變頻技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究

王延磊

摘要：變頻技術(shù)的應(yīng)用其主要目的在于節(jié)能，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)來(lái)控制流量，在降低系統(tǒng)消耗的同時(shí)，能夠保證供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于企業(yè)而言，能夠顯著的提升其經(jīng)濟(jì)效益。本文就變頻技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究作簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；供熱系統(tǒng)；應(yīng)用分析

引言

供暖是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中一個(gè)不可缺的部分，我國(guó)地域遼闊，氣候條件復(fù)雜。供暖消耗能源量大。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比自動(dòng)化程度比較低，供暖技術(shù)較為落后。而且由于城市化進(jìn)程速度加快，城市規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，供暖條件也變得更加復(fù)雜，系統(tǒng)的復(fù)雜性也會(huì)相應(yīng)增加。現(xiàn)實(shí)情況的變化需要企業(yè)研發(fā)新工藝，新技術(shù)，提升供暖效率有同時(shí)，堅(jiān)持節(jié)能減排目標(biāo)。

1集中供熱的發(fā)展現(xiàn)狀

集中供熱是指由集中熱源所產(chǎn)生的蒸汽、熱水，通過(guò)熱力管網(wǎng)供給一個(gè)城市或部分區(qū)域生產(chǎn)、采暖所需的熱量方式。供熱系統(tǒng)通常由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三個(gè)部分組成。熱源通常以煤、天然氣、重油為燃料，主要形式為換熱站和區(qū)域鍋爐房。

2水泵變頻技術(shù)的節(jié)能原理

熱系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式可做如下分類，量調(diào)節(jié)，質(zhì)調(diào)節(jié)，質(zhì)量一流量調(diào)節(jié)，分階段流量變化調(diào)節(jié)，間歇調(diào)節(jié)。其中應(yīng)用范圍較廣的是第四種。其具體工作原理是，供熱時(shí)結(jié)合到室內(nèi)外溫度變化情況并將其分為不同層次。當(dāng)室外溫度較低時(shí)，保持設(shè)計(jì)流量。當(dāng)溫度較高的情況下則是維持較小流量。在不同的溫度階段，水的循環(huán)量在系統(tǒng)網(wǎng)路中是保持不變的。變化的是水的溫度，通過(guò)質(zhì)調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)供熱。該種供熱調(diào)節(jié)方法在具體的操作中利用的是閥門。不足之外在于無(wú)法有效節(jié)約電能。而將變頻技術(shù)應(yīng)用于其中。則可以實(shí)現(xiàn)第三種調(diào)節(jié)方式，系統(tǒng)網(wǎng)路中流量的變化依賴于供熱負(fù)荷變化。當(dāng)供熱負(fù)荷變小時(shí)，流量也就相應(yīng)的減小，從而減小循環(huán)網(wǎng)路的電能消耗，以達(dá)到節(jié)約電能的效果。比如在我國(guó)北方城市，冬季采暖期長(zhǎng)，將變頻技術(shù)應(yīng)用于其中，節(jié)能效果就非常明顯。

3變頻高速技術(shù)特點(diǎn)

變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)首先體現(xiàn)在效率高，當(dāng)頻率發(fā)生變化之后，電動(dòng)機(jī)會(huì)保持該頻率的同步轉(zhuǎn)速，并持續(xù)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速額定的，不會(huì)增加轉(zhuǎn)速損失。調(diào)速實(shí)現(xiàn)范圍較大，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，其范圍可以控制在1%—100%，并且在該范圍內(nèi)保持較高的調(diào)速效率。當(dāng)其范圍小于30%時(shí)，變頻器調(diào)速的范圍則可以增加到90%左右。該方式適用的對(duì)象是低運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)速范圍比較寬。特點(diǎn)之三體現(xiàn)在調(diào)速的連續(xù)性，低速啟動(dòng)，平滑調(diào)速，實(shí)現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)之四體現(xiàn)在啟動(dòng)電流小。即使設(shè)備保持了最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度，也不會(huì)受到電源問(wèn)題影響。電動(dòng)機(jī)高速化的同時(shí)小型化。對(duì)原有的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改動(dòng)可以適應(yīng)新的工作環(huán)境，無(wú)需對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行更換。當(dāng)變頻設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以直接退出運(yùn)行。主電路負(fù)責(zé)電力供應(yīng)，風(fēng)機(jī)與泵的運(yùn)行不會(huì)受到影響。變頻設(shè)備也可以作為啟動(dòng)設(shè)備。變頻設(shè)備的電源可以將設(shè)備啟動(dòng)到不同的階段，變頻電源斷開(kāi)后，工頻電源可以對(duì)電動(dòng)機(jī)加速。

