空压机－冷干机系统的变频控制装置制造方法及图纸

一种空压机－冷干机系统的变频控制装置，包括制冷压缩机变频器、空压机变频器、用以检测冷干机冷媒温度的露点温度传感器、用以检测空压机压力的压力变送器和用以根据露点温度进行压缩机变频控制以及根据压力进行空压机变频控制的节能控制器，所述压缩机变频器与所述冷干机的制冷压缩机连接，所述空压机变频器与空压机的驱动电机连接，所述露点温度传感器、压力变送器与所述节能控制器连接，所述节能控制器与所述压缩机变频器、空压机变频器连接。本实用新型专利技术能有效降低能耗、具有良好节能效果和压缩空气净化效果。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及空气压缩机一干燥机领域，尤其是一种空压机一冷干机系统。
技术介绍
压缩空气是除了电力之外的最重要的工业动力源，在机械、电子、石化、汽车、纺 织、化纤、有色金属、电力、煤炭、食品、医药等领域都有极其广泛的应用。由于空气压缩机 (以下简称空压机)输出的压缩空气不可避免地含有油、水、汽和灰尘颗粒等，如果不进行净 化处理，会使得后续的用气设备及管道被锈蚀、用气质量低劣，最终严重影响产品的质量。 因此，必须要对压缩空气进行除水、除油、干燥和净化处理。冷冻式压缩空气干燥机(以下简 称冷干机)是最重要压缩空气净化设备，几乎所有需要压缩空气的场所都要用冷干机，如附 图1所示。空压机和冷干机这两者一起，组成了作为动力源的压缩空气动力设备系统。如专利号为200820205278. 2，专利技术名称为冷干机控制器的中国技术专利，其 公开了一种冷干机控制器，包括可编程控制器、模拟/数字转换模块、小型人机界面、通讯 模块、交流接触器和继电器等电气元件组成。本控制器采用可编程控制器为控制主机，使 用小型人机界面设置运行参数，监控冷干机、微热吸附干燥运行状态，性能稳定，适用范围 广，能方便实现组合式干燥机的自动控制和露点节能控制，系统有冷媒高压、冷媒低压、压 缩机过载、相序保护、超温报警、低气压报警停机功能，能方便的实现上位机通信。但是，现有的冷干机在技术上普遍存在许多不足，例如(1)能耗高。空压机一冷干机系统是需要连续运行的工业动力设备，能耗高的要害 主要来自于两个方面一是大功率高耗能连续运转的空压机，二是冷干机中的制冷压缩机。 当负载端出现轻载或空载时，由于空压机驱动电机的功率是恒定的，空压机将产生多余的 压缩空气和浪费大量电能，使得能耗很高；同时，冷干机中的制冷压缩机也是恒定功率的， 轻载或空载时的功耗浪费也相当严重。现有技术中，更多的方案是选择对空压机的驱动功率进行变频控制，例如用气端 轻载或空载时，可以通过变频器控制空压机降低功率运行，当用气端载荷变大时，则通过变 频器控制空压机增大功率运行，从而实现节能的效果；但是，在整个空压机一冷干机系统 中，冷干机的制冷压缩机属于另一能耗设备，现有技术中并没有对该能耗设备的节能控制， 导致能耗较高。(2)出气露点高、露点不稳定，导致空气净化效果不好，使得压缩空气品质下降，从 而导致用气端的产品质量无法保障。
技术实现思路
为了克服已有空压机一冷干机系统的能耗较高、节能效果较差、空气净化效果较 差的不足，本技术提供一种有效降低能耗、具有良好节能效果和空气净化效果的空压 机一冷干机系统的变频控制装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种空压机一冷干机系统的变频控制装置，包括制冷压缩机变频器、空压机变频 器、用以检测冷干机冷媒温度的露点温度传感器、用以检测空压机压力的压力变送器和用 以根据露点温度进行压缩机变频控制以及根据压力进行空压机变频控制的节能控制器，所 述制冷压缩机变频器与所述冷干机的制冷压缩机连接，所述空压机变频器与空压机的驱动 电机连接，所述露点温度传感器、压力变送器与所述节能控制器连接，所述节能控制器与所 述制冷压缩机变频器、空压机变频器连接。进一步，所述露点温度传感器安装在所述冷干机的冷媒流道中，但不仅仅限于此 位置，亦可安装在可测露点温度的其它位置处。再进一步，所述压力变送器安装在空压机的储气罐上，但不仅仅限于此位置，亦可 安装在可取气压数据的其它位置处。更进一步，所述节能控制器包括冷干机节能控制模块和空压机节能控制模块，所 述冷干机节能控制模块与所述制冷压缩机变频器连接，所述空压机节能控制模块与所述空 压机变频器连接。所述节能控制器为可编程逻辑控制(PLC)芯片。