倉庫除濕機(jī)變頻節(jié)能改造（2）

倉庫除濕機(jī)變頻節(jié)能改造（2）

對除濕機(jī)的節(jié)能改造的目的， 就是降低除濕機(jī)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)伴隨的無用功耗浪費(fèi)， 電機(jī)的實(shí)際功率消耗可用式計(jì)算

實(shí)際功率P × 功率因數(shù)cos φ 就是電機(jī)的有用功率，提高cos φ 可減少無用功率消耗，但如果以增大負(fù)載（降低庫容率）的方式來提高cos φ，勢必會造成倉庫使用資源的浪費(fèi)。

另一方法，利用變頻器降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，來減少無功功耗。工業(yè)三相電的頻率為50 Hz， 由電機(jī)轉(zhuǎn)速n與供電頻率f 的關(guān)系
n=60 f （1–s） / p
推導(dǎo)出
n / nc=f / 50

其中，s 為電機(jī)轉(zhuǎn)差率，除濕機(jī)內(nèi)壓縮機(jī)、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)等大功率電機(jī)的轉(zhuǎn)差率在0.01 ～ 0.02 之間；（1–s）為三相電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同步程度，在變頻器控制下，（1–s）變化極小，可視為定值；p 為電機(jī)磁極對數(shù)；nc為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。

利用變頻器技術(shù)，在改變電機(jī)供電頻率時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之改變， 實(shí)際上變頻器正是通過改變輸入電壓，來改變電機(jī)的供電頻率實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的，一般頻率改變的范圍為10 % ～ 100 %。

由于電機(jī)的定子阻值R 是固定不變的， 由歐姆定律U=IR 得知， 電機(jī)的輸入電流I 隨著輸入電壓U 的變化，也在作著線性的改變，使電機(jī)轉(zhuǎn)速改變能在平滑的狀態(tài)下進(jìn)行。

在考慮改造成本同時(shí)， 通過對除濕機(jī)的工作原理和各電機(jī)所占的功耗比重， 及從可取得的經(jīng)濟(jì)效益上分析，只需對蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)實(shí)施變頻改造，便可取得較好節(jié)能效果。改造方案是在原除濕機(jī)控制基礎(chǔ)上， 增加一塊D / A 轉(zhuǎn)換模塊和一臺25 kW有兩個(gè)輸出的變頻器，再根據(jù)空間溫濕度的變化，同時(shí)對并聯(lián)運(yùn)行的2 臺蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速控制（壓縮機(jī)是通過聯(lián)軸器和電機(jī)相連接的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變，同等于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速改變），以此達(dá)到節(jié)能的目的。

根據(jù)空氣溫度越高、飽和濕度越大的原理可知：除濕機(jī)在工作時(shí)，離需要達(dá)到的溫濕度目標(biāo)值越遠(yuǎn)，其負(fù)荷越大。倉庫的溫濕度控制標(biāo)準(zhǔn)為：濕度60 % ～65 %，溫度26～28 ℃。在設(shè)定除濕機(jī)電機(jī)的控制頻率時(shí)，以此溫濕度下限值作參照，離此值越遠(yuǎn)，電機(jī)輸入頻率應(yīng)越高。

節(jié)能控制方式為：可編程控制器PLC 通過溫、濕度傳感器獲得回風(fēng)口處溫、濕度數(shù)據(jù)（A / D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號），與設(shè)定值比較控制除濕機(jī)啟停；除濕機(jī)啟動(dòng)后，PLC 依靠獲得的溫濕度數(shù)據(jù)繼續(xù)與程序設(shè)定的溫濕度條件值相比較，當(dāng)達(dá)到需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的值時(shí)，改變輸出的數(shù)字量，經(jīng)D / A 轉(zhuǎn)換成變頻器可接受的模擬量，控制變頻器相應(yīng)地改變頻率，以此調(diào)整蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使之負(fù)荷和實(shí)際制冷、除濕量達(dá)到一個(gè)較為平衡的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無功功耗降低的目的。

由于電機(jī)定子阻值不變，根據(jù)式、式n=60 f （1–s） / p和歐姆定律，及變頻器的頻率與電壓輸出關(guān)系，推導(dǎo)出

n / nc=U / Uc=I / Ic，
P / Pc=UI / Uc Ic
其中，
nc 為額定轉(zhuǎn)速；
Uc 為額定電壓；
Ic 為額定電流；
Pc 為額定功率。

據(jù)此計(jì)算，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速（全速）的80 %時(shí)，其功率消耗為全速時(shí)的64 %，而當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降50 %時(shí)，其功率消耗只為全速時(shí)的25 %。

實(shí)際對一臺19 kW 的壓縮機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速測試，所得數(shù)據(jù)為：全速時(shí)，功率18.87 kW；速度下降20%時(shí)，功率12.3 kW；速度下降50 %時(shí)，功率5.1 kW；與上述理論所得基本相當(dāng)。

目前單位標(biāo)準(zhǔn)的庫房每間配備兩臺除濕機(jī)，每臺額定功率29.1 kW，除濕量40 kg / h；對一間庫容率為80 %的庫房進(jìn)行測試時(shí)了解到，除濕機(jī)在溫度27.8℃、濕度65%的條件下啟動(dòng)，在濕度達(dá)到60 %時(shí)停止，用時(shí)2 h，耗電量為118 kW·h。用變頻范圍為10 %～100 %的變頻器改造除濕機(jī)（變頻改造只對除濕機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行，2 臺并聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)功率共4.4 kW，壓縮機(jī)功率19 kW），控制調(diào)速電機(jī)按庫內(nèi)濕度每降1 %，便降速10 %的條件運(yùn)行，可使除濕機(jī)省電15 %～19 %。這樣，通過變頻改造，將能使倉庫除濕機(jī)的電耗更為合理，對庫區(qū)實(shí)現(xiàn)能耗再降新低的目標(biāo)也將更有保證。

利用變頻器對煙葉倉庫現(xiàn)有的大型除濕機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，是完全可行的，雖然一次性改造的投資成本會比較高，但與其在低碳節(jié)能、保護(hù)設(shè)備、降低系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)成本等諸多方面所起的積極作用，以及可產(chǎn)生的長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益相比，顯得微不足道。