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解决方案 THE SOLUTION

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变频调速泵在暖通系统中的应用

       水泵,众所周知,它是用来输送液体的动力元件,在国民经济的许多部门要用到它。其品种规格繁多。对它的分类方法也各不相同,按其工作原理可以分为三大类:叶片式水泵,容积式水泵,其他类型水泵。格兰富公司生产的主要产品为离心泵,是叶片泵的一种,亦为应用最为广泛的泵型。此种泵的工作原理是靠叶轮高速旋转时叶片拨动液体旋转,使液体获得离心力而完成水泵的输水过程,所以这种泵称为离心泵。其应用领域涉及生活热水供水、污水排水、工业应用、商业建筑暖通空调循环、冷却水输送等各个方面。由于离心泵是一种重要的设备,它的运转需要消耗大量的动力!据统计,全世界20%的电能是消耗在水泵系统上。而事实上,通过采取必要的技术措施及控制手段,其中的30%-50%的能耗是可以节省下来的。


       一:定速泵与变速泵:

 

       传统的供热、空调系统,是按单独质调节的运行方式选择循环水泵,选泵的原则是泵的流量不能小于外网的所需流量,一般按照外网理论流量的1.1~1.2倍,扬程按管路及用户总阻力的1.05~1.10倍进行选择,这时对应的轴功率已大于100%。可见按定流量的运行方式,水泵运行电耗是很大的。而且带来的调节效果也不十分理想。

 

       水泵按定流量的运行方式,如图1:当部分负荷状态下,系统所需流量降低,为适应其流量变化,需通过减小阀门开度的调节以改变系统特性曲线,即消耗多余的压头,浪费了大量电能!

 

       除了通过改变阀门开度完成对水泵运行点的调节,我们还可以采用改变泵转速的方法:

 

       由可以看出:当泵的转速改变后泵的性能曲线将同时改变,而转速将随频率[Hz]改变而改变。对循环水泵性能分析可知:水泵的流量、扬程和轴功率均与水泵的叶轮转速之间存在着一定的比例关系:

 

       如由此可以看出,水泵的扬程与电机转速的平方成正比,水泵的轴功率与电机转速的立方成正比。即当水泵的流量降低20%的时候,电机的转速应降低20%,水泵的电耗将降低50%;当水泵的流量降低50%的时候,电机的转速就降低50%,水泵的电耗降低87.5%。当系统需要的流量降低时,通过降低转速,相应地水泵的流量降低,水泵的轴功率降低,节约电能效果显著。并且,由于采用变速调节,也避免了采用阀门调节时不必要的阀门压头损耗。

 

       二:速度控制的原理:

 

       当流量降低时,控制器将检测压力信号(通过传感器或者电机电流或转速的状态)。此时,控制器将向变频器发出一个信号,使其降低输出(较低频率)直至压力回到要求的水平(设定点)。反之,当流量再次升高时,控制器将检测到压力在降低。控制器将向变频器发出一个信号,使其提高输出(较高频率)直至压力回到要求的水平(设定点)。

 

       三:变速泵的总体效率

 

       通常人们所指的泵的效率,仅为水泵效率[hp],而严格意义上说,我们应该衡量的是其总效率:

 

       总体效率[ht]的评估要同时考虑电机效率[hm]、水泵效率[hp]和转化效率[hd]。总体效率是指P1到P4的变化。电机效率根据电机效率等级(EFF1或EFF2)和电机负荷的不同而不同。

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