變頻調(diào)速水泵應(yīng)用在暖通空調(diào)系統(tǒng)中
| 水泵，眾所周知，它是用來輸送液體動力元件，國民經(jīng)濟許多部門要用到它。其品種規(guī)格繁多。對它分類方法也各不相同，按其工作原理可以分為三大類：葉片式水泵，容積式水泵，其他類型水泵。格蘭富公司生產(chǎn)主要產(chǎn)品為離心泵，是葉片泵一種，亦為應(yīng)用最為廣泛泵型。此種泵工作原理是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時葉片撥動液體旋轉(zhuǎn)，使液體獲離心力而完成水泵輸水過程，這種泵稱為離心泵。其應(yīng)用領(lǐng)域涉及生活熱水供水、污水排水、工業(yè)應(yīng)用、商業(yè)建筑暖通空調(diào)循環(huán)、冷卻水輸送等各個方面。離心泵是一種重要設(shè)備，它運轉(zhuǎn)需要消耗大量動力！據(jù)統(tǒng)計，全世界20%電能是消耗水泵系統(tǒng)上。而事實上，采取必要技術(shù)措施及控制手段，其中30%-50%能耗是可以節(jié)省下來。 一：定速泵與變速泵： 傳統(tǒng)供熱、空調(diào)系統(tǒng)，是按單獨質(zhì)調(diào)節(jié)運行方式選擇循環(huán)水泵，選泵原則是泵流量不能小于外網(wǎng)所需流量，一般外網(wǎng)理論流量1.1～1.2倍，揚程按管路及用戶總阻力1.05～1.10倍進行選擇，這時對應(yīng)軸功率已大于100%?？梢姲炊髁窟\行方式，水泵運行電耗是很大。帶來調(diào)節(jié)效果十分理想。 水泵按定流量運行方式，如圖1：當部分負荷狀態(tài)下，系統(tǒng)所需流量降低，為適應(yīng)其流量變化，需減小閥門開度調(diào)節(jié)以改變系統(tǒng)特性曲線，即消耗多余壓頭，浪費了大量電能！ 改變閥門開度完成對水泵運行點調(diào)節(jié)，我們還可以采用改變泵轉(zhuǎn)速方法： 由可以看出：當泵轉(zhuǎn)速改變后泵性能曲線將同時改變，而轉(zhuǎn)速將隨頻率[Hz]改變而改變。對循環(huán)水泵性能分析可知：水泵流量、揚程和軸功率均與水泵葉輪轉(zhuǎn)速之間存著一定比例關(guān)系： 如由此可以看出，水泵揚程與電機轉(zhuǎn)速平方成正比，水泵軸功率與電機轉(zhuǎn)速立方成正比。即當水泵流量降低20%時候，電機轉(zhuǎn)速應(yīng)降低20%，水泵電耗將降低50%；當水泵流量降低50%時候，電機轉(zhuǎn)速就降低50%，水泵電耗降低87.5%。當系統(tǒng)需要流量降低時，降低轉(zhuǎn)速，相應(yīng)水泵流量降低，水泵軸功率降低，節(jié)約電能效果顯著。，采用變速調(diào)節(jié)，也避免了采用閥門調(diào)節(jié)時不必要閥門壓頭損耗。 二：速度控制原理： 當流量降低時，控制器將檢測壓力信號（傳感器電機電流或轉(zhuǎn)速狀態(tài)）。此時，控制器將向變頻器發(fā)出一個信號，使其降低輸出（較低頻率）直至壓力回到要求水平（設(shè)定點）。反之，當流量再次升高時，控制器將檢測到壓力降低。控制器將向變頻器發(fā)出一個信號，使其提高輸出（較高頻率）直至壓力回到要求水平（設(shè)定點）。 三：變速泵總體效率 通常人們所指泵效率，僅為水泵效率[hp],而嚴格意義上說，我們應(yīng)該衡量是其總效率： 總體效率[ht]評估要同時考慮電機效率[hm]、水泵效率[hp]和轉(zhuǎn)化效率[hd]?？傮w效率是指P1到P4變化。電機效率電機效率等級（EFF1或EFF2）和電機負荷不同而不同。 何為電機效率等級？ 美國國會1997年10月制定和實施了“能源政策法案”（EPACT），該法案對高效電機進行了定義。同樣歐盟也有類似定義，歐洲電機和電力電子制作商協(xié)會（CEMEP）也對1.1-90KW，2極和4極范圍內(nèi)高效電機制定了最低要求定義?，F(xiàn)CEMEP和EPACT分別是50Hz和60HZ世界上公認高效電機標準。CEMEP標準，電機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(xiàn)格蘭富生產(chǎn)水泵可以配置EFF1(CEMEP標準電機)。 Eff1電機有何優(yōu)點呢？ *效率更高 相普通電機來說，高校意味著相同能量數(shù)如而言，電機自身能量損失更少，而輸出更多。同樣，電機自身能量損失少，相同工作量所需能量條件下，電機輸入能量就會減少，節(jié)省了能耗和運行成本。如圖7，當負荷很低時（小于25%），意味著效率會急劇降低。但此時Eff1電機效率明顯高于Eff2電機。 *部分負載時效率更高 大多數(shù)電機都很少100%滿負載狀況下工作。非滿負載情況下，電機標稱效率是多少，這一點是很重要。普通電機而言，則一般不提供此數(shù)據(jù)，EFF1電機效率必須是75%負載和100%負載時效率。EFF1電機來說，這兩個效率值通常是相同。 *電機工作溫度低 格蘭富EFF1電機效率高，有能量損失所產(chǎn)生熱量非常少，工作時電機溫度要比普通電機工作溫度低。由此，高效電機就能夠更高環(huán)境溫度下工作，所需環(huán)境冷卻要求也要比通常使用標準電機低。 同樣，受溫度影響電機定子繞組電阻也能保持正常范圍內(nèi)，格蘭富EFF1電機很少會出現(xiàn)電機定子繞組過熱現(xiàn)象。這樣，電機定子繞組絕緣和電機軸承使用壽命都會增加。 *噪音低 通常情況下，電機噪音主由冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生。EFF1電機，效率更高，由能量損失所產(chǎn)生熱量較少，用于降低電機溫升所需冷卻空氣也較少。大多數(shù)額EFF1電機冷卻風(fēng)扇都較小，產(chǎn)生噪音也會降低。 *運行成本降低 EFF1電機能夠節(jié)省能量、減少維修成本和其它相關(guān)運行成本，大大減少了業(yè)主成本。就此而言，EFF1電機價格非常有競爭力。實際上，正常工作情況下，增加最初采購成本可以不到3年時間內(nèi)完全收回。 轉(zhuǎn)化效率 計算轉(zhuǎn)化效率時要考慮電機負荷和頻率輸出因素。但當負荷降低至30%時，效率變化將很大。 水泵效率 泵效率流量不同而不同。 同時泵******效率泵大小而不同，通常來講大泵會比小泵效率更高。當泵速度改變時，泵效率將同時改變。速度降低小于20％，效率改變很小。 總效率對能耗來講是很重要，但控制模式卻對能耗有著更大影響。下圖展示了不同控制模式下節(jié)能效果： 四：結(jié)論： 技術(shù)進步，變頻技術(shù)將越來越多被人們認可和應(yīng)用，配合正確系統(tǒng)設(shè)計（如三次泵系統(tǒng)）以及科學(xué)選泵配泵，使用戶感受到更高舒適性同時，到更加明顯節(jié)能效果。 |
