仓库除湿机变频节能改造研究

2020-11-25曾振华宁德新能源科技有限公司

数码世界 2020年4期

曾振华宁德新能源科技有限公司

除湿机能源消耗较大，主要为电机功耗方面，因电机无调速的功能，系统节能受到限制，所以每年会消耗大量的能源，并且发生无用功耗的问题。变频器属于变频技术产品，可通过转变电机输入频率方式，有效调整电机转速、获得电机节能效果。因此，本研究对仓库除湿机实行变频节能改造，进而从根本上避免发生库区能源消耗问题。

一、仓库除湿机工作原理及无用功耗情况的分析

（一）除湿机工作的基本原理

当前，物料仓库应用的为多功能除湿机，具有升降温、调温除湿等功能。经压缩机、冷凝器，以及冷凝风机等构成。除湿机通过制冷、风送、温湿度控制几个系统组成。（1）温湿度控制系统，PLC 可经温湿度传感器获取回风口位置温湿度相关数据信息，和设定温湿度进行对比后，合理控制除湿机的运行模式。回风温湿度的设置，除湿机需实行降温、除湿处理。如果回风湿度不能达到设定的湿度要求（高于设定温度），这时应对除湿机实行降温除湿处理；回风温湿度在设定温湿度之下，则需立即停止使用除湿机。启动湿度优先模式下，回风湿度在设定湿度之下建议停止使用除湿机。（2）制冷系统通过压缩机压缩产生高温高压制冷剂气体，可借助四通阀的作用进行控制，但是如果流向冷凝器热量则会传于空气，这时空气温度增加，从而达到最佳的升温除湿效果。而进到冷凝器中冷风机会将热量传于空气，这时利于获得降温除湿目的，制冷剂于冷凝器中冷凝为常温高压液体，使得膨胀阀节流进到蒸发器中，此时会吸收空气中的热量、形成低温低压的气体，在此之后进到压缩机压缩。（3）风送系统可将潮湿空气吸入回风口、通过蒸发器冷却，待析出水分通过冷凝器、蒸发风机经送风口送至库内，和其内部空气为混合的状态，这时则能够吸入回风口、如此循环。

（二）除湿机无用功耗状况

除湿机在仓库温湿度调节中应用，可提供物料自然醇化所需的温湿度环境，能源消耗为电机功耗方面，电机功耗在除湿机总能源消耗95%左右，电机有用功率中P、U、I 分别为：功率、电压、电流。需要注意的是，cosΦ 表示功率因数，经电机负载率确定即为负载率更高、功率因数更高，这时电机所致无用功率则会随之降低。仓库大型除湿机电机不具备调速功能，开启后额定转速保持不变、为最大负荷运行状态。除湿机通过每个库房所需最大除湿量进行配置，可留有除湿的余量，物料入库、仓库容量增加，所以会导致库房空间受到影响。相同温湿度的条件下，除湿机的除湿量降低、除湿机运行库中空气湿度减小，致使除湿机的除湿量随之发生改变。因为除湿机电机转速没有较大变化，故而电机需要的负荷、实际负荷下降，功率因数随之改变，电机运行所致无用功率提高。除湿机手动模式下强制除湿时库房内湿度降低，能结合除湿机工作原理确保蒸发风机保持最大转速，经回风口进到库房，这时空气流量无较大变化，但库房内空气湿度会随之改变。单位时间内蒸发器所致除湿量降低、蒸发器工作负荷下降，压缩机为全速、负载的状态下进行运转，会增加无用功的消耗。与此同时，电机启动期间瞬时电流为额定电流6倍左右，这时能源消耗较大并对电机构成较大危害。当电机瞬时加速、传动件压力加大，对于设备的影响是非常大的。通过变频器启动利于处理上述问题，有助于对电流实行限制，并保证电机顺利启动、加强对电机的保护。

二、仓库除湿机变频节能改造状况的研究

（一）仓库除湿机变频节能改造技术方案

除湿机节能改造主要目的：降低除湿机电机运行过程中无用功耗，电机功率消耗计算公式为√3UI=P，功率P*功率因数可以计算出电机的最后功率，这时能够提高功率因数、降低无用功耗。需要注意的是，若是加大负载提高功率因数，则无法有效应用仓库现有资源。与此同时，可通过变频器的方式有效控制电机转速、无用功功耗。工业三相电频率50Hz 时经电机转速n、供电频率f 可明确关系，即为n/nc为f/50。其中，s 表示电机转差率，除湿机内压缩机和蒸发风机最大功率转差率约为0.02，1-s 为属于三相电机转动同步表现，变频器控制其变化不明显，可将其作为定值。这时的P 为电机磁极对数、nc表示电机额定转速，合理使用变频器技术有助于在变电设备供电频率发生变化时候，使得电机转速转变，经改变输入电压的方式调节电机供电频率调速，频率变化的范围≥10%。通过研究明确变频器输出频率、输出电压呈正关系。需要注意事项：电机定子阻值R 不变下，电机输入电流I 会受到输入电压U 因素影响，因而在改造前需考虑到资金投入问题，经对除湿机工作原理、电机功耗比重方面的分析，预估经济效益并对蒸发风机、压缩机进行变频改造，从而达到最理想的节能目的。值得一提的是，改造方案能于原有除湿机之上添加D/A 模块、25kW 输出变频器。此外，能够结合空间温度、湿度对并联运行蒸发风机、压缩机变频调速，节能效果较为理想。

（二）仓库除湿机变频节能改造控制方法

结合空气温度、湿度发现，除湿机运行过程中仓库温度、湿度应分别设定在25°C、55%。设置除湿机电机控制频率时候，将温度下线作为参照合理设定电机输入频率。采取编程控制器PLC 经温湿度传感器，可及时获取回风口位置温湿度数据信息，然后和之前设定的温湿度数据实行对比处理，考虑启动除湿机或是停止除湿机。当除湿机开启后，PLC能够获取温度湿度数据，如果需要调节电机转速、输出数字量，建议通过转换D/A 变频器方法，对变频器频率作以相应调整，如此一来利于确保蒸发风机、压缩机负制冷，以及除湿量为恒定状态，规范使用能源。

（三）仓库除湿机变频节能改造收效测算方法

以满足单位标准的库房除湿机为主，共配备2 台除湿机将额定功率、除湿量分别设置为28kW、每小时35kg。然后，对库容量在75%左右库房测试，除湿机额的温湿度分别为：28°C、60%条件下开启，湿度为55%的时候停止，使用时间和耗电量分别为2h、每小时120kW。用变频范围10%变频器改造除湿机后利于控制调速、降低湿度，而且除湿机省电在15%左右。由此表示，进行除湿机变频节能改造，可以确保能源消耗控制在规定范围，并且降低无用功消耗。