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Bitzer KT-420-4, Operation

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KT-420-4

Einsatz von externen Frequenzumrichtern bei Bitzer Hubkolbenverdichtern

Deutsch ....................................................................................................................................................

2

Operation of Bitzer reciprocating compressors with external frequency inverters

English......................................................................................................................................................

33

Utilisation de convertisseurs de fréquences externes avec des compresseurs à piston Bitzer

Français....................................................................................................................................................

63

ECOLINE halbhermetische Hubkolbenverdichter

OCTAGON SL CO

2

-Verdichter subkritisch

ECOLINE ME CO

2

-Verdichter subkritisch

ECOLINE CO

2

-Verdichter transkritisch

 CO

2

-Verdichter transkritisch (LSPM-Motor)

Offene Hubkolbenverdichter

BITZER Kühlmaschinenbau GmbH

Peter-Schaufler-Platz 1 // 71065 Sindelfingen // Germany

Tel +49 7031 932-0 // Fax +49 7031 932-147

[email protected] // www.bitzer.de

Änderungen vorbehalten // Änderungen vorbehalten // Subject to change // Toutes modifications réservéesSAP-Nr // 04.2020

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Summary of Contents for KT-420-4

Page 1: ...GON SL CO2 Verdichter subkritisch ECOLINE ME CO2 Verdichter subkritisch ECOLINE CO2 Verdichter transkritisch ECOLINE CO2 Verdichter transkritisch LSPM Motor Offene Hubkolbenverdichter BITZER K hlmasch...

Page 2: ...bei Tandem und 2 stufigen Verdichtern 19 5 Geeignete Schutzeinrichtungen 19 6 Elektrischer Anschluss 26 6 1 Kabelf hrung 27 6 2 Motoranschl sse an der Stromdurchf hrungsplatte 27 6 3 Anstieg der Impu...

Page 3: ...tegrierten Sanftanlauf Anlaufstrom geringer als bei Direktanlauf Sanftanlauf Stern Dreieck oder Teilwicklungsanlauf h here K lteleistung durch Betrieb oberhalb der Netzfrequenz in vielen F llen m glic...

Page 4: ...hter FU im Vergleich zur Ein Aus und gestuften mechanischen Leistungsregelung Die K lteleistung in Abh ngigkeit von der Last ist in der folgenden Grafik dargestellt Der Frequenzumrichter ist v a bei T...

Page 5: ...elektronischem Zubeh r und weiteren Bauteilen k nnen unvermeidbare Restgefahren ausgehen Jede Person die an einem Ger t arbeitet muss deshalb die dazugeh rige Betriebsanleitung sorgf ltig lesen Es gel...

Page 6: ...n des saugseitigen Gasflusses zu einzelnen Zylinderb nken in Verbundanlagen auch zus tzlich durch Ein und Ausschalten einzelner Verdichter Der Verdichter wird bei konstanter Drehzahl betrieben die Dre...

Page 7: ...r Oberwellenanteil im Ausgangssignal Verschiedene Variablen im Umrichterbetrieb beeinflussen Betrieb und Anlauf des Verdichters Der Spannungsverlauf begrenzt und regelt die Stromversorgung des Motors...

Page 8: ...5 70 750 2050 40S 4VES 4NES 25 70 750 2050 40P 4VE 4NE 25 70 750 2050 40P 4JE 4FE 25 70 750 2050 40P 6JE 6FE 25 70 750 2050 40P OCTAGON SL subkritisch 2NSL 2FSL 30 75 900 2200 40S 2ESL 2CSL 30 75 900...

Page 9: ...frage Einsatzgrenzen Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft Einsatzgrenzen eines Hubkolbenverdichters f r unterschiedliche Fre quenzen und wie sie sich mit der Verdampfungs und Verfl ssigungstemper...

Page 10: ...l sein Aus diesem Grund m ssen die Rohrlei tungsschwingungen im gesamten Drehzahlbereich sowohl bei der Anlagenplanung als auch bei der Inbetriebnah me jeder einzelnen Anlage gepr ft werden siehe Seit...

