變頻技術(shù)在換熱站系統(tǒng)中節(jié)能的應(yīng)用

張力

【摘 要】變頻技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到了比較廣泛的應(yīng)用，同時在實際的工作中它在運行的過程中也會消耗大量的能源，所以在換熱站系統(tǒng)運行的過程中也更加重視節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，變頻技術(shù)就可以很好的滿足其節(jié)能的要求，所以在換熱站系統(tǒng)的節(jié)能當(dāng)中，變頻技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù)；循環(huán)泵電機(jī)；補水泵電機(jī)；變頻器

因為當(dāng)前我國的能源現(xiàn)狀并不是非常的樂觀，此外我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平也在不斷的提高，在這樣的情況下能源消耗的管理水平也成為衡量一個企業(yè)發(fā)展和管理水平的重要指標(biāo)，在當(dāng)前的發(fā)展中，最為重要的一個問題就是要積極的采取有效的措施減少能源的消耗，這樣也在很大程度上減少了這一過程中出現(xiàn)的問題，最近幾年，我國的城市化不斷發(fā)展，同時城市房屋的面積也在不斷的擴(kuò)大，變頻技術(shù)也成為了當(dāng)前換熱站供暖設(shè)備節(jié)能的一個非常重要的因素，因為應(yīng)用了這項技術(shù)，在系統(tǒng)運行的過程中節(jié)約了很多的人力和物力。

1.新式變頻技術(shù)概述

新式的變頻冷藏庫不但耗電量減少、實現(xiàn)靜音化，而且利用高速運行能實現(xiàn)大幅度時快速冷凍；在洗衣機(jī)方面，過去使用變頻實現(xiàn)可變速控制，提高洗凈性能，新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外，還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內(nèi)容；電磁烹任器利用高頻感應(yīng)加熱使鍋子直接發(fā)熱，沒有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?，因此不但安全，還大幅度提高加熱效率，其工作頻率高于聽覺之上，從而消除了飯鍋振動引起的噪聲；IH電飯煲得到的火力比電加熱器更強，而且利用變頻可以進(jìn)行火力微調(diào)，只要合理設(shè)計加熱感應(yīng)線圈，可得到任意的加熱布局，炊飯性能上了一個檔次；變頻微波爐利用高頻電能給磁控管必要的升壓驅(qū)動，電源結(jié)構(gòu)小，爐內(nèi)空間更寬敞，新式微波爐能任意調(diào)節(jié)電力，并根據(jù)不同食品選擇最佳加熱方式，縮短時間，降低電耗；照明方面，熒光燈使用高頻照明，可提高發(fā)光效率，實現(xiàn)節(jié)能，無閃爍，易調(diào)光，頻率任意可調(diào)，鎮(zhèn)流器小型輕量。變頻技術(shù)正在給形形色色的家電帶來新的革命，并將給用戶帶來更大的福音。今后變頻技術(shù)還將隨著電力電子器件、新型電力變換拓?fù)潆娐?、濾波及屏蔽技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)還將給家電增添新的能源。

2.換熱站供暖系統(tǒng)的構(gòu)成及變頻技術(shù)原理

2.1換熱站供暖系統(tǒng)的構(gòu)成

通常換熱站有一套或幾套供暖換熱機(jī)組。每套機(jī)組由換熱器、循環(huán)水泵、補水泵、除污器、各種閥門、一、二次管網(wǎng)及一些熱工儀表組成。

換熱機(jī)組通過循環(huán)泵將二次管網(wǎng)回水送到換熱器和一次管網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行熱交換，再送到用戶端采暖。采暖回水又通過循環(huán)泵送到換熱器再進(jìn)行熱交換?？梢钥闯?，供暖換熱系統(tǒng)的工作過程是一個不斷的進(jìn)行熱交換的能量傳遞過程。如果循環(huán)水在循環(huán)過程中發(fā)生泄漏，補水系統(tǒng)在變頻器的控制下自動啟停，自動跟蹤二次回水管的壓力變化而變化，最后維持系統(tǒng)平衡。

2.2變頻技術(shù)的節(jié)能原理

以往的換熱站運行中，主要的動力設(shè)備就是循環(huán)水泵電機(jī)。電機(jī)在運行的過程中以工頻的方式運行，循環(huán)泵輸出的流量是沒有辦法伴隨供暖負(fù)荷的變化而調(diào)整的，在設(shè)備運行中，循環(huán)泵的流量通常都會保持在恒定的狀態(tài)當(dāng)中，如果需要對流量進(jìn)行調(diào)整的時候，一般情況下都會采用調(diào)節(jié)閥門的方式來實現(xiàn)，因為溫度是一個具有滯后性的參數(shù)，所以在對其調(diào)節(jié)的過程中需要較長的周期，同時在調(diào)節(jié)的過程中也很難在短期內(nèi)調(diào)整好，此外在調(diào)節(jié)的過程中也會在閥門處產(chǎn)生非常大的損失，所以在這樣的情況下也就使很多資源都沒有得到充分的利用。

