仓库除湿机变频节能改造(1)

除湿机是烟叶仓库的主要能耗设备,数量众多,耗能巨大。除湿机的能耗,大部分集中在电机功耗上,由于这些电机没有调速功能,且系统节能措施有限,使得每年巨大的能量消耗,有相当部分变成了无用的功耗浪费。变频器作为变频技术日趋成熟的产品,因其具有能改变电机的输入频率,调节电机的转速,提高功率因素,使电机达到节能运行目的的特性,可用来对仓库现有的大型除湿机进行节能改造,解决库区能耗浪费的问题,实现库区能耗再降一个台阶的目标。

1 节能改造的必要性

1.1 除湿机工作原理
烟叶仓库现在使用的是集升温、降温、调温除湿方式为一体的多功能除湿机,主要由压缩机冷凝器、冷凝风机等外机部件和蒸发器、冷凝器(和外机冷凝器并联)、蒸发风机、制冷剂存储器、电控箱等主机柜部件组成。除湿机的工作由制冷循环系统、风送循环系统和温、湿度控制系统组成。
(1) 制冷系统。经压缩机压缩出来的高温高压制冷剂气体,流向四通阀控制,当流向冷凝器时,将热量传给流经的空气,使空气升温,这就是升温除湿方式;当进入冷凝器,被冷凝风机将热量传给外部空气后,就成了降温除湿的方式;制冷剂在冷凝器内冷凝成常温高压液体后,经膨胀阀节流进入蒸发器,吸收经过蒸发器的空气热量,变成低温低压气体,再被吸入压缩机进行压缩,如此形成循环过程。
(2) 风送系统。潮湿空气被吸入回风口,经蒸发器冷却至露点温度以下,析出水分后,经过冷凝器,被蒸发风机通过送风口送入库内,与库内空气混合,再被吸入回风口形成循环。

(3)控制方式。PLC 通过温、湿度传感器,获得回风口处的温、湿度数据,与设定的温、湿度作比较后,对除湿机运行模式进行控制。当回风温、湿度高于设定温、湿度时,除湿机进行降温除湿;回风湿度低于设定湿度,温度高于设定温度时,除湿机进行降温除湿; 回风湿度高于设定湿度, 温度低于设定温度时,除湿机进行升温除湿;回风温、湿度低于设定温、湿度时,除湿机停止。此外,还有一个“湿度优先”模式,即不考虑温度,只要回风湿度低于设定湿度,除湿机即停止。

1.2 除湿机的无用功耗
除湿机用于调节仓库温湿度环境, 提供烟叶自然醇化所需的温湿度条件, 其能耗主要体现在电机功耗上, 电机功耗占了除湿机总能耗的90 %以上。电机有用功率计算公式:

仓库除湿机变频节能改造(1)

其中,
P 为功率;
U 为电压;
I 为电流;
cos φ 为功率因数,由电机负载率决定,负载率越高,功率因数也越高,电机损失的无用功率就越少。仓库大型除湿机的电机没有调速功能, 启动后始终以不变的额定转速,即最大负荷的状态运行。
(1) 对电机产生无用功耗的分析。除湿机是按每个库房所需最大除湿量(此时仓库的库容率最小,空间最大)来配置,并留有除湿余量的。当烟叶入库,仓库库容率上升时,库房空间变小,在相同的温湿度情况下,除湿机所需除湿的量(电机所需负荷量)减少;随着除湿机的启动、运行, 库内空气湿度会越来越小,除湿机所需除湿的量,也将更进一步地减少;由于除湿机电机转速不变, 因此电机所需负荷与实际负荷的比例(负载率)在不断降低,功率因数cos φ 的下降,伴随电机运行产生的无用功耗增加。

以除湿机在手动模式下运行,强制除湿为例:随着除湿机的运行,库房内的湿度会越来越低,根据上图除湿机工作原理显示, 蒸发风机始终以最大不变的转速运转,由回风口进入的库房空气流量不变,但库房内空气湿度的降低, 使单位时间内通过蒸发器产生的除湿量在不断减少, 蒸发器的工作负荷也由此不断降低,而此时压缩机仍在以全速,即最大的负载状态运转,徒增更多的无用功消耗。
(2) 起动电流对电机造成的损害。另外,电机在启动时, 瞬时电流达到额定电流的6~7 倍, 不仅耗电,而且对电机造成的损害也相当大;同时电机的瞬间加速,也在增加传动件的压力,同样对系统不利,增加整套设备损坏的几率。而利用变频器启动,可较好解决这一问题。变频器可将启动电流限制在额定电流1.2 ~ 1.5 倍之内,让电机平滑地起动,从而对电机起到保护的作用。由此可见,对除湿机进行变频改造,不仅是必要,而且是迫切的。

仓库除湿机变频节能改造(1)

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