Page 11: ...us Verdichter K ltemittel und Betriebspunkt die maximal m gliche Betriebsfrequenz ausfindig gemacht werden F r einen Betrieb oberhalb dieser Frequenz ist evtl eine gr ere Motorversion w hlbar im Drop...

Page 12: ...richter w hlen sofern verf gbar Oben in der Men leiste auf die Schaltfl che f r das Zubeh rmodul klicken Information Die Schaltfl che f r das Zubeh rmodul wird erst nach einer zuvor erfolgten Berechnu...

Page 13: ...ARIPACK Frequenzumrichter optimiert f r die verschiedenen K l temittel getestet und die Ergebnisse wurden in der BITZER SOFTWARE hinterlegt Damit ist hier immer ein siche rer Anlauf gew hrleistet Zude...

Page 14: ...t Frequenzumrichter in der BITZER SOFTWARE Sind geringere Einschr nkungen hinsichtlich der maximal m glichen Frequenz gew nscht k nnen diese durch Auswahl eines gr eren Frequenzumrichters ggf angehobe...

Page 15: ...requenzumrichter Begrenzerfunktionen die unter solchen Umst nden die maximale Frequenz limitieren um die Betriebssicherheit zu gew hrleisten wie z B der BITZER VARIPACK kann die Reserve ggf kleiner ge...

Page 16: ...ber cksichtigt 4 2 Verdichtermotoren Der Frequenzumrichter kann keine Spannung abgeben die ber seiner Anschlussspannung liegt Das hei t Die Stator Spannung kann bei h herer Ausgangsfrequenz des Umric...

Page 17: ...tz der Standardmotoren 40S oder 40P vor Drehzahl und Frequenzbereiche von BITZER Hubkolbenverdichtern Sie sind besonders konomisch und k nnen in weiten Be reichen betrieben werden In der BITZER SOFTWA...

Page 18: ...rausfall bei zu hoher Drehzahl Obere Drehzahlgrenze des Verdichters beachten Siehe Einsatzgrenzen Bei Sonderspannungsmotoren bietet sich je nach Auslegung und oder zul ssigem Drehzahlbereich des Verdi...

Page 19: ...hiedliches lniveau zwischen bei den Verdichterseiten einstellen Deshalb muss zwischen beiden Seiten ein lniveau Regelsystem oder l und Gasausgleich installiert werden K ltemitteleinspritzventil bei ha...

Page 20: ...zum Pr fen Um einen sicheren und zuverl ssigen Betrieb zu gew hrleisten wurde in der BEST SOFTWARE ein spezieller Frequenzumrichter Modus f r das CM RC 01 entwickelt Bei Verwendung des CM RC 01 l sst...

Page 21: ...6 S1 0 1 SE B L H1 R7 N 11 12 14 2 1 1W1 1V1 1U1 K1 R8 K1 11 F5 P K2T 15 K9 7 1 0 3 3 3 4 14 15 16 11 F3 4A T B1 B2 Y2 K2T S2 F6 P K1 11 K1 11 H2 4A F12 K8 6 K1 11 B3 B3 K8 11 K9 13 N1 Hz V grau grey...

Page 22: ...ownload 22 Abb 14 Hubkolbenverdichter mit Frequenzumrichter N1 und Schutzger t SE B z B SE B1 B2 Freigabe Verdichter Anlauf Verdichter Verdichter Lauferkennung durch Frequenzumrichter St rung des Freq...

Page 23: ...D Signal GND 2 1 3 4 1 2 1 N 1 N 1 N 3 N 5 N 7 N CM RC 01 4 3 2 1 8 7 6 5 13 12 11 10 9 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F2 L1 L2 L3 PE F1 Q1 1 0 F17 PE H3 4 23 K11 K10 Y3 2 Y5 grey grau gris brown braun...

