风机水泵节能计算

 

1、节能原理

        通过流体力学的比例定律可知（图1）：离心风机、离心泵类设备均属平方转矩负载，风机的流量与电机的转速成正比，风机的压力与电机的转速的两次方成正比，风机的轴功率与电机的转速的三次方成正比。根据上述原理可知，当改变风机的转速就可改变风机的功率。例如：将风机转速由1484r/min降到1200 r/min时 ，电机功率只有原来的60%左右。

                             

                                                           图 一

    风机的静压Pst=0，其节能原理可用下图表示。在图2中，曲线（1）为风机在额定转速N1下的风压风量（H-Q）特性曲线，曲线（2）为风门全开时的管网阻力特性，它们的交点A为风机的设计最高工作点，风机在A点工作其效率最高。此时的风压为P2，风量Q1，轴功率N1=K.Q1.P2，在图中可用面积AP2OQ1来表示。

               

                                 图 二

根据生产工艺要求，需要将风量从Q1减小至Q2，传统的方式是将关小风门的方式，相当于增加了管网的阻力，将管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工作点A变到新的工作点B运行。此时的风压为P1,风量为Q2，轴功率为N2=K.Q2.P1，在图中可用面积BP1OQ2来表示，显然轴功率下降不大。依据n＝60f/p×（1－s）可知，改变电机输出频率，就可以改变电机的转速，风机转速由n1降为n2，由于风机的静压Pst=0，符合相似定律，可直接画出在转速N2下的风压风量(P-Q)特性曲线（4）与管网特性曲线（2）相交于C点运行，此时的风压为P3，风量为Q2，轴功率N3=K.Q2.P3，在图2可用面积CP3OQ2来表示，可见随着风压的大幅度下降，轴功率N3明显减少。相对于风门截流法调节，节省的轴功率△N=K.(P1-P3).Q2，即图中阴影部分的面积，节能效果十分显著。

2、确定当前实际电机功耗

电机实际功耗的确定应该用户提供，用户可以根据典型工况下一定时间内所耗电的电表数计算平均功耗。

在无法获得直接测量电耗功率信息的情况下，可以用电流近似估算实际功率，计算方法如下：

P=U*I*COSφ

U：供电电压

I：全电流

COSφ：功率因数

3、确定变频运行模式的工作频率

     工作频率的确定要考虑压力余度与流量余度两个因素：

工作频率＝MAX（实际流量/额定流量； ）×50HZ

 说明：

  MAX(;):表示取二者之大；

4、核算变频运行模式时的电机功率消耗

电动机功率消耗=泵与风机的输出功率/泵与风机效率/变频器效率/电动机效率

其中：

泵与风机输出功率计算

泵与风机的输出功率计算分为两个步骤，首先，根据运行频率确定泵与风机的额定输出功率，其次根据阀门调节状态适度修正测算其实际消耗功率。

泵与风机的变频模式时的额定输出功率=额定流量×额定压力×（工作频率/50HZ）³

泵与风机效率计算：

如果有特性曲线可直接查找泵与风机效率；其次，如果没有效率特性曲线，可参考泵与风机额定效率，

电动机效率：以铭牌为准

 

5、计算节能

节能率＝（工频功耗－变频功耗）/工频功耗

年接电量=节能率*工频功耗*年运行时间