMAL LOAD DUE TO GAS BY-PASS)

non possibile sui compressori 2 cilindri

FUNZIONAMENTO A FREQUENZA VARIABILE : CON INVERTER

costoso, ma i costi stanno diminuendo

comporta un accurato design di impianto

(OIL MANAGEMENT, COMPONENT SELECTION, RESONANCES, HARMONICS, …)

molto efficiente

…


Ing. Mauro Arsenio

3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza

7

FUNZIONAMENTO A FREQUENZA VARIABILE: INVERTER

ESREMAMENTE EFFICIENTE

ADATTO A TUTTI I COMPRESSORI, ANCHE I DUE CILINDRI

VARIAZIONE POTENZA DOLCE E LINEARE

MIGLIORE CONSERVAZIONE DEL PRODOTTO

MINORI EMISSIONI SONORE

RISCHIO LIMITATO DI LIQUIDO ALLA PARTENZA

DOWNSIZE DEL COMPRESSORE NELLE APPLICAZIONI A PIENO CARICO

SISTEMA INTRINSECAMENTE PIU SICURO

INCREMENTO DELLA TEMPERATURA DI EVAPORAZIONE MEDIA

DIMINUZIONE DELLA TEMPERATURA DI MANDATA MEDIA

…


Ing. Mauro Arsenio


8

variazione lineare della resa frigorifera drastica riduzione dei cicli start stop consistente risparmio energetico migliore conservazione del prodotto

With

Inverter60

80

100

120

140

0

20

40

Systems equipped with inverter

6.6. HI RangeHI Range


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9

Andamento pressione aspirazione

o SENZA INVERTER

CON INVERTER

6.6. HI RangeHI Range


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10

unità condensatrici: confronto prestazionale


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11

15% savings


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unità condensatrici: confronto prestazionale


12

-10°C / 45°C R404A

-8°C / 43°C R404A


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13

il compressore viene attivato con una certa rampa ad accelerazione costante

( 5s-8s per raggiungere 50Hz)

l’inverter modifica la tensione e la frequenza in uscita sulla base di un impulso di corrente (4-20 mA) o di tensione (0-10 V)

RAPPORTO TENSIONE SU FREQUENZA (V/f)

CONSTANTE

A DETERMINATE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO LA CORRENTE ASSORBITA NON CAMBIA

VARIABILE (UNDERVOLTAGE)

STESSANTE PER IL MOTORE A FREQUENZE SUPERIORI A QUELLA DI RETE

MAX and MIN SPEED DA DETERMINARE SULLA BASE DI:

REFRIGERANTE E CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO

CARATTERISTICHE MECCANICHE (N° OF CYLINDERS, LUBRICATION, …)

i trasduttori di pressioni sono utilizzati come dati in input:

incremento della pressione di evaporazione richiede un’accelerazione del compressore

incremento della pressione di mandata può provocare un rallentamento


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14

MINIMA FREQUENZA RAGGIUNGIBILE

LIMITI APPLICAZIONE A FREQUENZA VARIABILE

compressori 2 cilindri: 30-35 Hz

compressori 4 cilindri con lubrificazione a sbattimento 25 Hz

compressori con pompa olio 30 Hz


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MASSIMA FREQUENZA RAGGIUNGIBILE

Dipende dal tipo di collegamento e dalle condizioni di lavoro del compressore: temperatura evaporazione, condensazione, tipo