Page 24: ...Scrollverdichter Si cherung der lheizung F5 Hochdruckschalter F6 Niederdruckschalter F7 Frostschutzschalter Verdampfer F8 Ventilatorschutzschalter LH E Ventilator 1 F9 Ventilatorschutzschalter LH E Ve...

Page 25: ...trelais Einschaltverz gerung 300 s K3T Zeitrelais St rung der lversorgung K4T Zeitrelais Alarmverz gerung 5 s K5T Zeitrelais Leistungsregelung K7T Zeitrelais Anlaufentlastung f r Frequenzum richter K8...

Page 26: ...il lr ckf hrung Tab 2 Legende Prinzipschaltbilder Hubkolben und Scrollverdichter gesamt 6 Elektrischer Anschluss Hier werden einige wichtige Punkte zum Anschluss und zur Inbetriebnahme eines externen...

Page 27: ...pr fen HINWEIS Betrieb des Frequenzumrichters bei berh hter Temperatur f hrt zu berlastung und reduzierter Lebens dauer Maximale Umgebungstemperatur am Aufstellungsort ber cksichtigen Mindestabst nde...

Page 28: ...en angetrieben F r deren Anschluss siehe Doku mentation des Motorherstellers 6 3 Anstieg der Impulsspannung an den Motorklemmen Die Spannung des Frequenzumrichter Ausgangssignals steigt impulsartig an...

Page 29: ...elektrische Bauteile sch digen k nnen 6 6 Fehlerstromschutzschalter Bei einem Ausfall interner Bauteile kann der Frequenzumrichter einen hochenergetischen Gleichstrom im gesam ten Schutzleitersystem e...

Page 30: ...skasten lwechsel sowie berpr fung und Aus tausch von Druckentlastungsventilen Zylinderb nken und Schauglas F r diese Arbeiten ist kein Spezialwerkzeug notwendig Vor dem ffnen des Verdichters Umgebung...

Page 31: ...gurationsschritte sind bei BITZER VARIPACK Frequenzumrichtern nur teilweise erforderlich da diese bereits vorkonfiguriert sind und ber die BEST SOFTWARE an die spezifischen Systembedingungen angepasst...

Page 32: ...h genauer auf die lr ckf hrung geachtet werden Bei Arbeiten am Verdichter nachdem er in Betrieb genommen wurde WARNUNG Verdichter steht unter Druck Schwere Verletzungen m glich Verdichter auf drucklos...

Page 33: ...4 To be observed for tandem and 2 stage compressors 49 5 Suitable protection devices 49 6 Electrical installation 56 6 1 Arrangement of the wiring 57 6 2 Motor terminals at the terminal plate 57 6 3 V...

Page 34: ...the power network due to integrated soft start starting current is lower than with dir ect start softstarter star delta or part winding start higher refrigerating capacity often possible by operation...

Page 35: ...y inverter FI compared to on off and stepped mechanical regulation Refrigerating capacity as a function of the load is illustrated in the following graph The frequency inverter has ad vantages especia...

Page 36: ...accessories and further system components may present unavoidable residual risks Therefore any person working on a device must carefully read the respective operating instructions The following regul...

Page 37: ...peed correlates directly with the mains supply fre quency This results in the following nominal speed for 4 pole asynchronous motors 1450 min 1 at 50 Hz and 1750 min 1 at 60 Hz Capacity control with f...

Page 38: ...er losses caused by the frequency inverter are normally offset by gains in system efficiency by operating at a more efficient cycle through matching compressor capacity to system load requirements Inv...

Page 39: ...ernal motor 2TFR 2NFR on request external motor 4UFC 6NFC on request external motor Tab 1 Permitted speed and frequency ranges of BITZER reciprocating compressors with external frequency inverters and...

Page 40: ...very low by design However they can evoke reson ance frequencies in piping and heat exchangers i e meet the natural frequency of the system which result in sys tem sound vibration and potentially in p...