当然，节能控制器也可以采用其 他控制芯片，例如单片机等。本技术的技术构思为节能控制器输入的一路信号采自于冷干机中冷媒流道 的露点温度传感器。如果用气端轻载或空载，露点温度将下降，温度传感器将露点下降的信 号传送到节能控制器。在节能控制器中，经与设定的标准露点的电流信号对比之后，输出通 过制冷压缩机变频器以变频方式控制和改变制冷压缩机的工作频率，使得冷干机自动处于 功率匹配状态。由于冷干机的压缩机功率能够与输出功率负载相匹配，有效避免了现有技术的恒 定功率运行的浪费，具有良好的节能效果。节能控制器根据露点温度进行反馈控制，在运行过程中，露点温度相对稳定，具有 良好的控制净化效果，提升了压缩控制的产品质量，能够有效保障用气端的产品质量。另一方面，节能控制器的另一路采样信号来自于空压机的储气罐，通过压力变送 器(压力传感器)将气压参量转换成电流信号，反馈给节能控制器。节能控制器将反馈的电 流值(或压力)与系统标准值(压力)进行比较，输出通过变频器以变频方式控制驱动电机的 工作频率。如果电流值大于(或小于)系统标定值，则降低(或增大)空压机驱动电机的频率 (转速)，从而使得空压机的电机能耗与所需处理的空气流量自动匹配，进一步提升节能效果。本技术采用PLC变频控制方式，与常规的工频方式相比，PLC变频控制的方式 具有明显优势。在工频方式中，如果用气端轻载，出气压力达到卸载压力时，空压机将关闭 进气阀使电机处于空转状态，同时将多余的压缩空气排空，这种运行方式会造成很大的电 能和空气动力的浪费。而采用PLC变频控制的方式是实现设备能耗智能化匹配、节省能源 的一个非常有效的方法。同时，PLC控制技术具有可编程、功能强大、维护方便、可靠性高和 经济合算等突出优点。此外，为了可靠，可在变频柜中另外安装一套备用的工频启动器，即采用双启动 器，以便万一变频方式出现故障，PLC仍可用工频启动空压机。采用PLC变频控制技术而节省的电能，取决于负载轻重的变化及其持续的时间。由于不同的用户端有不同的用气情况，因此，无法准确计算出节能量。如果按照M小时中 有12小时处于半载状态(这是大部分用户通常的情况)，则节电可达25%。按照常用的中等 偏小流量IOm3Aiin的空压机一冷干机系统估算，空压机配置的驱动电机功率为55飞OkW，冷 干机中的制冷压缩机的配置功率为2. 25kw。为简单计，取空压机一冷干机系统的总的配置 功率为60kW，一年365拉4的耗电为52. 56万度电。采用PLC变频控制之后，节电25%，即可 节电13. 14万度电，节能减排及其经济效益相当可观。本技术的有益效果主要表现在有效降低能耗、具有良好节能效果和空气净 化效果。附图说明图1是空压机一冷干机系统的示意图。图2是空压机一冷干机系统的节能控制装置的控制示意图。图3是节能控制装置的电气接线图。图4是变频器的接线路。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述。参照图2 图4，一种空压机一冷干机系统的变频控制装置，包括制冷压缩机变频 器、空压机变频器、用以检测冷干机冷媒温度的露点温度传感器、用以检测空压机的储气罐 压力的压力变送器和用以根据露点温度进行压缩机变频控制以及根据压力进行空压机变 频控制的节能控制器，所述制冷压缩机变频器与所述冷干机的制冷压缩机连接，所述空压 机变频器与空压机的驱动电机连接，所述露点温度传感器、压力变送器与所述节能控制器 连接，所述节能控制器与所述制冷压缩机变频器、空压机变频器连接。所述露本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种空压机－冷干机系统的变频控制装置，其特征在于：所述变频控制装置包括制冷压缩机变频器、空压机变频器、用以检测冷干机冷媒温度的露点温度传感器、用以检测空压机压力的压力变送器和用以根据露点温度进行压缩机变频控制以及根据压力进行空压机变频控制的节能控制器，所述制冷压缩机变频器与所述冷干机的制冷压缩机连接，所述空压机变频器与空压机的驱动电机连接，所述露点温度传感器、压力变送器与所述节能控制器连接，所述节能控制器与所述制冷压缩机变频器、空压机变频器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程成，
申请(专利权)人：浙江工业大学，杭州汉克净化设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86