利用循環(huán)水泵變頻控制實(shí)現冷庫制冷節能

Equipment Manufactring Technology No.1 ,2010利用循環(huán)水泵變頻控制實(shí)現冷庫制冷節能何寧芝(廣東省肇慶市第二技工學(xué)校,廣東肇慶526060)摘要:冷庫循環(huán)水泵 系統利用變頻調速,不但可以提高制冷機組的運行效率,優(yōu)化系統的運行環(huán)境、運行質(zhì)量,而且能夠獲得優(yōu)良的節能效果,減少設備的維修,是一種簡(jiǎn)單而有效的節能控制方式。該研究項目既能滿(mǎn)足教學(xué)需要,又能應用于冷庫企業(yè)的生產(chǎn)中。關(guān)鍵詞:冷庳;制冷循環(huán);水泵;變頻控制;節能中團分類(lèi)號:TU249.8文獻標識碼:B文章編號:1672- 545X(2010)01-0164 -02技工學(xué)校的發(fā)展方向,是采用校企結合的方式,制冷與空冷庫制冷系統大部分時(shí)間在不滿(mǎn)負荷狀態(tài)下運行,換熱調專(zhuān)業(yè)也不例外。根據冷庫企業(yè)的需要,-方面為企業(yè)培養合量隨之減少，此時(shí)若要維持機組的冷卻水的進(jìn)、出口溫差不格的技術(shù)人才,學(xué)生畢業(yè)后能直接上崗,減少企業(yè)資源浪費;變,可減少冷卻水流量,通過(guò)降低水泵的轉速來(lái)實(shí)現節能。另-方面,學(xué)校與企業(yè)互動(dòng)交流,特別在技術(shù)上的研發(fā)方面，1.2 泵的變頻調速與節能可以講求合作,既開(kāi)發(fā)新技術(shù),也開(kāi)發(fā)學(xué)生智力。根據交流異步電動(dòng)機的工作原理,轉速冷庫制冷系統,是消耗電能較大的制冷設備。此系統都是=60f (1-s)按最高溫、最大負荷來(lái)設計的,而冷庫滿(mǎn)負荷運行的時(shí)間不足P80%,這樣就會(huì )造成浪費,對循環(huán)水泵實(shí)施節能改造,已成當式中,務(wù)之急。根據企業(yè)的實(shí)際情況，擬采用“變頻器、PLC、數模轉換F- -頻率;p-電機磁極對數;s一轉差率。模塊、溫度模塊溫度傳感器”等構成的溫差閉環(huán)自動(dòng)調速系可見(jiàn)，“改變電源頻率、改變電機磁極對數和轉差率”等3統,對循環(huán)水泵和冷卻塔進(jìn)行控制試驗,以節約電能。該研究種方法,均可實(shí)現調節轉速。根據交流電機的特性,變頻調速項目既能滿(mǎn)足教學(xué)需要,又能應用于冷庫企業(yè)的生產(chǎn)中。的范圍大,靜態(tài)穩定性好,運行效率高。相比之下,其調速性能最好。因此,要實(shí)現連續平滑的速度調節,最佳的方法就是采用1循環(huán)水泵變 頻節能的基本原理變頻調速器,將標準的交流電轉成頻率、電壓可變的交流電，冷庫-般采用離心式水泵。經(jīng)測定,循環(huán)水泵、冷卻塔用供給電機并能對電機轉速進(jìn)行調節。采用變頻器進(jìn)行水泵的電,約占冷庫的總用電分別為25 %~30%和8%- 10%。因節能改造,不僅避免了由于采用擋板或閥門(mén)造成的電能浪費,此,對循環(huán)水泵系統以及冷卻塔的節能自動(dòng)控制,是冷庫制冷而且還會(huì )極大提高控制和調節的精度。系統節能改造及自動(dòng)控制的重要內容。2循環(huán)水泵的變 頻節能控制方式1.1水泵的轉速與各參數值的關(guān)系根據流體學(xué)原理,有:q = K q.n;H =K H'n';P= KPn'。2.1水泵轉速的控制依據式中，壓縮機組運行時(shí),其冷凝器的熱交換量,是由冷卻水帶到流量;冷卻塔散熱降溫,再由冷卻泵送到冷凝器進(jìn)行不斷循環(huán)的。由r-轉速;于冷卻塔的水溫,是隨環(huán)境溫度而變的,其單側水溫不能準確H--揚程;地反映冷凝器內產(chǎn)生熱量的多少。所以,對于冷卻泵,應以冷P軸功率;凝器進(jìn)、出水的溫差，作為控制水泵轉速的依據。冷卻水進(jìn)、出Kq、KH和KP均為比例系數。由此可見(jiàn),降低水泵的轉速,可不同程度地減少水泵的各水溫差大,說(shuō)明說(shuō)明庫內溫度高系統負荷大,制冷壓縮機組產(chǎn)參數值。