風(fēng)機水泵類(lèi)負載是交流電動(dòng)機驅動(dòng)的主要對象之一,故這一類(lèi)負載的節能問(wèn)題十分突出。近幾年來(lái),水泵的控制方法有了很大的發(fā)展,尤其是采用變頻調速,其節能效果明顯地高于其他各類(lèi)傳統的方法。通常,水泵的容量是根據系統的最大負荷設計和配置的,但在實(shí)際應用中,系統的負荷遠小于設計要求,而且經(jīng)常變化。在水泵的出口處裝閘門(mén)或旁路閥等方法,雖然簡(jiǎn)單有效,卻嚴重降低系統的效率。若采用變頻調速,直接改變水泵的轉速,就可方便而有效地對出口水量進(jìn)行控制,其優(yōu)點(diǎn)是極為顯著(zhù)的。
風(fēng)機水泵負載調速節能的原理:
眾所周知,風(fēng)機和泵類(lèi)的功率和轉速的關(guān)系為:
P=kn
3 (1)*
以水泵為例,設其額定速度為n1,而根據實(shí)際需要確定的速度為n2,則:
P
1=kn
13,P
2=kn
23
所節約的功率為:
PH= kn
13 (1-D
3) (2)
式中減速比D=n
2/n
1
由于轉速與輸出流量成正比,所以減速比越大,節約能量越多。若不使用調速裝置時(shí),則D=1,PH=0,無(wú)節能可言。
考慮到調速裝置的效率η,上式可修正為:
PH=P
1/η
1-P
2/η
2= kη
13 (1/η
1-D
3/η
2)
由于變頻調速裝置的效率,在速度變化時(shí)可保持在高水平(如丹佛斯變頻器通常效率都在0.96以上),所以其節能效果是顯著(zhù)的。
變頻驅動(dòng)的節能效益分析:
交流驅動(dòng)系統實(shí)際使用時(shí),可通過(guò)實(shí)測或根據其靜態(tài)特性的理論計算,作出其轉速對功率的特性曲線(xiàn),由于轉速與流量成正比,該曲線(xiàn)即流量對功率的特性,如圖1所示。與檔板調節相比較,可見(jiàn)其節能是顯著(zhù)的。
達能餅干水泵變頻調節節能的實(shí)際情況分析:
根據流體(氣體)力學(xué)的基本原理,設壓頭與流量的平方成正比。
假定實(shí)際需要的平均流量只有80%,則變頻控制時(shí)實(shí)際消耗的功率P
VFD為:
P
VFD = 0.8
3 Pe / 0.96 = 0.533 Pe
從圖上可查得,擋板(閥門(mén))控制時(shí)實(shí)際消耗的功率P
VALVE = 0.86 Pe
節電功率P
節省為 :(0.86 – 0.533) Pe = 0.327 Pe
5.5kW節能的經(jīng)濟效益:
設一年運行300天,一天運行24小時(shí),電費為0.80元/度,則一年總節省電費為:
5.5 * 0.327 * 300 * 24 * 0.80 = 10,359.00 元
同理,55kW變頻器如果節電率為20%的話(huà),則一年總節省電費為:
55 * 0.2 * 300 *24 *0.80 = 63,360.00 元
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