電力消耗占省級機(jī)關(guān)辦公和住宅能耗很大的比例，電力消耗的科學(xué)管理是衡量機(jī)關(guān)是否節(jié)能的一個明顯標(biāo)志，加強(qiáng)電力消耗的科學(xué)管理，節(jié)約能源，是當(dāng)前必須解決的問題。熱交換站作為供熱的中樞，是保證供熱系統(tǒng)安全運(yùn)行和節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中的二次供暖系統(tǒng)循環(huán)泵的耗電量占運(yùn)行成本的較高比例。對循環(huán)泵的電力節(jié)能，能取得較明顯的節(jié)能效果。
熱交換站的二次供暖循環(huán)水運(yùn)行控制現(xiàn)狀
省級機(jī)關(guān)熱交換站的二次供暖循環(huán)水運(yùn)行系統(tǒng)都是通過電機(jī)帶動定量循環(huán)泵來提供循環(huán)水的動力。通常設(shè)計(jì)人員在電機(jī)選型時，由于電機(jī)按一定模數(shù)分級，往往選擇功率比水泵輸入功率大的電機(jī)，功率留有一定余量。我們知道熱交換站內(nèi)二次供暖系統(tǒng)根據(jù)流量情況可分為定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)，無論那種系統(tǒng)，電機(jī)都是直接接市電一直以工頻運(yùn)行，電機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn)，無法隨著供暖負(fù)荷的變化而變化，循環(huán)泵輸出流量是恒定的，當(dāng)根據(jù)天氣溫度或供暖負(fù)荷變化需要對循環(huán)水流量進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)時，通常的控制手段是開大閥門或關(guān)小閥門來人為調(diào)節(jié)，這樣在閥門上產(chǎn)生了附加損失，使得能量因?yàn)殚y門的節(jié)流損失消耗掉了，浪費(fèi)了大量能源。又由于溫度是個滯后參數(shù)，調(diào)節(jié)周期長，用閥門調(diào)節(jié)控制精度受到限制。泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動的方式運(yùn)行，存在啟動電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象，不但浪費(fèi)能源而且加快了設(shè)備損耗。
循環(huán)水泵采用變頻控制能較好地解決這個問題。在滿足供熱的條件下，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，保證一定的系統(tǒng)壓差，可獲得可觀的節(jié)電效果。
變頻調(diào)速節(jié)能原理
通過流體力學(xué)的基本定律可知：循環(huán)泵屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其n(轉(zhuǎn)速)、Q(流量)、H(壓力)以及P(軸功率)具有如下關(guān)系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。可以看出改變電機(jī)轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)循環(huán)泵的流量的方法，要比采用閥門調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟(jì)，設(shè)備運(yùn)行工況也將得到明顯改善。電機(jī)的轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比，即： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù)）,由于s、p對某一電機(jī)是固定值，因此通過改變電動機(jī)工作電源頻率能達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，集電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。
對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行變頻的改造正是基于以上原理。改造后的系統(tǒng)，將室外溫度、系統(tǒng)供回水壓差及回水溫度作為輸入?yún)?shù)，加上PLC控制器處理下達(dá)變頻調(diào)速指令，通過變頻器適時適量地控制循環(huán)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)循環(huán)泵的輸出流量，滿足供暖負(fù)荷要求。這就使電機(jī)在整個負(fù)荷和變化過程當(dāng)中的能量消耗降到最小程度。再有，應(yīng)用變頻器還能提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少電機(jī)的無功損耗，并提高供電效率和供電質(zhì)量。綜上所述，不難看出，對原供暖換熱系統(tǒng)進(jìn)行變頻節(jié)能改造能夠帶來巨大的節(jié)能效果。
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