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节能水泵和风机变频分析

2020/3/13 14:04:52

水泵、风机变频到底能节多少能?且看举例分析。

举例:现有一台250KW风机,现采用星三角起动运行,工作电流太约在360A左右,如果改成变频器从50Hz降至45Hz和40Hz,分别节能多少百分比?

分析:

1. 当变频50Hz降至45Hz时。

P45/P50=45(3次方)/50(3次方)

P45=0.729×P50

当频率为50Hz时,已知工频耗电功率为250KW/h。

当频率为50Hz时,P45=0.729×P50=0.729×250=182.2KW/h 。

节能比例:250-182.25/250×100%=27.1%

2. 当变频50Hz降至35Hz时。

P45/P50=45(3次方)/50(3次方)

P45= 0.512×P50

节能比例: 48.8%

3. 公式:P45/P50=45(3次方)/50(3次方)

这个叫什么公式,这个公式怎么来的?

公式:P45/P50=45(3次方)/50(3次方)

这个公式是由风机工作特性决定的,由于风机是二次方负载,轴功率与转速的三次方成正比。 推导如下:

风机、水泵类负载使用变频器节能计算

比例定律的定义:

同一台水泵,当叶轮直径不变,而改变转速时,其性能的变化规律。

流量比:Q1/Q2=N1/N2

扬程比:H1/H2=(N1/N2)平方

因此,功率P1/P2= Q1/Q2×H1/H2 = N1/N2 ×(N1/N2)平方=(N1/N2)立方

Q1,H1,P1分别是转速N1时的流量,扬程,轴功率。N1为电机同步转速。

节能的估算

风机﹑泵类平方转矩负载的变频调速节能风机﹑泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%。生产中,对风机﹑水泵常用阀门、挡板进行节流调节,增加了管路的阻尼,电机仍旧以额定速度运行,这时能量消耗较大。如果用变频器对风机﹑泵类设备进行调速控制,不需要再用阀门、挡板进行节流调节,将阀门、挡板开到最大,管路阻尼最小,能耗也大为减少。

变频调速节能计算时需考虑变频器的效率

GB12668定义变频器为转换电能并能改变频率的电能转换装置。能量转换过程中必然伴随着损耗。在变频器内部,逆变器功率器件的开关损耗最大,其余是电子元器件的热损耗和风机损耗,变频器的效率一般为95%-96%,因此在计算变频调速节能时要将变频器的4%-5%的损耗考虑在内。如考虑了变频器的损耗本文例中计算的节能率,就不是27.1%和48.8%,而应该为22%-23%和43%-44%,这样的计算结果与实际节能率更为接近。

变频调速与功率因数

变频器用于50Hz调速控制。不管是平方转矩特性负载,还是恒转矩特性负载,调速才能节能,不调速在工频下运行是没有节能效果的。有时系统功率因数很低,使用变频器后也有节能效果,这不是变频调速节能,而是补偿功率因数带来的节能。

其他

还记得广告里面的1Hz,45W变频吗?如果厂家真能达到1Hz这种技术标准,那节能是显而易见的,赫兹就是压缩机工作的频率。

普通定频空调器的压缩机,电源频率是50Hz固定,利用压缩机启动/停止的间歇工作来调节室内的温度。变频空调器中压缩机的工作频率,在10-50Hz范围内变动,也即压缩机的功率是可变的,在相当宽的设定温度范围内,压缩机可以不停地连续工作。如果是1Hz,空调压缩机一分钟转一下就等于停机了,目前可能还在实验室阶段,是一种衡量技术的标准,但实际应用意义不大。即使能做到,实际操作中很难实现,毕竟变频空调除了省电,还要讲究舒服。

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