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變頻調速水泵在熱通空調係統中利用推廣

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:248时间:2019-11-30

水泵,盡人皆知 ,它是用來輸送液體的動力元件,在國民經濟的很多部分要用到它 。其品種規格繁多。對它的分類方法也各不相同,按其工作道理可以分為三大類:葉片式水泵,容積式水泵,其他類型水泵 。格蘭富公司生產的首要產品為離心泵,是葉片泵的一種,亦為利用最為廣泛的泵型。此種泵的工作道理是靠葉輪高速旋轉時葉片撥動液體旋轉,使液體獲得離心力而完成水泵的輸水過程,所以這類泵稱為離心泵。其利用領域涉及生活熱水供水、汙水排水、產業利用、貿易建築熱通空調循環、冷卻水輸送等各個方麵。由於離心泵是一種首要的設備,它的運轉需要消耗大量的動力!據統計,全世界20%的電能是消耗在水泵係統上。而事實上 ,通過采取必要的技術措施及控製手段,其中的30%-50%的能耗是可以節省下來的。

一:定速泵與變速泵:

傳統的供熱、空調係統,是按單獨質調節的運行方式選擇循環水泵,選泵的原則是泵的流量不能小於外網的所需流量,一般按照外網理論流量的1.1~1.2倍,揚程按管路及用戶總阻力的1.05~1.10倍進行選擇,這時候對應的軸功率已大於100%。可見按定流量的運行方式,水泵運行電耗是很大的。而且帶來的調節效果也不十分理想。

水泵按定流量的運行方式,如圖1:當部分負荷狀況下,係統所需流量降低,為適應其流量變化,需通過減小閥門開度的調節以改變係統特性曲線,即消耗多餘的壓頭,浪費了大量電能!

除了通過改變閥門開度完成對水泵運行點的調節,我們還可以采用改變泵轉速的方法:

由可以看出 :當泵的轉速改變後泵的性能曲線將同時改變,而轉速將隨頻率[Hz]改變而改變。對循環水泵性能分析可知:水泵的流量 、揚程和軸功率均與水泵的葉輪轉速之間存在著一定的比例關係:

如由此可以看出,水泵的揚程與電機轉速的平方成正比,水泵的軸功率與電機轉速的立方成正比。即當水泵的流量降低20%的時候,電機的轉速應降低20%,水泵的電耗將降低50%;當水泵的流量降低50%的時候,電機的轉速就降低50%,水泵的電耗降低87.5%。當係統需要的流量降低時,通過降低轉速,相應地水泵的流量降低,水泵的軸功率降低,節約電能效果明顯。並且,由於采用變速調節,也避免了采用閥門調節時不必要的閥門壓頭損耗。

二:速度控製的道理:

當流量降低時,控製器將檢測壓力信號(通過傳感器或者電機電流或轉速的狀況)。此時 ,控製器將向變頻器發出一個信號,使其降低輸出(較低頻率)直至壓力回到要求的水平(設定點)。反之,當流量再次升高時,控製器將檢測到壓力在降低。控製器將向變頻器發出一個信號,使其進步輸出(較高頻率)直至壓力回到要求的水平(設定點) 。

三:變速泵的整體效率

通凡人們所指的泵的效率,僅為水泵效率[hp],而嚴格意義上說,我們應當衡量的是其總效率 :

整體效率[ht]的評估要同時考慮電機效率[hm]、水泵效率[hp]和轉化效率[hd]。整體效率是指P1到P4的變化。電機效率根據電機效率等級(EFF1或EFF2)和電機負荷的不同而不同。

作甚電機效率等級?

美國國會在1997年10月擬定和實施了“能源政策法案”(EPACT),該法案對高效電機進行了定義。同樣歐盟也有類似的定義,歐洲電機和電力電子建造商協會(CEMEP)也對1.1-90KW,2極和4極範圍內的高效電機擬定了最低要求的定義。現在CEMEP和EPACT分別是50Hz和60HZ世界上公認的高效電機標準。根據CEMEP標準,電機的效率被分為三個等級:EFF1-最高效率等級;EFF2-中等效率等級;EFF3-低效率等級。

現在格蘭富生產的水泵可以配置EFF1(CEMEP標準的電機) 。

Eff1電機有何優點呢 ?

*效率更高

相對於普通電機來說,高校意味著對於相同的能量數如而言 ,電機本身能量損失更少,而輸出更多。同樣,由於電機本身能量損失少,在相同工作量所需的能量條件下,電機輸進的能量就會減少,從而節省了能耗和運行本錢。如圖7,當負荷很低時(小於25%),意味著效率會急劇降低。但此時Eff1電機效率明顯高於Eff2電機。

*部分負載時效率更高

大多數電機都很少在100%的滿負載狀況下工作。因此在非滿負載的情況下,電機的標稱效率是多少,這一點是很首要的。對於普通電機而言 ,則一般不提供此數據 ,但是EFF1電機的效率必須是在75%負載和100%負載時的效率。對於EFF1電機來說,這兩個效率值通常是相同的。

*電機工作溫度低

由於格蘭富EFF1電機的效率高,有能量損失所產生的熱量非常少 ,所以工作時電機的溫度要比普通電機的工作溫度低。由此,高效電機就能夠在更高的環境溫度下工作,所需的環境冷卻要求也要比通常使用的標準電機低。

同樣,受溫度影響的電機定子繞組的電阻也能保持在正常的範圍內,格蘭富EFF1電機很少會出現電機定子繞組過熱的現象。如許,電機定子繞組盡緣和電機軸承的使用壽命都會增加。

*噪音低

通常情況下,電機的噪音首要是由冷卻風扇產生的。對於EFF1電機,由於效率更高,由能量損失所產生的熱量較少,用於降低電機溫升所需的冷卻空氣也較少。所以大多數額EFF1電機的冷卻風扇都較小 ,從而產生的噪音也會降低。

*運行本錢降低

EFF1電性能夠節省能量、減少維修本錢和其它的相關運行本錢,大大減少了業主本錢。就此而言,EFF1電機的價格非常有競爭力。實際上 ,在正常工作的情況下,增加的最初采購本錢在可以不到3年的時間內完全收回 。

轉化效率

計算轉化效率時要考慮電機負荷和頻率輸出的身分。但當負荷降低至30%時,效率變化將很大。

水泵效率

泵的效率根據流量不同而不同。

同時泵的最大效率根據泵的大小而不同,通常來講大泵會比小泵效率更高。當泵的速度改變時,泵的效率將同時改變。假如速度降低小於20%,效率的改變很小 。固然總效率對能耗來講是很首要的,但控製模式卻對能耗有著更大的影響。下圖揭示了不同控製模式下的節能效果 :

四 :結論:

隨著技術的進步,變頻技術將愈來愈多的被人們認可和利用,配合精確的係統設計(如三次泵係統)和科學的選泵配泵,在使用戶感受到更高舒適性的同時,得到更加明顯的節能效果。

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