風(fēng)機(jī)和水泵是目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛使用的設(shè)備，電機(jī)功率大。在中國(guó)，電能最大的用戶(hù)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(mén)和閥門(mén)。當(dāng)需要增加風(fēng)量和水量時(shí)，風(fēng)門(mén)和閥門(mén)的開(kāi)度會(huì)增加。這種調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單易行，但以增加管網(wǎng)損耗和在風(fēng)門(mén)和閥門(mén)上消耗大量能源為代價(jià)。在一般設(shè)計(jì)中，用戶(hù)使用電機(jī)的設(shè)計(jì)容量遠(yuǎn)高于實(shí)際。也就是說(shuō)，馬拉車(chē)現(xiàn)象造成了巨大的能量浪費(fèi)。近年來(lái)，隨著電力和電子技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)越來(lái)越成熟，風(fēng)機(jī)和泵設(shè)備的變頻改造得到了客戶(hù)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(shí)，轉(zhuǎn)速可以成正比下降，此時(shí)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(xiàn)和水阻特性曲線(xiàn)，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(xiàn)，與風(fēng)阻特性曲線(xiàn)R1交于A點(diǎn)，對(duì)應(yīng)風(fēng)量為Q1，此時(shí)軸輸出功率與面積SAH2OQ1相比。當(dāng)風(fēng)量從Q1降至Q2時(shí)，第一種方法是傳統(tǒng)方法使用擋板或閥門(mén)，新的風(fēng)阻特性曲線(xiàn)與B點(diǎn)相交。此時(shí)，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(xiàn)與R1相交于C點(diǎn)。此時(shí)，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(shí)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(jiǎn)便。節(jié)能效果顯著，可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)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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