利用循环水泵变频控制实现冷库制冷节能

Equipment Manufactring Technology No.1 ,2010利用循环水泵变频控制实现冷库制冷节能何宁芝(广东省肇庆市第二技工学校,广东肇庆526060)摘要:冷库循环水泵 系统利用变频调速,不但可以提高制冷机组的运行效率,优化系统的运行环境、运行质量,而且能够获得优良的节能效果,减少设备的维修,是一种简单而有效的节能控制方式。该研究项目既能满足教学需要,又能应用于冷库企业的生产中。关键词:冷庳;制冷循环;水泵;变频控制;节能中團分类号:TU249.8文献标识码:B文章编号:1672- 545X(2010)01-0164 -02技工学校的发展方向,是采用校企结合的方式,制冷与空冷库制冷系统大部分时间在不满负荷状态下运行,换热调专业也不例外。根据冷库企业的需要,-方面为企业培养合量随之减少，此时若要维持机组的冷却水的进、出口温差不格的技术人才,学生毕业后能直接上岗,减少企业资源浪费;变,可减少冷却水流量,通过降低水泵的转速来实现节能。另-方面,学校与企业互动交流,特别在技术上的研发方面，1.2 泵的变频调速与节能可以讲求合作,既开发新技术,也开发学生智力。根据交流异步电动机的工作原理,转速冷库制冷系统,是消耗电能较大的制冷设备。此系统都是=60f (1-s)按最高温、最大负荷来设计的,而冷库满负荷运行的时间不足P80%,这样就会造成浪费,对循环水泵实施节能改造,已成当式中,务之急。根据企业的实际情况，拟采用“变频器、PLC、数模转换F- -频率;p-电机磁极对数;s一转差率。模块、温度模块温度传感器”等构成的温差闭环自动调速系可见，“改变电源频率、改变电机磁极对数和转差率”等3统,对循环水泵和冷却塔进行控制试验,以节约电能。该研究种方法,均可实现调节转速。根据交流电机的特性,变频调速项目既能满足教学需要,又能应用于冷库企业的生产中。的范围大,静态稳定性好,运行效率高。相比之下,其调速性能最好。因此,要实现连续平滑的速度调节,最佳的方法就是采用1循环水泵变 频节能的基本原理变频调速器,将标准的交流电转成频率、电压可变的交流电，冷库-般采用离心式水泵。经测定,循环水泵、冷却塔用供给电机并能对电机转速进行调节。采用变频器进行水泵的电,约占冷库的总用电分别为25 %~30%和8%- 10%。因节能改造,不仅避免了由于采用挡板或阀门造成的电能浪费,此,对循环水泵系统以及冷却塔的节能自动控制,是冷库制冷而且还会极大提高控制和调节的精度。系统节能改造及自动控制的重要内容。2循环水泵的变 频节能控制方式1.1水泵的转速与各参数值的关系根据流体学原理,有:q = K q.n;H =K H'n';P= KPn'。2.1水泵转速的控制依据式中，压缩机组运行时,其冷凝器的热交换量,是由冷却水带到流量;冷却塔散热降温,再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。由r-转速;于冷却塔的水温,是随环境温度而变的,其单侧水温不能准确H--扬程;地反映冷凝器内产生热量的多少。所以,对于冷却泵,应以冷P轴功率;凝器进、出水的温差，作为控制水泵转速的依据。冷却水进、出Kq、KH和KP均为比例系数。由此可见,降低水泵的转速,可不同程度地减少水泵的各水温差大,说明说明库内温度高系统负荷大,制冷压缩机组产参数值。其中,水泵的流量q与转速n成正比;扬程H与转速生的热量大，需要冷却水带走的热量多，应提高冷却泵的转n的平方成正比:轴功率P与转速n的三次方成正比。因此, .速,加大冷却水的速度和流量;反之,温差小,则说明库内温度降低水泵的转速,可明显减少水泵能耗。例如,当频率f值减低,系统负荷小,制冷压缩机组产生的热量小，需要带走的热少10 %时,水泵的转速下降10 %,而流量为原来的90%,下量少,可降低冷却泵的转速,减小冷却水的循环盘,以节约电降了10 %;扬程为原来的81 % ,减少了19 %;水泵轴功率为能。中国煤化工差,反映了需要进行热原来的72.9 %,节电27.1 %,以此类推。交换Y片CNMHG收稿日期:2009-10-16作者简介:何宁芝(1975- -),女,广 东肇庆市人，讲师,副校长,研究方向:制冷与空调。164《装备制造技术)2010年第1期因此,根据冷凝器的进、出水的温差值,来控制循环水的流动速度，从而控制了热交换的速度，是比较合理的控制方3循环水泵的变频节能效果实例分析法。在方案上,可采取采用变频器、PLC等构成的温差闭环自动调速系统,对循环水泵和拎却塔进行控制,以节约电能。循环水泵采用变频调速后的节能效果，可以根据水泵运2.2 循环水泵的变频节能控制方式行负荷的变化情况进行计算。以- -台IS100 80 -160型离心泵循环水泵的变频节能控制方式是:PLC控制器通过温度为例,所配备的电动机额定功率为15kW。根据运行要求,水模块及温度传感器，将冷凝器的进、出水温度读人控制器内泵连续24h运行，其中每天5h运行在90 %的流量负荷;每存,并计算出温差值,然后根据冷凝器的进、出水的温差值,来天12h运行在80%的流量负荷;每天7h运行在60%的流量控制变频器的频率,以控制电机转速,调节出水的流量,控制负荷,全年运行时间在290 d左右。根据"水泵的转速与各参数热交换的速度(循环水泵的变频控制原理见图1)。.值的关系"，可计算出表1的相关数据，并测算出一台IS100- 80-160型离心泵每年的节电量。频率与水泵各参数值室内温度压力的对应关系见表1。表1频率与水泵各参数值的对应关系主机PLC控制一 风机频率广值(H) 5|变频转速n(%)‘I扬程月(%)[水泵團1冷库循环水泵的变频控制原理节电事刀(%) 0 27.1_ 48.8 6.7_ 784 87.S_ 93.6库温的高低,是由温度控制系统控制压缩机组“开、停”的根据表1,可以计算出1 d(24 h)当中,三个时段分别的节时间间隔来实现的。冷库满负荷大,库温升高时,应开启压缩约电量:机组。为为制冷系统的安全,压缩机组开启前,必须保证循环w1= 15x5x27.1%x 290=5 894.25 (kW.h);水泵已经处于运行状态。因此,在设计上,可由PLC控循环水W2= 15x 12 x48.8% x290 = 25 473.6 (kW "h);泵的启停，并由循环水泵的接触器向压缩机组的主控制继电ws= 15x7x 78.4% x 290 = 23 872.8 (kW+h)。器发出联锁信号,开启压缩机组,由“变频器、PLC、温度传感那么，可以计算出每年的合计节约用电量:器、温度模块”组成的温差闭环控制电路,对水泵进行调速以W总=W/+ W+ Ws= 55 240.65 (kW.h)控制工作流量;同时PLC根据温度传感器信号,自动选择冷却若商业每度电按0.85元/