其中,水泵的流量q與轉速n成正比;揚程H與轉速生的熱量大，需要冷卻水帶走的熱量多，應提高冷卻泵的轉n的平方成正比:軸功率P與轉速n的三次方成正比。因此, .速,加大冷卻水的速度和流量;反之,溫差小,則說(shuō)明庫內溫度降低水泵的轉速,可明顯減少水泵能耗。例如,當頻率f值減低,系統負荷小,制冷壓縮機組產(chǎn)生的熱量小，需要帶走的熱少10 %時(shí),水泵的轉速下降10 %,而流量為原來(lái)的90%,下量少,可降低冷卻泵的轉速,減小冷卻水的循環(huán)盤(pán),以節約電降了10 %;揚程為原來(lái)的81 % ,減少了19 %;水泵軸功率為能。中國煤化工差,反映了需要進(jìn)行熱原來(lái)的72.9 %,節電27.1 %,以此類(lèi)推。交換Y片CNMHG收稿日期:2009-10-16作者簡(jiǎn)介:何寧芝(1975- -),女,廣 東肇慶市人，講師,副校長(cháng),研究方向:制冷與空調。164《裝備制造技術(shù))2010年第1期因此,根據冷凝器的進(jìn)、出水的溫差值,來(lái)控制循環(huán)水的流動(dòng)速度，從而控制了熱交換的速度，是比較合理的控制方3循環(huán)水泵的變頻節能效果實(shí)例分析法。在方案上,可采取采用變頻器、PLC等構成的溫差閉環(huán)自動(dòng)調速系統,對循環(huán)水泵和拎卻塔進(jìn)行控制,以節約電能。循環(huán)水泵采用變頻調速后的節能效果，可以根據水泵運2.2 循環(huán)水泵的變頻節能控制方式行負荷的變化情況進(jìn)行計算。以- -臺IS100 80 -160型離心泵循環(huán)水泵的變頻節能控制方式是:PLC控制器通過(guò)溫度為例,所配備的電動(dòng)機額定功率為15kW。根據運行要求,水模塊及溫度傳感器，將冷凝器的進(jìn)、出水溫度讀人控制器內泵連續24h運行，其中每天5h運行在90 %的流量負荷;每存,并計算出溫差值,然后根據冷凝器的進(jìn)、出水的溫差值,來(lái)天12h運行在80%的流量負荷;每天7h運行在60%的流量控制變頻器的頻率,以控制電機轉速,調節出水的流量,控制負荷,全年運行時(shí)間在290 d左右。根據"水泵的轉速與各參數熱交換的速度(循環(huán)水泵的變頻控制原理見(jiàn)圖1)。.值的關(guān)系"，可計算出表1的相關(guān)數據，并測算出一臺IS100- 80-160型離心泵每年的節電量。頻率與水泵各參數值室內溫度壓力的對應關(guān)系見(jiàn)表1。表1頻率與水泵各參數值的對應關(guān)系主機PLC控制一 風(fēng)機頻率廣值(H) 5|變頻轉速n(%)‘I揚程月(%)[水泵團1冷庫循環(huán)水泵的變頻控制原理節電事刀(%) 0 27.1_ 48.8 6.7_ 784 87.S_ 93.6庫溫的高低,是由溫度控制系統控制壓縮機組“開(kāi)、?！钡母鶕?,可以計算出1 d(24 h)當中,三個(gè)時(shí)段分別的節時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現的。冷庫滿(mǎn)負荷大,庫溫升高時(shí),應開(kāi)啟壓縮約電量:機組。為為制冷系統的安全,壓縮機組開(kāi)啟前,必須保證循環(huán)w1= 15x5x27.1%x 290=5 894.25 (kW.h);水泵已經(jīng)處于運行狀態(tài)。因此,在設計上,可由PLC控循環(huán)水W2= 15x 12 x48.8% x290 = 25 473.6 (kW "h);泵的啟停，并由循環(huán)水泵的接觸器向壓縮機組的主控制繼電ws= 15x7x 78.4% x 290 = 23 872.8 (kW+h)。器發(fā)出聯(lián)鎖信號,開(kāi)啟壓縮機組,由“變頻器、PLC、溫度傳感那么，可以計算出每年的合計節約用電量:器、溫度模塊”組成的溫差閉環(huán)控制電路,對水泵進(jìn)行調速以W總=W/+ W+ Ws= 55 240.65 (kW.h)控制工作流量;同時(shí)PLC根據溫度傳感器信號,自動(dòng)選擇冷卻若商業(yè)每度電按0.85元/