Page 41: ...nd current consumption voltage Fig 5 The BITZER SOFTWARE indicates frequency cooling capacity and current consumption voltage for the chosen compressor By gradually increasing the operating frequency...

Page 42: ...ecting a BITZER VARIPACK frequency inverter if available Click on the accessories button in the menu bar at the top Information The button for the accessories module only becomes active after a previo...

Page 43: ...ed for VARIPACK frequency inverters tested for the different refrigerants and the results are implemented in the BITZER SOFTWARE This ensures a safe com pressor start with VARIPACKS under all conditio...

Page 44: ...plication limits with frequency inverter in the BITZER SOFTWARE If less restrictions regarding the maximum possible frequency are desired it may be possible to extend them by se lecting a larger frequ...

Page 45: ...requency inverter has limiter functions which limit the maximum frequency under such circumstances to ensure operational safety such as the BITZER VARIPACK the reserve can possibly be selected smaller...

Page 46: ...is already taken into account by design 4 2 Compressor motors The frequency inverter cannot deliver voltage above the supply voltage Therefore the stator voltage cannot in crease any further with hig...

Page 47: ...rs For common applications BITZER suggests using the standard motors 40S or 40P Speed and frequency ranges of BITZER reciprocating compressors They are very economical and have a large range of operat...

Page 48: ...pper speed limit of the compressor See application range Depending on design and or allowed speed range of the compressor the preferrable motor option is with regard to power supply 400 V 3 50 Hz 40S...

Page 49: ...iffer Thus an oil level control system or oil and gas equalisation must be installed between the two sides RI valve for semi hermetic 2 stage compressors For 2 stage compressors sufficient superheat a...

Page 50: ...e to the other terminals Never apply voltage to the voltage outputs not even for testing For a safe and reliable operation the BEST SOFTWARE includes a special Frequency inverter mode for the CM RC 01...

Page 51: ...6 S1 0 1 SE B L H1 R7 N 11 12 14 2 1 1W1 1V1 1U1 K1 R8 K1 11 F5 P K2T 15 K9 7 1 0 3 3 3 4 14 15 16 11 F3 4A T B1 B2 Y2 K2T S2 F6 P K1 11 K1 11 H2 4A F12 K8 6 K1 11 B3 B3 K8 11 K9 13 N1 Hz V grau grey...

Page 52: ...2 Fig 14 Reciprocating compressor with frequency inverter N1 and protection device SE B e g SE B1 B2 Release compressor Start compressor Operating recognition of the compressor by frequency inverter F...

Page 53: ...D Signal GND 2 1 3 4 1 2 1 N 1 N 1 N 3 N 5 N 7 N CM RC 01 4 3 2 1 8 7 6 5 13 12 11 10 9 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F2 L1 L2 L3 PE F1 Q1 1 0 F17 PE H3 4 23 K11 K10 Y3 2 Y5 grey grau gris brown braun...

Page 54: ...ferential oil pressure switch scroll com pressor fuse of oil heater F5 High pressure switch F6 Low pressure switch F7 Frost protection switch evaporator F8 Fan protection switch LH E fan 1 F9 Fan prot...

Page 55: ...t winding start or star delta start K2T Time relay pause time or CIC OLC K1 scroll time relay cut in delay 300 s K3T Time relay oil supply fault K4T Time relay alarm delay 5 s K5T Time relay capacity...

Page 56: ...olenoid valve oil return Tab 2 Overall legend for schematic wiring diagrams for reciprocating and scroll compressors 6 Electrical installation This chapter covers some important aspects to be consider...

Page 57: ...equency inverter at high temperatures leads to stress and reduced lifetime Take into account the maximum ambient temperatures at the place of installation Observe the minimum clearances for ventilatio...

Page 58: ...ors For their motor terminals see docu mentation by the motor manufacturer 6 3 Voltage pulses at the motor terminals The pulsed output voltage of a frequency inverter rises with a steep edge The permi...

Page 59: ...m that is not detected by standard residual current circuit breakers Thus in the power connection a residual current circuit breaker should either be omitted or a suitable one be used DANGER Danger of...

