變頻技術在換熱站系統中節能的應用

張力

【摘 要】變頻技術在很多領域都得到了比較廣泛的應用，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，所以在換熱站系統運行的過程中也更加重視節能技術的應用，變頻技術就可以很好的滿足其節能的要求，所以在換熱站系統的節能當中，變頻技術也得到了廣泛的應用。

【關鍵詞】變頻技術；循環泵電機；補水泵電機；變頻器

因為當前我國的能源現狀并不是非常的樂觀，此外我國的科學技術發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發展和管理水平的重要指標，在當前的發展中，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的問題，最近幾年，我國的城市化不斷發展，同時城市房屋的面積也在不斷的擴大，變頻技術也成為了當前換熱站供暖設備節能的一個非常重要的因素，因為應用了這項技術，在系統運行的過程中節約了很多的人力和物力。

1.新式變頻技術概述

新式的變頻冷藏庫不但耗電量減少、實現靜音化，而且利用高速運行能實現大幅度時快速冷凍；在洗衣機方面，過去使用變頻實現可變速控制，提高洗凈性能，新流行的洗衣機除了節能和靜音化外，還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內容；電磁烹任器利用高頻感應加熱使鍋子直接發熱，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，只要合理設計加熱感應線圈，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動，電源結構小，爐內空間更寬敞，新式微波爐能任意調節電力，并根據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，可提高發光效率，實現節能，無閃爍，易調光，頻率任意可調，鎮流器小型輕量。變頻技術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、濾波及屏蔽技術的進步而發展。家用太陽能發電系統還將給家電增添新的能源。

2.換熱站供暖系統的構成及變頻技術原理

2.1換熱站供暖系統的構成

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、循環水泵、補水泵、除污器、各種閥門、一、二次管網及一些熱工儀表組成。

換熱機組通過循環泵將二次管網回水送到換熱器和一次管網循環水進行熱交換，再送到用戶端采暖。采暖回水又通過循環泵送到換熱器再進行熱交換。可以看出，供暖換熱系統的工作過程是一個不斷的進行熱交換的能量傳遞過程。如果循環水在循環過程中發生泄漏，補水系統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，最后維持系統平衡。

2.2變頻技術的節能原理

以往的換熱站運行中，主要的動力設備就是循環水泵電機。電機在運行的過程中以工頻的方式運行，循環泵輸出的流量是沒有辦法伴隨供暖負荷的變化而調整的，在設備運行中，循環泵的流量通常都會保持在恒定的狀態當中，如果需要對流量進行調整的時候，一般情況下都會采用調節閥門的方式來實現，因為溫度是一個具有滯后性的參數，所以在對其調節的過程中需要較長的周期，同時在調節的過程中也很難在短期內調整好，此外在調節的過程中也會在閥門處產生非常大的損失，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。

在對變頻技術進行優化之后循環水泵和補水泵是一個正常使用和一個備用的關系。循環水系統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供應的回水溫度使用電動調節閥對其進行適當的處理，在設備運行的過程中通常是對循環水泵電機的轉速予以調整，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水泵的運行效率，減少了水泵運行過程中所產生的無用功，也就是說對原來的供熱系統使用變頻技術能夠很好的降低能耗，體現出非常好的節能效果。此外，布水系統在變頻器的作用下實現了自動的啟閉，在運行的過程中可以隨著二次回水管的壓力變化而產生相應的變化，這樣一來就實現了自動控制和無人值守，系統運行中產生的經濟效益明顯的提高，減少了人力和物力的投入。

3.換熱站變頻節能方案和工程實例

3.1換熱站變頻節能方案

系統在執行變頻操作的時候，為了可以有效的提高操作的安全性和穩定性，在系統當中加入了控制電路，這樣也就可以確保用戶在使用的過程中可以根據自己的需要進行工頻運行和變頻運行的轉換。變頻器在運用出的過程中，在節能方面有著非常大的優勢，變頻調速、可編程多操作模式同時其可以非常好的展現出保護功能。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。在自動調節的時候，變頻器可以和PLC實現實時的通訊，這樣就可以根據傳輸的信號執行相應的指令，對電機的轉速度和循環水泵的流出量進行充分的控制，這樣也就調節了設備的溫度。如果變頻器出線了故障，可以將設備調整到手動工頻的運行模式當中，可以手動的對設備進行調整，保證熱戰的持續運行，對于補水系統而言，可以采用變頻器補水的方法，如果系統失水的水平沒有二次回水管網設定的數值高的時候，補水變頻器會自動的根據二次回水的管網壓力進行調整，該設備是一個閉環系統，采取的是PID調節的方式，采用壓力傳感器，通常會將其設置在二次回水管網當中。這種方式使得換熱站在運行的過程中節能的效果得到了極大的提升。

3.2換熱站變頻節能實例

某大學博士生留學生公寓換熱站中，循環泵采用兩臺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小閥門的辦法來調節溫度，調節周期長，效果不顯著。但是若變頻調速來改變循環泵的流量，既節能又可實時調溫，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.結束語

換熱站供熱系統采用變頻技術可實現電動機的軟起動，啟動平滑無沖擊。一方面可以減少啟動時對電機和電網的沖擊，既保護了電動機，延長其使用壽命；另一方面變頻調速供暖介質的流量，達到快速調節溫度的目的和自動進行失壓補水；最為重要的是節約能源。和工頻運行相比可節能40到50%。 [科]

【參考文獻】

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