使用空冷器解決水廠變頻器散熱問題

巴小龍 史寶德

1.存在的問題

鄭州市自來水總公司石佛水廠送水泵房使用ABB ACS800-07-1060變頻系統，通過PLC或變頻器自身PID功能，實現變頻器自動調速，恒壓供水。變頻系統自2008年7月投運以來，由于柜體內部灰塵多，變頻器散熱不良（圖1），高溫天氣柜體表面溫度達80～90℃（內部溫度更高），造成現場環境溫度過高，多次顯示TEMP DIF 1V 4380（模塊溫差大）報警。變頻器屬于大型電子設備，對環境要求比較嚴格，下面以送水泵房2#車為例，闡述采用空冷器技術解決變頻器散熱問題。

2.技術改造

（1）空冷器工作原理。軸流風機將空氣吸入蒸發器，使蒸發管中冷量（制冷劑蒸發制冷或冷媒降溫制冷）由蒸發肋片傳遞到空氣中，被風機吹出，送到設定區域，實現設備工作場所冷卻降溫。

（2）改造實施。根據石佛水廠變頻器工況，考慮一定余量，最大發熱量為變頻器額定功率的4%（若長期運行頻率低于40Hz，發熱量可按變頻器額定功率的2%進行估算）。為此在變頻器旁邊加裝冷卻柜（根據變頻器尺寸訂制），內裝空冷器（訂制制冷量30kW）和SFG5-4型軸流風機，拆除變頻器頂部風口，加裝風道罩，柜體結構見圖2。

（3）冷卻柜散熱流程（圖3）。風向流程：變頻器室內冷風→變頻器內部軸流風機→發熱元件→熱風→風道→冷卻柜內空冷器百葉→冷風→冷卻柜內軸流風機→變頻器室。冷卻水流程：16℃壓力冷水→冷卻柜內空冷器百葉→壓力熱水→至水泵前端回收。

3.改造效果

設備安裝完畢，依次進行無載降溫和有載降溫效果試驗，數據見表1。試驗表明使用空冷器降溫，變頻器模塊溫度、室內溫度均有明顯下降，滿足變頻器使用要求。

表1

4.結束語

（1）空冷器優點：①改善變頻器運行環境，提高使用壽命。②結構簡單，維護成本低，充分利用水廠資源（水溫17～18℃）。③運行成本較低，按30kW制冷量計算，空調約消耗功率10～13kW（一般1匹空調的制冷量大約2.324kW）。空冷器消耗功率，按電機額定功率662kW，供水3600m3/h，則消耗功率1.4kW（/8t/h），風機0.75kW，共消耗功率2.22kW。兩者消耗比為空調∶空冷器=（10～13kW）（∶2.22kW）=4.5～5.8，按每年高溫天氣4個月計算，使用空冷器節約電費1.2萬元。④相比風道散熱，兼有除塵作用。

（2）空冷器缺點：①室內密封不好，影響降溫效果。②變頻室空間過大，不利于降溫。