摘要:凈化工程的功能要求和節(jié)能要求在不斷提高，因此對(duì)凈化空調(diào)工程的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)分別進(jìn)行技術(shù)節(jié)能改進(jìn)措施，本文通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，修改循環(huán)水系統(tǒng)的排水補(bǔ)水方式，達(dá)到空調(diào)運(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果。
關(guān)鍵詞:空調(diào)系統(tǒng)；變頻器；循環(huán)水；節(jié)能
引言
空調(diào)系統(tǒng)在凈化行業(yè)的作用越來(lái)越重要，基本處于主導(dǎo)地位。最近幾年的生物凈化工程，
尤其動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。凈化空調(diào)系統(tǒng)主要功能就是恒溫恒濕，因此，凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工必須滿足凈化行業(yè)不斷發(fā)展、提高而提出的新要求。在企業(yè)中為了減少能耗環(huán)境，同時(shí)正確的使用對(duì)節(jié)約資源有很大作用。在空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電能以及循環(huán)水系統(tǒng)中的冷凍水，是空調(diào)系統(tǒng)中主要的耗能。
1 從電氣控制系統(tǒng)談節(jié)能
凈化空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)是大風(fēng)量，造成了它的高能耗，而合理的設(shè)計(jì)和管理能夠在保證良好室內(nèi)環(huán)境的前提下，還能大幅地降低運(yùn)行成本。之前調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，是通過(guò)通風(fēng)管道上的風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)，但是對(duì)風(fēng)量是種很大的浪費(fèi)，從節(jié)能的角度來(lái)說(shuō)是很不經(jīng)濟(jì)的，而目前使用較多的就是變頻控制系統(tǒng)節(jié)能。風(fēng)機(jī)為變負(fù)載設(shè)備，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速直接影響負(fù)載的大小，降低風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓后，就能達(dá)到節(jié)能的目的。這類(lèi)負(fù)載增加調(diào)速系統(tǒng)后，可以節(jié)約20%~30% 的電能，節(jié)能效果還是非?？捎^的，而且一般的調(diào)速性能就能滿足風(fēng)機(jī)對(duì)調(diào)速范圍和動(dòng)態(tài)性能的要求。
1.1 變頻器的選擇
通常來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能是通過(guò)減小輸入功率或者縮短運(yùn)行時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。由風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率特性可知，當(dāng)所需風(fēng)量減小時(shí)，可降低其轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的輸入功率也隨之減小，因此可大幅度節(jié)約電能；同時(shí)，在滿足生產(chǎn)需要的前提下，間歇運(yùn)轉(zhuǎn)可以縮短運(yùn)行時(shí)間，也可以節(jié)約電能。風(fēng)機(jī)是一種減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比的減小，隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩也就降低了；次外，風(fēng)機(jī)這類(lèi)負(fù)載不用經(jīng)常啟停，基本上不會(huì)瞬時(shí)過(guò)載?？梢赃x用普通功能變頻器，在技術(shù)上可以完全滿足實(shí)際需要。
選用變頻器時(shí)，應(yīng)先注意變頻器的數(shù)據(jù)，變頻器容量、電源電壓、電流、輸出頻率等。這些都是選擇變頻器的重要依據(jù)。
1.2 PLC+ 變頻器控制系統(tǒng)
電氣控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方式控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在送風(fēng)崗位的出風(fēng)口處裝配風(fēng)速和風(fēng)壓傳感器，就可以根據(jù)傳感器輸出信號(hào)來(lái)反映出系統(tǒng)的運(yùn)行情況。當(dāng)風(fēng)速和風(fēng)壓不符合要求時(shí)，PLC 根據(jù)反饋回的數(shù)字信號(hào)來(lái)控制變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，增大或減小風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)滿足生產(chǎn)工藝的通風(fēng)要求，并由此達(dá)到了節(jié)能的目的。
1.3 人機(jī)交流系統(tǒng)
為了方便空調(diào)系統(tǒng)的控制及監(jiān)控，在控制室配制觸摸屏連接到PLC 上，組建成了人機(jī)交流系統(tǒng)，通過(guò)人機(jī)界面可以對(duì)整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工藝參數(shù)進(jìn)行人工調(diào)整控制，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器的輸出頻率、風(fēng)量風(fēng)速等數(shù)據(jù)的變化。在生產(chǎn)過(guò)程中有特殊要求時(shí)能夠做到及時(shí)調(diào)整或者切換到人工控制模式。
