使用空冷器解决水厂变频器散热问题

巴小龙 史宝德

1.存在的问题

郑州市自来水总公司石佛水厂送水泵房使用ABB ACS800-07-1060变频系统，通过PLC或变频器自身PID功能，实现变频器自动调速，恒压供水。变频系统自2008年7月投运以来，由于柜体内部灰尘多，变频器散热不良（图1），高温天气柜体表面温度达80～90℃（内部温度更高），造成现场环境温度过高，多次显示TEMP DIF 1V 4380（模块温差大）报警。变频器属于大型电子设备，对环境要求比较严格，下面以送水泵房2#车为例，阐述采用空冷器技术解决变频器散热问题。

2.技术改造

（1）空冷器工作原理。轴流风机将空气吸入蒸发器，使蒸发管中冷量（制冷剂蒸发制冷或冷媒降温制冷）由蒸发肋片传递到空气中，被风机吹出，送到设定区域，实现设备工作场所冷却降温。

（2）改造实施。根据石佛水厂变频器工况，考虑一定余量，最大发热量为变频器额定功率的4%（若长期运行频率低于40Hz，发热量可按变频器额定功率的2%进行估算）。为此在变频器旁边加装冷却柜（根据变频器尺寸订制），内装空冷器（订制制冷量30kW）和SFG5-4型轴流风机，拆除变频器顶部风口，加装风道罩，柜体结构见图2。

（3）冷却柜散热流程（图3）。风向流程：变频器室内冷风→变频器内部轴流风机→发热元件→热风→风道→冷却柜内空冷器百叶→冷风→冷却柜内轴流风机→变频器室。冷却水流程：16℃压力冷水→冷却柜内空冷器百叶→压力热水→至水泵前端回收。

3.改造效果

设备安装完毕，依次进行无载降温和有载降温效果试验，数据见表1。试验表明使用空冷器降温，变频器模块温度、室内温度均有明显下降，满足变频器使用要求。

表1

4.结束语

（1）空冷器优点：①改善变频器运行环境，提高使用寿命。②结构简单，维护成本低，充分利用水厂资源（水温17～18℃）。③运行成本较低，按30kW制冷量计算，空调约消耗功率10～13kW（一般1匹空调的制冷量大约2.324kW）。空冷器消耗功率，按电机额定功率662kW，供水3600m3/h，则消耗功率1.4kW（/8t/h），风机0.75kW，共消耗功率2.22kW。两者消耗比为空调∶空冷器=（10～13kW）（∶2.22kW）=4.5～5.8，按每年高温天气4个月计算，使用空冷器节约电费1.2万元。④相比风道散热，兼有除尘作用。

（2）空冷器缺点：①室内密封不好，影响降温效果。②变频室空间过大，不利于降温。