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水泵變頻節(jié)能的原理

2021/5/19 11:10:40

我國經(jīng)濟增長速度受資源和能源約束日益突出。目前,我國約20%的電能用于各類水泵驅(qū)動,但水泵使用效率低、運行成本高等問題較多,平均效率比國外先進水平低3~5%,整個泵站系統(tǒng)效率則低約20%"。水泵正常的節(jié)電潛力范圍為20~40%,節(jié)能有非常大空間。水泵節(jié)能技術(shù)有多種,但變頻調(diào)速是z重要的手段之一。

由水泵工作原理可知:水泵流量與水泵(電機)轉(zhuǎn)速成正比,水泵揚程與水泵(電機)轉(zhuǎn)速平方成正比,水泵軸功率等于流量與揚程乘積,故水泵軸功率與水泵轉(zhuǎn)速三次方成正比(既水泵軸功率與供電頻率三次方成正比)。

水泵的變頻特性 如果對水泵采用變頻技術(shù),可以得到不同頻率下的相似的水泵特性曲線,如圖1

圖1水泵變頻曲線圖標(biāo)



上述原理可知改變水泵轉(zhuǎn)速就可改變水泵功率。

水泵(離心泵)流量基本公式:

Q∝N H∝N2 KW=Q*H∝N3

以上Q代表流量,N代表轉(zhuǎn)速,H代表揚程,KW代表軸功率。


例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz,則P45/P50=(45/50)3= 0.729,即P45=0.729 P50;將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=(40/50)3= 0.512,即P40=0.512 P50。

水泵一般是按供水系統(tǒng)設(shè)計時z大工況需求來考慮,而用水系統(tǒng)實際使用中有很多時間不一定能達到用水z大量,一般用閥門調(diào)節(jié)增大系統(tǒng)阻力來節(jié)流,造成電機用電損失,而采用變頻器可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定,改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)用水供應(yīng),并可降低轉(zhuǎn)速節(jié)能收回投資。

從下圖我們可以形象看到三種流量控制方式比較


100KW三種流量控制方法耗電實測比較表(不考慮揚程變化)



流量%

變頻器軸功率 KW%

輸入閥門控制軸功率KW%

輸出閥門控制軸功率KW%

理想軸功率KW%

50

15

60

84

12.5

60

25

64

89.5

21.6

70

38

68

95

34.3

80

55

72.5

99.5

51.2

90

79

84

103.5

73

100

108

106

107

100

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