探討變頻技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳磊

【摘 要】變頻是一項新型的節(jié)能技術(shù)。通過使用變頻技術(shù)，可以改善水泵轉(zhuǎn)速.調(diào)節(jié)水循環(huán)中的水量，其節(jié)電率很高，減少不良浪費(fèi)，變頻技術(shù)還具有調(diào)速精度高、功率因數(shù)高等特點，使用它可以降低循環(huán)設(shè)備的損耗，還能減少機(jī)械設(shè)備的磨損，延長使用壽命，改善換熱站的勞動條件。

【關(guān)鍵詞】變頻、調(diào)速、節(jié)電、節(jié)能、供熱系統(tǒng)

【中圖分類號】TU832 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0004-02

前言

變頻技術(shù)是一種節(jié)能技術(shù)，它通過轉(zhuǎn)速控制來調(diào)節(jié)循環(huán)泵的流量，將系統(tǒng)消耗降低到合理的位置，并穩(wěn)定供熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，具有節(jié)約成本，降低熱能消耗的優(yōu)勢，對提高單位經(jīng)濟(jì)效益有著積極作用。

1、變頻器的節(jié)能原理

變頻器按變換環(huán)節(jié)分交交變頻和交直交變頻器，交交變頻又稱為直接變頻，沒有直流環(huán)節(jié)，變頻效率高，主回路簡單，不含直流電路及濾波部分，與電源之間無功功率處理以及有功功率回饋容易，但因其功率因數(shù)低，高次諧波多，輸出頻率低，變化范圍窄，使之應(yīng)用受到了一定的限制。

而交直交變頻器比較常見，也是我們供熱系統(tǒng)最為常見的節(jié)能變頻器類型，它多由整流電路、平波系統(tǒng)、控制電路和逆變器四部分組成。

眾所周知，變頻器在一定條件下具有顯著的節(jié)能效果，變頻器之所以節(jié)能在于它的運(yùn)行原理，我們參照變頻拖動系統(tǒng)的原理框圖分析變頻節(jié)能過程。

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了解變頻節(jié)能過程中各環(huán)節(jié)哪些量變化，哪些量不變對使用及設(shè)計變頻調(diào)速系統(tǒng)非常重要。

2、在供熱系統(tǒng)中采用變頻器的優(yōu)勢2.1可優(yōu)化拱熟系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)方式

供熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式主要有幾種：質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)、質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)、間歇調(diào)節(jié)。目前，我國的熱供應(yīng)系統(tǒng)主要采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式，在任何溫度階段，系統(tǒng)中的網(wǎng)路水循環(huán)量始終是不變的，主要是按改變網(wǎng)路供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以實現(xiàn)熱供應(yīng)系統(tǒng)的質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)，將水網(wǎng)路的流量隨供暖熱負(fù)荷的減小而減小，及時減少網(wǎng)路循環(huán)水泵的電能消耗，最后達(dá)到省電節(jié)能的效果。

2.2應(yīng)用變頻技術(shù)，降低供熱系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供熱系統(tǒng)中循環(huán)水泵的電功耗應(yīng)該控制在建筑單位面積的0.35～0.45W/m2之內(nèi)，很多熱供應(yīng)系統(tǒng)達(dá)到了0.5～0.6W/m2，還有一些建筑甚至達(dá)到了0.8～0.9 W/m2。使用變頻技術(shù)，實現(xiàn)熱供應(yīng)系統(tǒng)的質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)方式，將系統(tǒng)能耗控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

3、變頻技術(shù)的應(yīng)用

3.1應(yīng)用的場所

節(jié)能主要的應(yīng)用是在風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載上。以機(jī)泵為例，根據(jù)流體力學(xué)原理，機(jī)泵的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，既PL=KpnL3。當(dāng)所需水量減少，機(jī)泵轉(zhuǎn)速降低時，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降，因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非常可觀。與此類似，許多變動負(fù)載電機(jī)一般按最大需求來生產(chǎn)電動機(jī)的容量，故設(shè)計裕量偏大。而在實際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運(yùn)行時的工作效率。因此，變動負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。

3.2變頻器在全自動恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)中的應(yīng)用

變頻器在全自動恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是根據(jù)二次管網(wǎng)回水壓力的變化，并自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)水量，使二次管網(wǎng)回水壓力保持恒定。如今，這種設(shè)備已經(jīng)廣泛使用到供熱系統(tǒng)中，它主要有以下幾個優(yōu)點：

1）實現(xiàn)高效節(jié)能。根據(jù)設(shè)定的壓力，加入需要的補(bǔ)水量，通常的節(jié)能效果能達(dá)到40%以上。2）變頻設(shè)備自動化程度高，不需要安排專人管理，操作簡單，而且功能齊全，使用效率較好。3）變頻設(shè)備安裝簡單，投資小，工期短，能有效的減少基礎(chǔ)設(shè)施投入和其它資金投入。4）電機(jī)采用軟啟動，啟動電流小。在啟動時，沒有沖擊電源，能有效的保護(hù)電機(jī)，可延長水泵和設(shè)備的使用壽命。

3.3全自動恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)的細(xì)成及原理

全自動恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)的原理，當(dāng)二次管網(wǎng)回水壓力變化時，遠(yuǎn)傳壓力表檢測回水壓力信號并送到恒壓控制器，恒壓控制器將反饋信號與給定信號進(jìn)行比較、分析、計算，然后將計算結(jié)果送到變頻器，通過變頻器控制補(bǔ)水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使管網(wǎng)壓力保持恒定，以此來提高熱能，并減少不良消耗。