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；補水泵電機；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，沒有燃氣和電加熱的熾熱部分，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、新型電力變換拓撲電路、濾波及屏蔽技術(shù)的進步而發(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組。每套機組由換熱器、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)泵送到換熱器再進行熱交換?？梢钥闯觯┡瘬Q熱系統(tǒng)的工作過程是一個不斷的進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。電機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，對電機的轉(zhuǎn)速度和循環(huán)水泵的流出量進行充分的控制，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)電動機的軟起動，啟動平滑無沖擊。一方面可以減少啟動時對電機和電網(wǎng)的沖擊，既保護了電動機，延長其使用壽命；另一方面變頻調(diào)速供暖介質(zhì)的流量，達到快速調(diào)節(jié)溫度的目的和自動進行失壓補水；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】

[1]杜俊明，彭海宇.換熱站的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)[J].自動化博覽，2005（05）.

[2]李磊磊，高德欣，劉濤.基于西門子Climatix控制器的換熱站控制系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2013（08）.

[3]林柏松，曹文光，劉志杰.換熱站變頻調(diào)速控制系統(tǒng)[J].自動化儀表，2009（07）.