4變頻技術(shù)的應(yīng)用

4.1變頻技術(shù)應(yīng)用于全自動(dòng)恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)。變頻技術(shù)應(yīng)用于該系統(tǒng)主要依據(jù)二次管網(wǎng)加水時(shí)壓力變化，對(duì)系統(tǒng)的水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保持回水壓力恒定。系統(tǒng)中應(yīng)用該技術(shù)的好處在于，高效并且節(jié)能，補(bǔ)水量添加是依據(jù)壓力來(lái)決定的。管網(wǎng)壓力下降時(shí)，變頻器在轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)的效率方面都是增加的，補(bǔ)水量較大。管網(wǎng)壓力達(dá)到了設(shè)定值時(shí)，變頻器在輸出量，轉(zhuǎn)速方面都會(huì)下降，此時(shí)結(jié)合到實(shí)際情況，停止補(bǔ)水或者是少量補(bǔ)水。而節(jié)能的效果則非常明顯。

變頻設(shè)備有較高的自動(dòng)化程度，無(wú)需專人管理，節(jié)約了人力成本。操作簡(jiǎn)單效果好。傳統(tǒng)方式是工作人員持續(xù)觀察補(bǔ)水情況，以此來(lái)維持泵的運(yùn)行。壓力下降是需要補(bǔ)水，壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)則停止補(bǔ)水，重復(fù)操作消耗了人力，同時(shí)管網(wǎng)壓力也不容易穩(wěn)定。而壓力不穩(wěn)定則又加劇了重復(fù)操作的行為。變頻技術(shù)的應(yīng)用則很好的解決了這個(gè)問(wèn)題，減少勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，生產(chǎn)效率也得到了提升，供熱的質(zhì)量也得到了保證。

從成本與工期方面來(lái)考慮，安裝工作簡(jiǎn)單，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與其它方面投入的資金量小。采用軟啟動(dòng)的方式來(lái)啟動(dòng)電機(jī)，能夠?qū)ζ湫纬杀Ｗo(hù)，設(shè)備的使用壽命得以延長(zhǎng)。

4.2系統(tǒng)的組成與原理。系統(tǒng)運(yùn)行的原理為，壓力表通過(guò)對(duì)管網(wǎng)壓力進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)的結(jié)果送到恒壓控制器。系統(tǒng)自身有給定信號(hào)。恒壓控制器通過(guò)對(duì)給定信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行比較，分析與計(jì)算。將結(jié)果發(fā)送到變頻器。變頻器則通過(guò)控制補(bǔ)水系統(tǒng)，以此來(lái)保證管網(wǎng)壓力處在恒定狀態(tài)。在降低消耗的同時(shí)，熱能也能夠有效的提升。

4.3變頻技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際效果。系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)某些方面的問(wèn)題，如泵的穩(wěn)定性導(dǎo)致的使用壽命問(wèn)題。由于其穩(wěn)定性不強(qiáng)，運(yùn)行時(shí)流量調(diào)節(jié)范圍較大，某些時(shí)候則需要在小流量狀態(tài)下運(yùn)行。對(duì)設(shè)備使用壽命會(huì)造成嚴(yán)重影響。將變頻技術(shù)應(yīng)用于其中，利用軟啟動(dòng)方式，可以增加使用的穩(wěn)定性，進(jìn)而增加使用壽命。最為關(guān)鍵的是變頻技術(shù)應(yīng)用可以精準(zhǔn)的確定泵運(yùn)行所需流量。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著技術(shù)發(fā)展，變頻技術(shù)應(yīng)用范圍擴(kuò)大的同時(shí)，技術(shù)也越來(lái)越成熟。變頻技術(shù)應(yīng)用的成本也在降低。將變頻技術(shù)應(yīng)用于供熱系統(tǒng)中，通過(guò)變頻裝置為電動(dòng)機(jī)提供可變電壓與頻率的電源，當(dāng)二者同時(shí)發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)影響到轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵流量。變頻技術(shù)的節(jié)能效果非常明顯，除過(guò)應(yīng)用于供熱系統(tǒng)外，還可以將其應(yīng)用于補(bǔ)水，鼓、引風(fēng)等系統(tǒng)中。變頻技術(shù)替代了傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)方法，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性的同時(shí)，能夠節(jié)約大量能源，對(duì)于企業(yè)成本控制，提升采暖供熱經(jīng)濟(jì)性有積極意義。