di refrigerante

15

FUNZIONAMENTO COMPRESSORE A FREQUENZE MAGGIORI DI QUELLA DI RETE

I C400V

50Hz

1) COMPRESSORE COLLEGATO 220V - 50Hz (DELTA or PWS or DIRECT): V/f = 4.5

INVERTER OUTPUT DEVE ESSERE IMPOSTATO A 220V 50Hz

POSSIBILITÀ DI DIMINUIRE E INCREMENTARE LA FREQUENZA

V/f COSTANTE

IN CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO COSTANTI LA CORRENTE RIMANE COSTANTE

INVERTER INPUT: 400V - 50Hz

INVERTER OUTPUT DA DETERMINARSI IN ACCORDO CON LE CARATTERISTICHE DI INPUT DEL MOTORE


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16

I C400V

50Hz

FUNZIONAMENTO DEL COMPRESSORE A FREQUENZE MAGGIORI DI QUELLA DI RETE

2) COMPRESSORE COLLEGATO 400V - 50Hz (STAR or PWS or DIRECT): V/f = 8

INVERTER OUTPUT DEVE ESSERE IMPOSTATOA 400V 50Hz

POSSIBILITA’ DI RALLENTARE IL COMPRESSORE SE SI VUOLE MANTNERE V/f COSTANTE

RALLENTANDO IL COMPRESSORE LA CORRENTE ASSORBITA RIMARRA COSTANTE

AUMENTANDO IL COMPRESSORE LAVORERÀ SOTTOALIMENTATO: NON E’ POSSIBILE MANTENERE V/f COSTANTE

LA CORRENTE ASSORBITA AUMENTERA’


Ing. Mauro Arsenio


INVERTER OUTPUT DA DETERMINARSI IN ACCORDO CON LE CARATTERISTICHE DEL MOTORE


17

I C400V

50Hz

2) COMPRESSORE COLLEGATO 400V - 50Hz (STAR or PWS or DIRECT): V/f = 4.5

INCREMENTO DI FREQUENZA PUÒ ESSERE GRAVOSO PER IL MOTORE

LA FREQUENZA MASSIMA DIPENDERA’ DALLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO (REFRIGERANT, OPERATING PRESSURES, …)

IN QUESTE CONDIZIONI SI CONSIGLIA DI USARE SOLO COMPRESSORI CC PER HFC

IN QUESTE CONDIZIONI SI CONSIGLIA DI USARE SOLO COMPRESSORI H C02

fmax ≤ 70 Hz

fmax =

I (50Hz, LP, HP)

a * FLA (400V) * 50 (Hz)

I (50Hz, LP, HP) : 50Hz CORRENTE ASSORBITA A 50 Hz a determinate

condizioni di lavoro

FLA (400V) : massima corrente di funzionamento a 50 Hz

a : coefficiente che dipende dal compressore


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FUNZIONAMENTO COMPRESSORE A FREQUENZE MAGGIORI DI QUELLA DI RETE


INVERTER OUTPUT DA DETERMINARSI IN ACCORDO CON LE CARATTERISTICHE DEL MOTORE


18

fmax ≤ 70 Hz fmax =

I (50Hz, LP, HP)

a * FLA (400V) * 50 (Hz)

H1501CC - 400V - PWS A 0°C / 45°C CON R404A

QUAL è LA MASSIMA VELOCITA’ RAGGIUNGIBILE ?

50 Hz

[m3/h]

60 Hz

[m3/h]

220-

240

/ 1 /

50

208-

230

/ 1 /

60

115

/ 1 /

60

220-

240

/ 3 /

5026

5-29

0 / 3

/ 60

∆

380-

420

/ 3 /

5044

0-48

0 / 3

/ 60

Y

208-

230

/ 3 /

60∆

360-

400

/ 3 /

60Y

200

/ 3 /

50-6

0∆

380-

420

/ 3 /

5044

0-48

0 / 3

/ 60

PW

S

220-

240

/ 3 /

50P

WS

208-

230

/ 3 /

60P

WS

360-

400

/ 3 /

60P

WS

500-

550

/ 3 /

50

H851CS 42,81 51,38 - - - 34,5 20,0 41,5 24,0 - 20,0 34,5 41,5 24,0 14,5

H1201CC 42,81 51,38 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5

H1001CS 48,82 58,58 - - - 41,5 24,0 50 29,0 - 24,0 41,5 50 29,0 14,5

H1501CC 48,82 58,58 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0

H1501CS 56,87 68,25 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5

H2001CC 56,87 68,25 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 29,0

H1601CS 63,76 76,51 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0

H2201CC 63,76 76,51 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 34,5

H2000CS 75,83 91,00 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 -

H2500CC 75,83 91,00 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -

H2500CS 85,01 102,02 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 -

H3000CC 85,01 102,02 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -

H2700CS 92,25 110,69 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -

H3200CC 92,25 110,69 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H2900CS 102,35 122,82 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -

