变频技术在换热站系统中节能的应用

张力

【摘 要】变频技术在很多领域都得到了比较广泛的应用，同时在实际的工作中它在运行的过程中也会消耗大量的能源，所以在换热站系统运行的过程中也更加重视节能技术的应用，变频技术就可以很好的满足其节能的要求，所以在换热站系统的节能当中，变频技术也得到了广泛的应用。

【关键词】变频技术；循环泵电机；补水泵电机；变频器

因为当前我国的能源现状并不是非常的乐观，此外我国的科学技术发展水平也在不断的提高，在这样的情况下能源消耗的管理水平也成为衡量一个企业发展和管理水平的重要指标，在当前的发展中，最为重要的一个问题就是要积极的采取有效的措施减少能源的消耗，这样也在很大程度上减少了这一过程中出现的问题，最近几年，我国的城市化不断发展，同时城市房屋的面积也在不断的扩大，变频技术也成为了当前换热站供暖设备节能的一个非常重要的因素，因为应用了这项技术，在系统运行的过程中节约了很多的人力和物力。

1.新式变频技术概述

新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化，而且利用高速运行能实现大幅度时快速冷冻；在洗衣机方面，过去使用变频实现可变速控制，提高洗净性能，新流行的洗衣机除了节能和静音化外，还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容；电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热，没有燃气和电加热的炽热部分，因此不但安全，还大幅度提高加热效率，其工作频率高于听觉之上，从而消除了饭锅振动引起的噪声；IH电饭煲得到的火力比电加热器更强，而且利用变频可以进行火力微调，只要合理设计加热感应线圈，可得到任意的加热布局，炊饭性能上了一个档次；变频微波炉利用高频电能给磁控管必要的升压驱动，电源结构小，炉内空间更宽敞，新式微波炉能任意调节电力，并根据不同食品选择最佳加热方式，缩短时间，降低电耗；照明方面，荧光灯使用高频照明，可提高发光效率，实现节能，无闪烁，易调光，频率任意可调，镇流器小型轻量。变频技术正在给形形色色的家电带来新的革命，并将给用户带来更大的福音。今后变频技术还将随着电力电子器件、新型电力变换拓扑电路、滤波及屏蔽技术的进步而发展。家用太阳能发电系统还将给家电增添新的能源。

2.换热站供暖系统的构成及变频技术原理

2.1换热站供暖系统的构成

通常换热站有一套或几套供暖换热机组。每套机组由换热器、循环水泵、补水泵、除污器、各种阀门、一、二次管网及一些热工仪表组成。

换热机组通过循环泵将二次管网回水送到换热器和一次管网循环水进行热交换，再送到用户端采暖。采暖回水又通过循环泵送到换热器再进行热交换。可以看出，供暖换热系统的工作过程是一个不断的进行热交换的能量传递过程。如果循环水在循环过程中发生泄漏，补水系统在变频器的控制下自动启停，自动跟踪二次回水管的压力变化而变化，最后维持系统平衡。

2.2变频技术的节能原理

以往的换热站运行中，主要的动力设备就是循环水泵电机。电机在运行的过程中以工频的方式运行，循环泵输出的流量是没有办法伴随供暖负荷的变化而调整的，在设备运行中，循环泵的流量通常都会保持在恒定的状态当中，如果需要对流量进行调整的时候，一般情况下都会采用调节阀门的方式来实现，因为温度是一个具有滞后性的参数，所以在对其调节的过程中需要较长的周期，同时在调节的过程中也很难在短期内调整好，此外在调节的过程中也会在阀门处产生非常大的损失，所以在这样的情况下也就使很多资源都没有得到充分的利用。

在对变频技术进行优化之后循环水泵和补水泵是一个正常使用和一个备用的关系。循环水系统在进行变频控制的时候能够按照室外温度传感器给出的信号和二次侧供应的回水温度使用电动调节阀对其进行适当的处理，在设备运行的过程中通常是对循环水泵电机的转速予以调整，这样也就可以对输入和输出量予以有效的控制，这样一来也可以充分的满足供暖的要求。这样也就使得变频器在运行的过程中所消耗的能源降到最小。此外，变频器在运行的过程中还可以十分有效的提高循环水泵的运行效率，减少了水泵运行过程中所产生的无用功，也就是说对原来的供热系统使用变频技术能够很好的降低能耗，体现出非常好的节能效果。此外，布水系统在变频器的作用下实现了自动的启闭，在运行的过程中可以随着二次回水管的压力变化而产生相应的变化，这样一来就实现了自动控制和无人值守，系统运行中产生的经济效益明显的提高，减少了人力和物力的投入。

3.换热站变频节能方案和工程实例

3.1换热站变频节能方案

系统在执行变频操作的时候，为了可以有效的提高操作的安全性和稳定性，在系统当中加入了控制电路，这样也就可以确保用户在使用的过程中可以根据自己的需要进行工频运行和变频运行的转换。变频器在运用出的过程中，在节能方面有着非常大的优势，变频调速、可编程多操作模式同时其可以非常好的展现出保护功能。如果要使用变频模式，就可以在实际的工作中采取人为的方式对频率和流入量和输出量进行有效的控制。在自动调节的时候，变频器可以和PLC实现实时的通讯，这样就可以根据传输的信号执行相应的指令，对电机的转速度和循环水泵的流出量进行充分的控制，这样也就调节了设备的温度。如果变频器出线了故障，可以将设备调整到手动工频的运行模式当中，可以手动的对设备进行调整，保证热战的持续运行，对于补水系统而言，可以采用变频器补水的方法，如果系统失水的水平没有二次回水管网设定的数值高的时候，补水变频器会自动的根据二次回水的管网压力进行调整，该设备是一个闭环系统，采取的是PID调节的方式，采用压力传感器，通常会将其设置在二次回水管网当中。这种方式使得换热站在运行的过程中节能的效果得到了极大的提升。

3.2换热站变频节能实例

某大学博士生留学生公寓换热站中，循环泵采用两台0.75kW电机拖动。因为管道采暖二次供水温度，通常小于65℃，因此若采用开大或关小阀门的办法来调节温度，调节周期长，效果不显著。但是若变频调速来改变循环泵的流量，既节能又可实时调温，效果很好。通过大量时间的观察和记录，变频器大部分工作在35-45Hz之间。

4.结束语

换热站供热系统采用变频技术可实现电动机的软起动，启动平滑无冲击。一方面可以减少启动时對电机和电网的冲击，既保护了电动机，延长其使用寿命；另一方面变频调速供暖介质的流量，达到快速调节温度的目的和自动进行失压补水；最为重要的是节约能源。和工频运行相比可节能40到50%。 [科]

【参考文献】

[1]杜俊明，彭海宇.换热站的变频调速控制系统[J].自动化博览，2005（05）.

[2]李磊磊，高德欣，刘涛.基于西门子Climatix控制器的换热站控制系统设计[J].自动化技术与应用，2013（08）.

[3]林柏松，曹文光，刘志杰.换热站变频调速控制系统[J].自动化仪表，2009（07）.