風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能計(jì)算

 

1、節(jié)能原理

        通過(guò)流體力學(xué)的比例定律可知（圖1）：離心風(fēng)機(jī)、離心泵類(lèi)設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，風(fēng)機(jī)的流量與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機(jī)的壓力與電機(jī)的轉(zhuǎn)速的兩次方成正比，風(fēng)機(jī)的軸功率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速的三次方成正比。根據(jù)上述原理可知，當(dāng)改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可改變風(fēng)機(jī)的功率。例如：將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由1484r/min降到1200 r/min時(shí) ，電機(jī)功率只有原來(lái)的60%左右。

                             

                                                           圖 一

    風(fēng)機(jī)的靜壓Pst=0，其節(jié)能原理可用下圖表示。在圖2中，曲線(xiàn)（1）為風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速N1下的風(fēng)壓風(fēng)量（H-Q）特性曲線(xiàn)，曲線(xiàn)（2）為風(fēng)門(mén)全開(kāi)時(shí)的管網(wǎng)阻力特性，它們的交點(diǎn)A為風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)最高工作點(diǎn)，風(fēng)機(jī)在A點(diǎn)工作其效率最高。此時(shí)的風(fēng)壓為P2，風(fēng)量Q1，軸功率N1=K.Q1.P2，在圖中可用面積AP2OQ1來(lái)表示。

               

                                 圖 二

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，需要將風(fēng)量從Q1減小至Q2，傳統(tǒng)的方式是將關(guān)小風(fēng)門(mén)的方式，相當(dāng)于增加了管網(wǎng)的阻力，將管網(wǎng)阻力特性變到曲線(xiàn)（3），系統(tǒng)由原來(lái)的工作點(diǎn)A變到新的工作點(diǎn)B運(yùn)行。此時(shí)的風(fēng)壓為P1,風(fēng)量為Q2，軸功率為N2=K.Q2.P1，在圖中可用面積BP1OQ2來(lái)表示，顯然軸功率下降不大。依據(jù)n＝60f/p×（1－s）可知，改變電機(jī)輸出頻率，就可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降為n2，由于風(fēng)機(jī)的靜壓Pst=0，符合相似定律，可直接畫(huà)出在轉(zhuǎn)速N2下的風(fēng)壓風(fēng)量(P-Q)特性曲線(xiàn)（4）與管網(wǎng)特性曲線(xiàn)（2）相交于C點(diǎn)運(yùn)行，此時(shí)的風(fēng)壓為P3，風(fēng)量為Q2，軸功率N3=K.Q2.P3，在圖2可用面積CP3OQ2來(lái)表示，可見(jiàn)隨著風(fēng)壓的大幅度下降，軸功率N3明顯減少。相對(duì)于風(fēng)門(mén)截流法調(diào)節(jié)，節(jié)省的軸功率△N=K.(P1-P3).Q2，即圖中陰影部分的面積，節(jié)能效果十分顯著。

2、確定當(dāng)前實(shí)際電機(jī)功耗

電機(jī)實(shí)際功耗的確定應(yīng)該用戶(hù)提供，用戶(hù)可以根據(jù)典型工況下一定時(shí)間內(nèi)所耗電的電表數(shù)計(jì)算平均功耗。

在無(wú)法獲得直接測(cè)量電耗功率信息的情況下，可以用電流近似估算實(shí)際功率，計(jì)算方法如下：

P=U*I*COSφ

U：供電電壓

I：全電流

COSφ：功率因數(shù)

3、確定變頻運(yùn)行模式的工作頻率

     工作頻率的確定要考慮壓力余度與流量余度兩個(gè)因素：

工作頻率＝MAX（實(shí)際流量/額定流量； ）×50HZ

 說(shuō)明：

  MAX(;):表示取二者之大；

4、核算變頻運(yùn)行模式時(shí)的電機(jī)功率消耗

電動(dòng)機(jī)功率消耗=泵與風(fēng)機(jī)的輸出功率/泵與風(fēng)機(jī)效率/變頻器效率/電動(dòng)機(jī)效率

其中：

泵與風(fēng)機(jī)輸出功率計(jì)算

泵與風(fēng)機(jī)的輸出功率計(jì)算分為兩個(gè)步驟，首先，根據(jù)運(yùn)行頻率確定泵與風(fēng)機(jī)的額定輸出功率，其次根據(jù)閥門(mén)調(diào)節(jié)狀態(tài)適度修正測(cè)算其實(shí)際消耗功率。

泵與風(fēng)機(jī)的變頻模式時(shí)的額定輸出功率=額定流量×額定壓力×（工作頻率/50HZ）³

泵與風(fēng)機(jī)效率計(jì)算：

如果有特性曲線(xiàn)可直接查找泵與風(fēng)機(jī)效率；其次，如果沒(méi)有效率特性曲線(xiàn)，可參考泵與風(fēng)機(jī)額定效率，

電動(dòng)機(jī)效率：以銘牌為準(zhǔn)

 

5、計(jì)算節(jié)能

節(jié)能率＝（工頻功耗－變頻功耗）/工頻功耗

年接電量=節(jié)能率*工頻功耗*年運(yùn)行時(shí)間