H3400CC 102,35 122,82 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H3000CS 113,74 136,49 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H3500CC 113,74 136,49 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -

H3500CS 127,52 153,02 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H4000CC 127,52 153,02 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -

H4000CS 138,37 166,04 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -

H4500CC 138,37 166,04 - - - 145 84 175 101 - 84 145 175 101 -

H4500CS 153,52 184,22 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -

H5000CC 153,52 184,22 - - - 161 93 193 112 - 93 161 193 112 -

H5000CS 164,30 197,16 - - - 156 90 187 108 - 90 156 187 108 -

H5500CC 164,30 197,16 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -

H5500CS 184,19 221,03 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -

H6000CC 184,19 221,03 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -

H6000CS 199,86 239,83 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -

H7500CC 199,86 239,83 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -

H7501CS 221,75 266,10 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -

H8001CC 221,75 266,10 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -

H8000CS 244,78 293,74 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -

H9000CC 244,78 293,74 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -

H7

H6

H5

SerieRangeSerieSerie

ModelloModel

ModèleTyp

H41

Vol. Spost.DisplacementVolume bal.

Fördervolumen

Max corrente di funzionamento / Max operating current Max intensité de fonctionnement / Max Betriebsstrom

V / ph / Hz[A]

50 Hz

[m3/h]

60 Hz

[m3/h]

220-

240

/ 1 /

50

208-

230

/ 1 /

60

115

/ 1 /

60

220-

240

/ 3 /

5026

5-29

0 / 3

/ 60

∆

380-

420

/ 3 /

5044

0-48

0 / 3

/ 60

Y

208-

230

/ 3 /

60∆

360-

400

/ 3 /

60Y

200

/ 3 /

50-6

0∆

380-

420

/ 3 /

5044

0-48

0 / 3

/ 60

PW

S

220-

240

/ 3 /

50P

WS

208-

230

/ 3 /

60P

WS

360-

400

/ 3 /

60P

WS

500-

550

/ 3 /

50

H851CS 42,81 51,38 - - - 34,5 20,0 41,5 24,0 - 20,0 34,5 41,5 24,0 14,5

H1201CC 42,81 51,38 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5

H1001CS 48,82 58,58 - - - 41,5 24,0 50 29,0 - 24,0 41,5 50 29,0 14,5

H1501CC 48,82 58,58 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0

H1501CS 56,87 68,25 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5

H2001CC 56,87 68,25 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 29,0

H1601CS 63,76 76,51 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0

H2201CC 63,76 76,51 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 34,5

H2000CS 75,83 91,00 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 -

H2500CC 75,83 91,00 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -

H2500CS 85,01 102,02 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 -

H3000CC 85,01 102,02 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -

H2700CS 92,25 110,69 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -

H3200CC 92,25 110,69 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H2900CS 102,35 122,82 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -

H3400CC 102,35 122,82 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H3000CS 113,74 136,49 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H3500CC 113,74 136,49 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -

H3500CS 127,52 153,02 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -

H4000CC 127,52 153,02 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -

H4000CS 138,37 166,04 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -

H4500CC 138,37 166,04 - - - 145 84 175 101 - 84 145 175 101 -

H4500CS 153,52 184,22 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -

H5000CC 153,52 184,22 - - - 161 93 193 112 - 93 161 193 112 -

H5000CS 164,30 197,16 - - - 156 90 187 108 - 90 156 187 108 -

H5500CC 164,30 197,16 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -

H5500CS 184,19 221,03 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -

H6000CC 184,19 221,03 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -

H6000CS 199,86 239,83 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -

H7500CC 199,86 239,83 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -

H7501CS 221,75 266,10 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -

H8001CC 221,75 266,10 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -

H8000CS 244,78 293,74 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -

H9000CC 244,78 293,74 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -

H7

H6

H5

SerieRangeSerieSerie

ModelloModel

ModèleTyp

H41

Vol. Spost.DisplacementVolume bal.