Page 60: ...ning 7 1 Configuration of the frequency inverter For work on the frequency inverter FI DANGER Life threatening voltages inside the FI housing Contact can lead to serious injuries or death Never open t...

Page 61: ...s for vibrations and resonances Blend out frequencies which cause resonances by appropriate parameter setting at the inverter If a vibration problem is identified at a certain speed or combination of...

Page 62: ...temperatures of more than 60 C or below 0 C Risk of burns or frostbite Close off accessible areas and mark them Before performing any work on the compressor switch it off and let it cool down or warm...

Page 63: ...herm tiques accessibles tandem et bi tag s 80 5 Dispositifs de protection appropri s 80 6 Raccordement lectrique 87 6 1 Cheminement de c blage 88 6 2 Raccords du moteur sur la plaque bornes 89 6 3 Aug...

Page 64: ...e gr ce au d marrage en douceur int gr r duction du courant au d marrage par rapport au d marrage direct d marreur en douceur d marrage en bobinage par tiel ou d marrage toile triangle dans de nombreu...

Page 65: ...ge r gulation avec CF r gulation avec CF temps temps valeur cible Fig 1 La r gulation de puissance par convertisseur de fr quences CF en comparaison avec la r gulation par marche arr t et la r gulatio...

Page 66: ...conception appropri e du compresseur et de la plage de r gulation Les objectifs contradictoires d un c t un COP EER lev pleine charge de l autre c t une efficacit lev e charge partielle exigent un com...

Page 67: ...et directives nationales Indications de s curit Indications de s curit sont des instructions pour viter de vous mettre en danger Respecter avec soins les indica tions de s curit AVIS Indication de s...

Page 68: ...ce frigorifique Q0 en fonction de la vitesse de rotation et de la fr quence pour les compresseurs piston AVIS Risque d endommagement du compresseur et de d faillance du moteur Ne pas combiner le fonct...

Page 69: ...e d huile ou de gaz de refoulement et ou diff rence de pression pC pO maximales haute pression maximale et minimale courant de service maximal du compresseur temp rature d vaporation maximale diff ren...

Page 70: ...iale de compresseurs int grant un convertisseur de fr quences le compresseur et le convertisseur de fr quences tant coordonn s voir les instructions de service KB 104 les informations techniques KT 21...

Page 71: ...nt fluctuations de couple agissant sur la fixation du compresseur ou les connexions bride des conduites r sonances dans la conduite de l conomiseur pour les compresseurs vis et scroll La fr quence de...

Page 72: ...externe permet de d terminer la fr quence de service maximale possible pour la combinaison s lectionn e de compresseur fluide frigorig ne et point de fonctionnement dynamique Pour le fonctionnement a...

Page 73: ...er sur le bouton pour le module suppl mentaire dans la barre de menu sup rieure Information Il faut d abord effectuer un calcul pour que le bouton pour le module suppl mentaire devienne actif Le conve...

Page 74: ...de fr quences VARIPACK et test pour les diff rents fluides frigorig nes Les r sultats ont t enregistr s dans BITZER SOFTWARE Pour cette raison un d marrage s r est toujours garanti En outre BITZER SOF...

Page 75: ...isseur de fr quences dans BITZER SOFTWARE Si moins de restrictions sont souhait es en ce qui concerne la fr quence maximale possible il est possible de les r duire par la s lection d un convertisseur...

Page 76: ...d une fonction limiteur qui limite la fr quence maximale dans de telles circonstances pour assurer un fonctionnement s r comme par ex le BITZER VARIPACK une r serve plus petite peut tre suffisante Te...

Page 77: ...ption 4 2 Moteurs des compresseurs Le convertisseur de fr quences ne peut pas transmettre une tension sup rieure la tension d alimentation C est dire si le convertisseur a une fr quence de sortie plus...

