风机水泵行业变频器供水的节能案例

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风机水泵类负载是交流电动机驱动的主要对象之一,故这一类负载的节能问题十分突出。近几年来,水泵的控制方法有了很大的发展,尤其是采用变频调速,其节能效果明显地高于其他各类传统的方法。通常,水泵的容量是根据系统的最大负荷设计和配置的,但在实际应用中,系统的负荷远小于设计要求,而且经常变化。在水泵的出口处装闸门或旁路阀等方法,虽然简单有效,却严重降低系统的效率。若采用变频调速,直接改变水泵的转速,就可方便而有效地对出口水量进行控制,其优点是极为显著的。

风机水泵负载调速节能的原理:
众所周知,风机和泵类的功率和转速的关系为:
P=kn3                      (1)*
以水泵为例,设其额定速度为n1,而根据实际需要确定的速度为n2,则:
P1=kn13,P2=kn23
所节约的功率为:
    PH= kn13 (1-D3)               (2)
式中减速比D=n2/n1
由于转速与输出流量成正比,所以减速比越大,节约能量越多。若不使用调速装置时,则D=1,PH=0,无节能可言。
考虑到调速装置的效率η,上式可修正为:
    PH=P11-P22= kη13 (1/η1-D32)
由于变频调速装置的效率,在速度变化时可保持在高水平(如丹佛斯变频器通常效率都在0.96以上),所以其节能效果是显著的。
 
变频驱动的节能效益分析:
交流驱动系统实际使用时,可通过实测或根据其静态特性的理论计算,作出其转速对功率的特性曲线,由于转速与流量成正比,该曲线即流量对功率的特性,如图1所示。与档板调节相比较,可见其节能是显著的。

 
达能饼干水泵变频调节节能的实际情况分析:
根据流体(气体)力学的基本原理,设压头与流量的平方成正比。
假定实际需要的平均流量只有80%,则变频控制时实际消耗的功率PVFD为:
PVFD = 0.83 Pe / 0.96 = 0.533 Pe
从图上可查得,挡板(阀门)控制时实际消耗的功率PVALVE = 0.86 Pe
节电功率P节省为 :(0.86 – 0.533) Pe = 0.327 Pe
 
5.5kW节能的经济效益:
设一年运行300天,一天运行24小时,电费为0.80元/度,则一年总节省电费为:
  5.5 * 0.327 * 300 * 24 * 0.80 = 10,359.00 元
 
 
同理,55kW变频器如果节电率为20%的话,则一年总节省电费为:
      55 * 0.2 * 300 *24 *0.80 = 63,360.00 元




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