Fördervolumen

Max corrente di funzionamento / Max operating current Max intensité de fonctionnement / Max Betriebsstrom

V / ph / Hz[A]

= 65.7 Hz (≤ 70 Hz)


Ing. Mauro Arsenio


19


I (50Hz, LP, HP)

a * FLA (400V) * 50 (Hz)

a : coefficiente che dipende dal tipo di compressore

HFC CO2 TRANS-CRITICAL CO2 SUB-CRITICAL


Ing. Mauro Arsenio


20


I (50Hz, LP, HP)

a * FLA (400V) * 50 (Hz)

funzionamento oltre la frequenza di rete

condizioni di sottoalimentazione:

IL MOTORE DOVE POTRÀ ARRIVARE?? (MODELLI CC !!)

DIEPENDE DALLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO !!

-20 °C / 45°C 0 °C / 45°C

LA MASSIMA VELOCITA’ RAGGIUNGIBILE DIPENDE DA QUANTO SIAMO DISTANTI DALL’ANGOLO SUPERIORE DEL DIAGRAMMA DI APPLICAZIONE


Ing. Mauro Arsenio


21

INVERTER DEVE POTER ASSORBINE ALEMNO1,5*FLA PER ALMENO 60s

IL COMPRESSORE VERRA’ ATTIVATO CON UNA RAMPA AD ACCELERAZIONE COSTANTE

( 5s - 10s TO DA 0Hz A 50Hz)

INVERTER DEVE VARIARE LA TENSIONE E LA FREQUENZA SULLA BASE DI

INPUT DI CORRRENTE (4-20 mA) O DI TENSIONE (0-10 V)

(1) FLA MASSIMA CORRENTE DI FUNZIONAMENTO INDICATA IN TARGHETTA

INVERTER DEVE ESSERE DOTATO DI FILTRI SPECIFICI

I FILTRI SONO RACCOMANDATI PER PROTEGGERE IL COMPRESSORE CONTRO LE PULSAZIONI DI PRESSIONE

LA SELEZIONE DELL’INVERTER DEVE ESSERE FATTA IN ACCORDO CON I FORNITORI DELL’INVERTER


Ing. Mauro Arsenio


22

4.4. GAMMA HIGAMMA HI

CAMERA PER SMORZAMENTO PULSAZIONI DI MANDATA

ACCUMULATORE CINETICO PER STABILZZARE FINO A 10 Hz (test lab)

MOTORI AD ISOLAMENTO SPECIALE

RUBINETTO ASPIRAZIONE SU COPERCHIO MOTORE PER MIGLIORARE IL RAFFREDDAMENTO


Ing. Mauro Arsenio

23

20 Hz

90 Hz90 Hz

90 Hz

90 Hz

90 Hz

90 Hz

90 Hz

75 Hz

75 Hz

20 Hz20 Hz

20 Hz20 Hz

20 Hz20 Hz

20 Hz20 Hz

90 Hz

20 Hz

90 Hz

20 Hz

20 Hz20 Hz

90 Hz90 Hz90 Hz90 Hz

90 Hz90 Hz

90 Hz90 Hz

90 Hz90 Hz

90 Hz90 Hz

90 Hz90 Hz

75 Hz75 Hz

75 Hz75 Hz





90 Hz90 Hz

20 Hz20 Hz

90 Hz90 Hz

20 Hz20 Hz

possibilità di lavorare tra 20 e 90 HZ*

11 MODELS

compressori sviluppati per l’uso con inverter: HI (PATENTS PENDING)

4.4. Gamma Gamma HIHI


Ing. Mauro Arsenio

24

Compressori testati in condizioni di funzionamento particolarmente gravose

lubrificazione ancora migliorata

raffreddamento motore particolarmente curato

funzionamento dolce e graduale

4.4. Gamma Gamma HI: caratteristicheHI: caratteristiche


Ing. Mauro Arsenio

25

GRAZIE PER L’ATTENZIONE


Ing. Mauro Arsenio

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Mauro Arsenio - Dorin - COMPRESSORI A VELOCITA’ VARIABILE: VANTAGGI E SFIDE