Page 78: ...r les applications conventionnelles BITZER recommande l utilisation des moteurs standard 40S ou 40P Ils sont particuli rement conomiques et peuvent tre utilis s dans une large gamme Dans BITZER SOFTWA...

Page 79: ...enir compte de la limite de vitesse sup rieure du compresseur Voir limites d application En fonction de la conception et ou de la plage de vitesse autoris e du compresseur le moteur tension sp ciale s...

Page 80: ...t du compresseur l autre C est pourquoi il est n cessaire d installer un syst me de r gulation du niveau d huile ou un dispositif d galisation d huile et de gaz entre les deux c t s Injecteur de flui...

Page 81: ...ais mettre sous tension les sorties de tension m me pas pour le contr le Pour assurer un fonctionnement s r et fiable un mode convertisseur de fr quences sp cial a t d velopp pour le module CM RC 01 e...

Page 82: ...6 S1 0 1 SE B L H1 R7 N 11 12 14 2 1 1W1 1V1 1U1 K1 R8 K1 11 F5 P K2T 15 K9 7 1 0 3 3 3 4 14 15 16 11 F3 4A T B1 B2 Y2 K2T S2 F6 P K1 11 K1 11 H2 4A F12 K8 6 K1 11 B3 B3 K8 11 K9 13 N1 Hz V grau grey...

Page 83: ...iston avec convertisseur de fr quences N1 et dispositif de protection SE B par ex SE B1 B2 d blocage compresseur d marrage compresseur reconnaissance de marche du compresseur par convertisseur de fr q...

Page 84: ...D Signal GND 2 1 3 4 1 2 1 N 1 N 1 N 3 N 5 N 7 N CM RC 01 4 3 2 1 8 7 6 5 13 12 11 10 9 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F2 L1 L2 L3 PE F1 Q1 1 0 F17 PE H3 4 23 K11 K10 Y3 2 Y5 grey grau gris brown braun...

Page 85: ...diff rentiel d huile scroll fusible du r chauffeur d huile F5 Pressostat haute pression F6 Pressostat basse pression F7 Thermostat anti gel evaporateur F8 Disjoncteur du ventilateur ventilateur 1 de L...

Page 86: ...12 Relais de couplage pour des ventilateurs CE de LH E K13 Relais auxiliaire pour commutation toile tri angle K1T Relais temporis d marrage bobinage par tiel ou d marrage toile triangle K2T Relais tem...

Page 87: ...0 Interrupteur pour commutation de EcoMode LowSoundMode S11 R armement du dispositif de commande CIC T1 Transformateur de commande exemple pour 230 V U El ment d antiparasitage si n cessaire p ex de M...

Page 88: ...N12 m me pas pour tester Appliquer une tension maximale de 10 V aux bornes du CN13 Appliquer une tension maximale de 24 V la borne 3 du CN14 n appliquer aucune tension aux autres bornes Pour les trava...

Page 89: ...rtisseur de fr quences CF pour les compresseurs piston avec moteur 40P Compresseur piston avec moteur 40S L1 L2 L3 U V W Z X Y FI FU CF Fig 17 Raccords du moteur sur la plaque bornes en cas de fonctio...

Page 90: ...a ne de s curit agr selon EN61800 5 2 6 5 Compensation de la puissance r active Les convertisseurs de fr quences ne g n rent qu une faible puissance r active de d placement Pour cette raison une compe...

Page 91: ...ne peut tre effectu que par des personnes ne faisant pas partie du groupe sus mentionn Les travaux de maintenance allant au del des actions d crites dans les pr sentes instructions de ser vice et dans...

Page 92: ...ter avant les essais de haute tension ou les essais d isolation des c bles pendant le fonctionnement AVIS Risque de d g t du moteur Contr ler la fr quence de commutation du convertisseur lectronique d...

Page 93: ...r une vitesse de rotation n entra ne pas de probl me avec une autre vitesse La plupart des convertisseurs offrent galement la possibilit de programmer des plages de vitesse sau ter plages de bipasse d...

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