暖通工程師專業(yè)知識考點:風機、水泵的節(jié)能方法

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　　風機、水泵的節(jié)能方法

　　從流量控制原理上講，風機、水泵的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同.

　　1、具體測試某工廠爐底風機散熱控制系統(tǒng)，冶煉爐根據(jù)不同材料、需要不同的爐底冷卻溫度，設(shè)計滿足最大冷卻風量設(shè)計為四臺18.5KW4極葉輪式風機，全功率運轉(zhuǎn)，但用最大冷卻風量的概率極低。冶煉常用幾種材料，四臺風機對開風量過大;對開兩臺時，達不到冷卻要求;對開一對再側(cè)開一臺，冷卻不均、無法滿足工藝要求;原設(shè)計4臺對開風機靠調(diào)節(jié)擋風板可滿足冷卻要求，但對電機來講，浪費電能。風板全開時，運行電流24A，全關(guān)閉時22A，輸入功率從17.0KW—18.5KW變化，節(jié)電率不足8%。針對這一特殊要求制定方案，對其中兩臺對開電機進行開環(huán)變頻調(diào)速控制，配合兩臺全速風機，即滿足不同材料的溫控要求，又能節(jié)約電能。按照這一方案進行改造后，節(jié)電效果非常明顯。針對其中一種材料需固定頻率控制進行冷卻，幾個月才換一次，設(shè)定頻率在25—35之間，完全滿足冷卻要求。工頻下運行時一臺18.5KW風機(經(jīng)變頻器輸出)，每小時耗電為11.9度/小時，日耗電量為：285.6度/24小時。在正常運行時根據(jù)不同材料的溫度要求，設(shè)定頻率分別為：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。運行測定參數(shù)如下：

　　設(shè)定頻率(Hz) 運行電流(A) 負載率 輸入功率 24小時耗電量(KWh) 與工頻下輸入功率比較：節(jié)電率

　　25 8.0 0.25 1.03 24.72 (285.6-24.72)/285.6Ⅹ100%=91.34%

　　30 10.6 0.30 2.13 51.12 (285.6-51.12)/285.6 Ⅹ100%=82%

　　35 14.2 0.37 4.0 96.00 (285.6-96)/285.6Ⅹ100%=66.4%

　　40 17.4 0.40 6.4 153.60 (285.6-153.6)/285.6Ⅹ100%=46.22%

　　45 20.0 0.45 9.0 216.00 (285.6-216)/285.6Ⅹ100%=0.244%

　　50 24.0 0.55 11.9 285.60 (285.6-285.6)/285.6Ⅹ100%=0

　　需要指出的是：變頻器當輸出頻率降低時，輸出電壓也相應(yīng)降低，輸入功率明顯減少，對應(yīng)頻率降低時電壓降低電機不會有溫升，若頻率不變時電壓降低至浮動電壓下限值時，電機就會有溫升。

　　2、水泵節(jié)電：同風機原理很相近。以某酒店750TRT中央空調(diào)冷水機組水系統(tǒng)90KW冷凍泵和55KW冷卻泵為例：主機制冷是根據(jù)溫度的變化而工作，是非線性負荷，而水泵電機基本上是線性恒功率輸出。1臺55KW冷卻水泵靠調(diào)整閥門來改變流量，雖然能滿足主機運行要求，但對于電機來講節(jié)電意義不大，閥門的全開和全閉，電流從107A—97A之間變化，平均節(jié)電不足7%。通過改造采用溫度控制為主，壓力控制為鋪進行閉環(huán)變頻控制水泵電機，水泵電機平均節(jié)電率都在30%以上;90KW冷凍水泵電機靠調(diào)節(jié)閥門電流在163—148A之間變化，平均節(jié)電不足6%，經(jīng)閉環(huán)控制變頻調(diào)速改造后，節(jié)電率平均也在30%以上。為什么會有這么大節(jié)電空間呢，因為中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時的最大容量是以人流、氣溫、空間散熱三項極限指標為依據(jù)計算的(即人流最大、氣溫最高、空間散熱最差)，平時出現(xiàn)這種情況的概率極低，從經(jīng)驗上講不到10%，空調(diào)系統(tǒng)大部分運行時間都在中、低負荷狀態(tài)，空調(diào)主機的負荷曲線是非線性的，而水系統(tǒng)的水泵負荷是線性恒功率的，以滿足主機的最大負荷為標準。這樣在主機非最大負荷時水泵就必然存在著電能浪費空間。通過變頻調(diào)速控制使水泵電機的負載曲線符合或接近空調(diào)主機的負載曲線。

　　3、高壓變頻控制傳動調(diào)速控制設(shè)備都是在3KV以上大容量電機，一般都在幾百KW到幾千KW，負載率大于0.5，節(jié)電效率較低壓變頻控制略低，在18—25%左右，電機容量大耗電也多，雖然節(jié)電率較低，但用電基數(shù)大，也是非常可觀，高壓變頻設(shè)備技術(shù)復(fù)雜設(shè)備體積大，成本較高，操作必須專業(yè)技術(shù)人員，但整體效益還是很可觀的。

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