在對變頻技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化之后循環(huán)水泵和補水泵是一個正常使用和一個備用的關(guān)系。循環(huán)水系統(tǒng)在進(jìn)行變頻控制的時候能夠按照室外溫度傳感器給出的信號和二次側(cè)供應(yīng)的回水溫度使用電動調(diào)節(jié)閥對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚谠O(shè)備運行的過程中通常是對循環(huán)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速予以調(diào)整，這樣也就可以對輸入和輸出量予以有效的控制，這樣一來也可以充分的滿足供暖的要求。這樣也就使得變頻器在運行的過程中所消耗的能源降到最小。此外，變頻器在運行的過程中還可以十分有效的提高循環(huán)水泵的運行效率，減少了水泵運行過程中所產(chǎn)生的無用功，也就是說對原來的供熱系統(tǒng)使用變頻技術(shù)能夠很好的降低能耗，體現(xiàn)出非常好的節(jié)能效果。此外，布水系統(tǒng)在變頻器的作用下實現(xiàn)了自動的啟閉，在運行的過程中可以隨著二次回水管的壓力變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這樣一來就實現(xiàn)了自動控制和無人值守，系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益明顯的提高，減少了人力和物力的投入。

3.換熱站變頻節(jié)能方案和工程實例

3.1換熱站變頻節(jié)能方案

系統(tǒng)在執(zhí)行變頻操作的時候，為了可以有效的提高操作的安全性和穩(wěn)定性，在系統(tǒng)當(dāng)中加入了控制電路，這樣也就可以確保用戶在使用的過程中可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行工頻運行和變頻運行的轉(zhuǎn)換。變頻器在運用出的過程中，在節(jié)能方面有著非常大的優(yōu)勢，變頻調(diào)速、可編程多操作模式同時其可以非常好的展現(xiàn)出保護(hù)功能。如果要使用變頻模式，就可以在實際的工作中采取人為的方式對頻率和流入量和輸出量進(jìn)行有效的控制。在自動調(diào)節(jié)的時候，變頻器可以和PLC實現(xiàn)實時的通訊，這樣就可以根據(jù)傳輸?shù)男盘枅?zhí)行相應(yīng)的指令，對電機(jī)的轉(zhuǎn)速度和循環(huán)水泵的流出量進(jìn)行充分的控制，這樣也就調(diào)節(jié)了設(shè)備的溫度。如果變頻器出線了故障，可以將設(shè)備調(diào)整到手動工頻的運行模式當(dāng)中，可以手動的對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，保證熱戰(zhàn)的持續(xù)運行，對于補水系統(tǒng)而言，可以采用變頻器補水的方法，如果系統(tǒng)失水的水平?jīng)]有二次回水管網(wǎng)設(shè)定的數(shù)值高的時候，補水變頻器會自動的根據(jù)二次回水的管網(wǎng)壓力進(jìn)行調(diào)整，該設(shè)備是一個閉環(huán)系統(tǒng)，采取的是PID調(diào)節(jié)的方式，采用壓力傳感器，通常會將其設(shè)置在二次回水管網(wǎng)當(dāng)中。這種方式使得換熱站在運行的過程中節(jié)能的效果得到了極大的提升。

3.2換熱站變頻節(jié)能實例

某大學(xué)博士生留學(xué)生公寓換熱站中，循環(huán)泵采用兩臺0.75kW電機(jī)拖動。因為管道采暖二次供水溫度，通常小于65℃，因此若采用開大或關(guān)小閥門的辦法來調(diào)節(jié)溫度，調(diào)節(jié)周期長，效果不顯著。但是若變頻調(diào)速來改變循環(huán)泵的流量，既節(jié)能又可實時調(diào)溫，效果很好。通過大量時間的觀察和記錄，變頻器大部分工作在35-45Hz之間。

4.結(jié)束語

換熱站供熱系統(tǒng)采用變頻技術(shù)可實現(xiàn)電動機(jī)的軟起動，啟動平滑無沖擊。一方面可以減少啟動時對電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊，既保護(hù)了電動機(jī)，延長其使用壽命；另一方面變頻調(diào)速供暖介質(zhì)的流量，達(dá)到快速調(diào)節(jié)溫度的目的和自動進(jìn)行失壓補水；最為重要的是節(jié)約能源。和工頻運行相比可節(jié)能40到50%。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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