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：

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。