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倉(cāng)庫(kù)除濕機(jī)變頻節(jié)能改造(2)

作者:CEO 時(shí)間:2022-06-22

信息摘要:節(jié)能改造的技術(shù)方案對(duì)除濕機(jī)的節(jié)能改造的目的,就是降低除濕機(jī)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)伴隨的無(wú)用功耗浪費(fèi),電機(jī)的實(shí)際功率消耗可用式計(jì)算實(shí)際功率P×功率因數(shù)cosφ就是電機(jī)的有用功率,提高cosφ可減少無(wú)用功率消耗,但如果以增大負(fù)載(降低庫(kù)容率)的方式來(lái)提高cosφ,勢(shì)必會(huì)造成倉(cāng)庫(kù)使用資源的浪費(fèi)。另一方法,利用變頻器降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,來(lái)減少無(wú)功功耗。工業(yè)三相電的頻率為50Hz,由...

倉(cāng)庫(kù)除濕機(jī)變頻節(jié)能改造(2)

倉(cāng)庫(kù)除濕機(jī)變頻節(jié)能改造(2)

節(jié)能改造的技術(shù)方案

對(duì)除濕機(jī)的節(jié)能改造的目的, 就是降低除濕機(jī)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)伴隨的無(wú)用功耗浪費(fèi), 電機(jī)的實(shí)際功率消耗可用式計(jì)算

實(shí)際功率P × 功率因數(shù)cos φ 就是電機(jī)的有用功率,提高cos φ 可減少無(wú)用功率消耗,但如果以增大負(fù)載(降低庫(kù)容率)的方式來(lái)提高cos φ,勢(shì)必會(huì)造成倉(cāng)庫(kù)使用資源的浪費(fèi)。

另一方法,利用變頻器降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,來(lái)減少無(wú)功功耗。工業(yè)三相電的頻率為50 Hz, 由電機(jī)轉(zhuǎn)速n與供電頻率f 的關(guān)系
n=60 f (1–s) / p
推導(dǎo)出
n / nc=f / 50

其中,s 為電機(jī)轉(zhuǎn)差率,除濕機(jī)內(nèi)壓縮機(jī)、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)等大功率電機(jī)的轉(zhuǎn)差率在0.01 ~ 0.02 之間;(1–s)為三相電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同步程度,在變頻器控制下,(1–s)變化極小,可視為定值;p 為電機(jī)磁極對(duì)數(shù);nc為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。

利用變頻器技術(shù),在改變電機(jī)供電頻率時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之改變, 實(shí)際上變頻器正是通過改變輸入電壓,來(lái)改變電機(jī)的供電頻率實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的,一般頻率改變的范圍為10 % ~ 100 %。

由于電機(jī)的定子阻值R 是固定不變的, 由歐姆定律U=IR 得知, 電機(jī)的輸入電流I 隨著輸入電壓U 的變化,也在作著線性的改變,使電機(jī)轉(zhuǎn)速改變能在平滑的狀態(tài)下進(jìn)行。

在考慮改造成本同時(shí), 通過對(duì)除濕機(jī)的工作原理和各電機(jī)所占的功耗比重, 及從可取得的經(jīng)濟(jì)效益上分析,只需對(duì)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)實(shí)施變頻改造,便可取得較好節(jié)能效果。改造方案是在原除濕機(jī)控制基礎(chǔ)上, 增加一塊D / A 轉(zhuǎn)換模塊和一臺(tái)25 kW有兩個(gè)輸出的變頻器,再根據(jù)空間溫濕度的變化,同時(shí)對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的2 臺(tái)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速控制(壓縮機(jī)是通過聯(lián)軸器和電機(jī)相連接的,電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變,同等于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速改變),以此達(dá)到節(jié)能的目的。

節(jié)能改造的控制方式

根據(jù)空氣溫度越高、飽和濕度越大的原理可知:除濕機(jī)在工作時(shí),離需要達(dá)到的溫濕度目標(biāo)值越遠(yuǎn),其負(fù)荷越大。倉(cāng)庫(kù)的溫濕度控制標(biāo)準(zhǔn)為:濕度60 % ~65 %,溫度26~28 ℃。在設(shè)定除濕機(jī)電機(jī)的控制頻率時(shí),以此溫濕度下限值作參照,離此值越遠(yuǎn),電機(jī)輸入頻率應(yīng)越高。

節(jié)能控制方式為:可編程控制器PLC 通過溫、濕度傳感器獲得回風(fēng)口處溫、濕度數(shù)據(jù)(A / D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)),與設(shè)定值比較控制除濕機(jī)啟停;除濕機(jī)啟動(dòng)后,PLC 依靠獲得的溫濕度數(shù)據(jù)繼續(xù)與程序設(shè)定的溫濕度條件值相比較,當(dāng)達(dá)到需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的值時(shí),改變輸出的數(shù)字量,經(jīng)D / A 轉(zhuǎn)換成變頻器可接受的模擬量,控制變頻器相應(yīng)地改變頻率,以此調(diào)整蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,使之負(fù)荷和實(shí)際制冷、除濕量達(dá)到一個(gè)較為平衡的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)無(wú)功功耗降低的目的。

由于電機(jī)定子阻值不變,根據(jù)式、式n=60 f (1–s) / p和歐姆定律,及變頻器的頻率與電壓輸出關(guān)系,推導(dǎo)出

n / nc=U / Uc=I / Ic,
P / Pc=UI / Uc Ic
其中,
nc 為額定轉(zhuǎn)速;
Uc 為額定電壓;
Ic 為額定電流;
Pc 為額定功率。

據(jù)此計(jì)算,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速(全速)的80 %時(shí),其功率消耗為全速時(shí)的64 %,而當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降50 %時(shí),其功率消耗只為全速時(shí)的25 %。

節(jié)能改造的收效測(cè)算

實(shí)際對(duì)一臺(tái)19 kW 的壓縮機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速測(cè)試,所得數(shù)據(jù)為:全速時(shí),功率18.87 kW;速度下降20%時(shí),功率12.3 kW;速度下降50 %時(shí),功率5.1 kW;與上述理論所得基本相當(dāng)。

目前單位標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)房每間配備兩臺(tái)除濕機(jī),每臺(tái)額定功率29.1 kW,除濕量40 kg / h;對(duì)一間庫(kù)容率為80 %的庫(kù)房進(jìn)行測(cè)試時(shí)了解到,除濕機(jī)在溫度27.8℃、濕度65%的條件下啟動(dòng),在濕度達(dá)到60 %時(shí)停止,用時(shí)2 h,耗電量為118 kW·h。用變頻范圍為10 %~100 %的變頻器改造除濕機(jī)(變頻改造只對(duì)除濕機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行,2 臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)功率共4.4 kW,壓縮機(jī)功率19 kW),控制調(diào)速電機(jī)按庫(kù)內(nèi)濕度每降1 %,便降速10 %的條件運(yùn)行,可使除濕機(jī)省電15 %~19 %。這樣,通過變頻改造,將能使倉(cāng)庫(kù)除濕機(jī)的電耗更為合理,對(duì)庫(kù)區(qū)實(shí)現(xiàn)能耗再降新低的目標(biāo)也將更有保證。

結(jié)束語(yǔ)

利用變頻器對(duì)煙葉倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有的大型除濕機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造,是完全可行的,雖然一次性改造的投資成本會(huì)比較高,但與其在低碳節(jié)能、保護(hù)設(shè)備、降低系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)成本等諸多方面所起的積極作用,以及可產(chǎn)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益相比,顯得微不足道。


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