風(fēng)機和水泵是目前工業(yè)現(xiàn)場廣泛使用的設(shè)備,電機功率大。在中國,電能最大的用戶是電機,約占總耗電量的50%。其中,風(fēng)機泵的耗電量占所有電能的30%,傳統(tǒng)風(fēng)機泵的風(fēng)量和水流量的調(diào)節(jié)取決于風(fēng)門和閥門。當(dāng)需要增加風(fēng)量和水量時,風(fēng)門和閥門的開度會增加。這種調(diào)節(jié)方法簡單易行,但以增加管網(wǎng)損耗和在風(fēng)門和閥門上消耗大量能源為代價。在一般設(shè)計中,用戶使用電機的設(shè)計容量遠(yuǎn)高于實際。也就是說,馬拉車現(xiàn)象造成了巨大的能量浪費。近年來,隨著電力和電子技術(shù)的發(fā)展,變頻技術(shù)越來越成熟,風(fēng)機和泵設(shè)備的變頻改造得到了客戶的認(rèn)可。
風(fēng)機,水泵的節(jié)能原理。
從流體力學(xué)可以看出,風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,壓力H與轉(zhuǎn)速的平方成正比,功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
也就是:Q=K1n H=K2n² P=K3n³
從上面的公式可以看出,如果風(fēng)機的效率是一定的,當(dāng)需要調(diào)節(jié)水量時,轉(zhuǎn)速可以成正比下降,此時風(fēng)機的軸輸出功率是建立方關(guān)系下降的。
依據(jù)泵的特性曲線和水阻特性曲線,也可以清楚地看到風(fēng)機泵的節(jié)能效果。上圖為風(fēng)機泵調(diào)速節(jié)能原理圖,圖為H/F(Q)曲線,與風(fēng)阻特性曲線R1交于A點,對應(yīng)風(fēng)量為Q1,此時軸輸出功率與面積SAH2OQ1相比。當(dāng)風(fēng)量從Q1降至Q2時,第一種方法是傳統(tǒng)方法使用擋板或閥門,新的風(fēng)阻特性曲線與B點相交。此時,軸輸出功率與面積SBH1OQ2相比。如果采用變頻調(diào)速,水泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,相應(yīng)的H/Q曲線與R1相交于C點。此時,軸輸出功率與面積SCH3OQ2相比,如果所需風(fēng)量減少20%,相應(yīng)的電機轉(zhuǎn)速減少20%,實際轉(zhuǎn)速減少80%,節(jié)能達(dá)到50%左右。
第二,結(jié)論。
利用交流變頻調(diào)速器改造風(fēng)機泵,操作簡便。節(jié)能效果顯著,可實現(xiàn)高度自動化。比如空調(diào)中的風(fēng)機可以控制PID溫度,空壓機的恒壓供氣,智能建筑的恒壓供水,都可以達(dá)到更好的效果。
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