1.4 夜間低頻運(yùn)行
有些企業(yè)凈化空調(diào)系統(tǒng)要求24 小時(shí)不間斷運(yùn)行，保證潔凈區(qū)對(duì)一般區(qū)保持風(fēng)壓的正壓。所以在夜間無(wú)人期間也不能停止運(yùn)行，但是維持正常生產(chǎn)時(shí)的風(fēng)速和風(fēng)壓又會(huì)造成能源上的浪費(fèi)。這就要求在不生產(chǎn)的時(shí)間段調(diào)低頻率，同時(shí)也要滿足風(fēng)壓的要求。
通過(guò)變頻器的多頻段運(yùn)行功能可實(shí)現(xiàn)夜間低頻運(yùn)行，通過(guò)時(shí)間繼電器設(shè)定夜間的空閑時(shí)間段，控制其夜間自動(dòng)切換到低頻段運(yùn)行。在有特殊要求時(shí)也可手動(dòng)轉(zhuǎn)換頻率，或者關(guān)閉時(shí)間循環(huán)控制，切換到人工控制。
1.5 改造效果
通過(guò)對(duì)空調(diào)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)，既達(dá)到了工藝的通風(fēng)要求，又節(jié)約了不必要的能源浪費(fèi)，同時(shí)方便了操作人員的操作和監(jiān)管，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本?，F(xiàn)正常生產(chǎn)過(guò)程中，一臺(tái)30kW 的風(fēng)機(jī)，除去空載損耗后全速功率為27kW，平均風(fēng)量大約為全速的80%。通過(guò)變頻調(diào)速后只需16.8kW，節(jié)約了10.2kW 的功率，每年能節(jié)約電費(fèi)7 萬(wàn)余元。
2 從冷卻水系統(tǒng)談節(jié)能
空調(diào)系統(tǒng)中的通常設(shè)有兩級(jí)表冷器，表冷器中需要循環(huán)冷凍水來(lái)除濕和降溫。常用的冷水機(jī)組主機(jī)采用雙螺桿壓縮機(jī)，可提供5℃ ~15℃的冷凍水。循環(huán)水在運(yùn)行一定周期后水質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，為了保護(hù)制冷機(jī)、表冷器和循環(huán)水管道，需要對(duì)管道中的水進(jìn)行定期更換。當(dāng)水的濁度＞ 15mg/l，鈣離子＞220PPm，鎂離子＞ 60PPm 或氯離子＞ 150PPm 時(shí)，就不能再繼續(xù)使用了。
2.1 循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)現(xiàn)狀
之前的補(bǔ)水一直使用的是飲用水，造成公司飲用水用量大；而生產(chǎn)中大部分的洗滌廢水直接排入排污管道，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用。
冷水機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)循環(huán)水補(bǔ)水周期約為一周，周期很短，每年補(bǔ)充飲用水總量約1 500 多噸。公司洗消崗位每天要使用純化水、注射用水，每月產(chǎn)生洗滌廢水總量約為六百余噸，完全滿足循環(huán)水補(bǔ)水的用水量，且水質(zhì)完全滿足循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水要求，離子含量甚至遠(yuǎn)低于之前采用的飲用水。
2.2 排水及循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)管路改造
在循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行期間經(jīng)過(guò)工藝驗(yàn)證，改用離子含量低的洗滌廢水代替飲用水作為循環(huán)水的補(bǔ)水水源。再通過(guò)管路改造，將洗滌廢水排水管與回收池進(jìn)水口相連，以實(shí)現(xiàn)洗滌廢水的回收。將回收池出水口與循環(huán)水補(bǔ)水通過(guò)管路實(shí)現(xiàn)連接，以實(shí)現(xiàn)回收池中沉淀過(guò)后的回收水進(jìn)入冷凍循環(huán)水系統(tǒng)。
2.3 補(bǔ)水操作改進(jìn)
原循環(huán)水補(bǔ)水采用的是邊補(bǔ)邊排的方式，造成新補(bǔ)入循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水隨循環(huán)水的排放直接排走，增加了補(bǔ)水用量。而把先排后補(bǔ)的補(bǔ)水方式應(yīng)用于補(bǔ)水操作，結(jié)合原有的補(bǔ)排方式則實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)水的節(jié)約，大大減少了水資源的浪費(fèi)。
2.4 改造效果
改造前循環(huán)水補(bǔ)水周期為一周，經(jīng)過(guò)改造后，平均補(bǔ)水周期為兩周。循環(huán)水補(bǔ)水水源全部為回收水，每年可節(jié)約飲用水近千噸，每年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益五千余元。
3結(jié)束語(yǔ)
總結(jié)，通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速以及對(duì)冷凍循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)的改進(jìn)，節(jié)約了電能及飲用水使用量，并提出了回收洗滌廢水作為冷凍循環(huán)水補(bǔ)水水源的新思路，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
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