暖通工程师专业知识讲义:风机、水泵的节能方法

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　　风机、水泵的节能方法

　　从流量控制原理上讲，风机、水泵的结构和工作原理基本相同

　　1、具体测试某工厂炉底风机散热控制系统，冶炼炉根据不同材料、需要不同的炉底冷却温度，设计满足最大冷却风量设计为四台18.5KW4极叶轮式风机，全功率运转，但用最大冷却风量的概率极低。冶炼常用几种材料，四台风机对开风量过大;对开两台时，达不到冷却要求;对开一对再侧开一台，冷却不均、无法满足工艺要求;原设计4台对开风机靠调节挡风板可满足冷却要求，但对电机来讲，浪费电能。风板全开时，运行电流24A，全关闭时22A，输入功率从17.0KW―18.5KW变化，节电率不足8%。针对这一特殊要求制定方案，对其中两台对开电机进行开环变频调速控制，配合两台全速风机，即满足不同材料的温控要求，又能节约电能。按照这一方案进行改造后，节电效果非常明显。针对其中一种材料需固定频率控制进行冷却，几个月才换一次，设定频率在25―35之间，完全满足冷却要求。工频下运行时一台18.5KW风机(经变频器输出)，每小时耗电为11.9度/小时，日耗电量为：285.6度/24小时。在正常运行时根据不同材料的温度要求，设定频率分别为：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。运行测定参数如下：

　　设定频率(Hz) 运行电流(A) 负载率 输入功率 24小时耗电量(KWh) 与工频下输入功率比较：节电率

　　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：变频器当输出频率降低时，输出电压也相应降低，输入功率明显减少，对应频率降低时电压降低电机不会有温升，若频率不变时电压降低至浮动电压下限值时，电机就会有温升。

　　2、水泵节电：同风机原理很相近。以某酒店750TRT中央空调冷水机组水系统90KW冷冻泵和55KW冷却泵为例：主机制冷是根据温度的变化而工作，是非线性负荷，而水泵电机基本上是线性恒功率输出。1台55KW冷却水泵靠调整阀门来改变流量，虽然能满足主机运行要求，但对于电机来讲节电意义不大，阀门的全开和全闭，电流从107A―97A之间变化，平均节电不足7%。通过改造采用温度控制为主，压力控制为铺进行闭环变频控制水泵电机，水泵电机平均节电率都在30%以上;90KW冷冻水泵电机靠调节阀门电流在163―148A之间变化，平均节电不足6%，经闭环控制变频调速改造后，节电率平均也在30%以上。为什么会有这么大节电空间呢，因为中央空调系统设计时的最大容量是以人流、气温、空间散热三项极限指标为依据计算的(即人流最大、气温最高、空间散热最差)，平时出现这种情况的概率极低，从经验上讲不到10%，空调系统大部分运行时间都在中、低负荷状态，空调主机的负荷曲线是非线性的，而水系统的水泵负荷是线性恒功率的，以满足主机的最大负荷为标准。这样在主机非最大负荷时水泵就必然存在着电能浪费空间。通过变频调速控制使水泵电机的负载曲线符合或接近空调主机的负载曲线。

　　3、高压变频控制传动调速控制设备都是在3KV以上大容量电机，一般都在几百KW到几千KW，负载率大于0.5，节电效率较低压变频控制略低，在18―25%左右，电机容量大耗电也多，虽然节电率较低，但用电基数大，也是非常可观，高压变频设备技术复杂设备体积大，成本较高，操作必须专业技术人员，但整体效益还是很可观的。

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