倉庫除濕機(jī)變頻節(jié)能改造(1)
除濕機(jī)是煙葉倉庫的主要能耗設(shè)備,數(shù)量眾多,耗能巨大。除濕機(jī)的能耗,大部分集中在電機(jī)功耗上,由于這些電機(jī)沒有調(diào)速功能,且系統(tǒng)節(jié)能措施有限,使得每年巨大的能量消耗,有相當(dāng)部分變成了無用的功耗浪費(fèi)。變頻器作為變頻技術(shù)日趨成熟的產(chǎn)品,因其具有能改變電機(jī)的輸入頻率,調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,提高功率因素,使電機(jī)達(dá)到節(jié)能運(yùn)行目的的特性,可用來對倉庫現(xiàn)有的大型除濕機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造,解決庫區(qū)能耗浪費(fèi)的問題,實(shí)現(xiàn)庫區(qū)能耗再降一個(gè)臺(tái)階的目標(biāo)。
1節(jié)能改造的必要性
1.1除濕機(jī)工作原理
煙葉倉庫現(xiàn)在使用的是集升溫、降溫、調(diào)溫除濕方式為一體的多功能除濕機(jī),主要由壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)等外機(jī)部件和蒸發(fā)器、冷凝器(和外機(jī)冷凝器并聯(lián))、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)、制冷劑存儲(chǔ)器、電控箱等主機(jī)柜部件組成。除濕機(jī)的工作由制冷循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)送循環(huán)系統(tǒng)和溫、濕度控制系統(tǒng)組成。
?。?)制冷系統(tǒng)。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮出來的高溫高壓制冷劑氣體,流向四通閥控制,當(dāng)流向冷凝器時(shí),將熱量傳給流經(jīng)的空氣,使空氣升溫,這就是升溫除濕方式;當(dāng)進(jìn)入冷凝器,被冷凝風(fēng)機(jī)將熱量傳給外部空氣后,就成了降溫除濕的方式;制冷劑在冷凝器內(nèi)冷凝成常溫高壓液體后,經(jīng)膨脹閥節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器,吸收經(jīng)過蒸發(fā)器的空氣熱量,變成低溫低壓氣體,再被吸入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮,如此形成循環(huán)過程。
?。?)風(fēng)送系統(tǒng)。潮濕空氣被吸入回風(fēng)口,經(jīng)蒸發(fā)器冷卻至露點(diǎn)溫度以下,析出水分后,經(jīng)過冷凝器,被蒸發(fā)風(fēng)機(jī)通過送風(fēng)口送入庫內(nèi),與庫內(nèi)空氣混合,再被吸入回風(fēng)口形成循環(huán)。
?。?)控制方式。PLC通過溫、濕度傳感器,獲得回風(fēng)口處的溫、濕度數(shù)據(jù),與設(shè)定的溫、濕度作比較后,對除濕機(jī)運(yùn)行模式進(jìn)行控制。當(dāng)回風(fēng)溫、濕度高于設(shè)定溫、濕度時(shí),除濕機(jī)進(jìn)行降溫除濕;回風(fēng)濕度低于設(shè)定濕度,溫度高于設(shè)定溫度時(shí),除濕機(jī)進(jìn)行降溫除濕;回風(fēng)濕度高于設(shè)定濕度,溫度低于設(shè)定溫度時(shí),除濕機(jī)進(jìn)行升溫除濕;回風(fēng)溫、濕度低于設(shè)定溫、濕度時(shí),除濕機(jī)停止。此外,還有一個(gè)“濕度優(yōu)先”模式,即不考慮溫度,只要回風(fēng)濕度低于設(shè)定濕度,除濕機(jī)即停止。
1.2除濕機(jī)的無用功耗
除濕機(jī)用于調(diào)節(jié)倉庫溫濕度環(huán)境,提供煙葉自然醇化所需的溫濕度條件,其能耗主要體現(xiàn)在電機(jī)功耗上,電機(jī)功耗占了除濕機(jī)總能耗的90%以上。電機(jī)有用功率計(jì)算公式:
其中,
P為功率;
U為電壓;
I為電流;
cosφ為功率因數(shù),由電機(jī)負(fù)載率決定,負(fù)載率越高,功率因數(shù)也越高,電機(jī)損失的無用功率就越少。倉庫大型除濕機(jī)的電機(jī)沒有調(diào)速功能,啟動(dòng)后始終以不變的額定轉(zhuǎn)速,即最大負(fù)荷的狀態(tài)運(yùn)行。
?。?)對電機(jī)產(chǎn)生無用功耗的分析。除濕機(jī)是按每個(gè)庫房所需最大除濕量(此時(shí)倉庫的庫容率最小,空間最大)來配置,并留有除濕余量的。當(dāng)煙葉入庫,倉庫庫容率上升時(shí),庫房空間變小,在相同的溫濕度情況下,除濕機(jī)所需除濕的量(電機(jī)所需負(fù)荷量)減少;隨著除濕機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行,庫內(nèi)空氣濕度會(huì)越來越小,除濕機(jī)所需除濕的量,也將更進(jìn)一步地減少;由于除濕機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變,因此電機(jī)所需負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷的比例(負(fù)載率)在不斷降低,功率因數(shù)cosφ的下降,伴隨電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的無用功耗增加。
以除濕機(jī)在手動(dòng)模式下運(yùn)行,強(qiáng)制除濕為例:隨著除濕機(jī)的運(yùn)行,庫房內(nèi)的濕度會(huì)越來越低,根據(jù)上圖除濕機(jī)工作原理顯示,蒸發(fā)風(fēng)機(jī)始終以最大不變的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),由回風(fēng)口進(jìn)入的庫房空氣流量不變,但庫房內(nèi)空氣濕度的降低,使單位時(shí)間內(nèi)通過蒸發(fā)器產(chǎn)生的除濕量在不斷減少,蒸發(fā)器的工作負(fù)荷也由此不斷降低,而此時(shí)壓縮機(jī)仍在以全速,即最大的負(fù)載狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),徒增更多的無用功消耗。
?。?)起動(dòng)電流對電機(jī)造成的損害。另外,電機(jī)在啟動(dòng)時(shí),瞬時(shí)電流達(dá)到額定電流的6~7倍,不僅耗電,而且對電機(jī)造成的損害也相當(dāng)大;同時(shí)電機(jī)的瞬間加速,也在增加傳動(dòng)件的壓力,同樣對系統(tǒng)不利,增加整套設(shè)備損壞的幾率。而利用變頻器啟動(dòng),可較好解決這一問題。變頻器可將啟動(dòng)電流限制在額定電流1.2~1.5倍之內(nèi),讓電機(jī)平滑地起動(dòng),從而對電機(jī)起到保護(hù)的作用。由此可見,對除濕機(jī)進(jìn)行變頻改造,不僅是必要,而且是迫切的。