風(fēng)機(jī)和水泵是目前工業(yè)現(xiàn)場廣泛使用的設(shè)備，電機(jī)功率大。在中國，電能最大的用戶是電機(jī)，約占總耗電量的50%。其中，風(fēng)機(jī)泵的耗電量占所有電能的30%，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)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(jī)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(fèi)。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(jī)和泵設(shè)備的變頻改造得到了客戶的認(rèn)可。
風(fēng)機(jī)，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(jī)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(jī)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(jī)泵的節(jié)能效果。上圖為風(fēng)機(jī)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(diǎn)，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(diǎn)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(jī)的轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的H/Q曲線與R1相交于C點(diǎn)。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(jī)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(jī)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(jī)可以控制PID溫度，空壓機(jī)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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