水泵、風機變頻到底能節(jié)多少能?且看舉例分析。
舉例:現(xiàn)有一臺250KW風機,現(xiàn)采用星三角起動運行,工作電流太約在360A左右,如果改成變頻器從50Hz降至45Hz和40Hz,分別節(jié)能多少百分比?
分析:
1. 當變頻50Hz降至45Hz時。
P45/P50=45(3次方)/50(3次方)
P45=0.729×P50
當頻率為50Hz時,已知工頻耗電功率為250KW/h。
當頻率為50Hz時,P45=0.729×P50=0.729×250=182.2KW/h 。
節(jié)能比例:250-182.25/250×100%=27.1%
2. 當變頻50Hz降至35Hz時。
P45/P50=45(3次方)/50(3次方)
P45= 0.512×P50
節(jié)能比例: 48.8%
3. 公式:P45/P50=45(3次方)/50(3次方)
這個叫什么公式,這個公式怎么來的?
公式:P45/P50=45(3次方)/50(3次方)
這個公式是由風機工作特性決定的,由于風機是二次方負載,軸功率與轉速的三次方成正比。 推導如下:
風機、水泵類負載使用變頻器節(jié)能計算
比例定律的定義:
同一臺水泵,當葉輪直徑不變,而改變轉速時,其性能的變化規(guī)律。
流量比:Q1/Q2=N1/N2
揚程比: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分別是轉速N1時的流量,揚程,軸功率。N1為電機同步轉速。
節(jié)能的估算
風機﹑泵類平方轉矩負載的變頻調速節(jié)能風機﹑泵類通用設備的用電占電動機用電的50%左右,那就意味著占全國用電量的30%。生產中,對風機﹑水泵常用閥門、擋板進行節(jié)流調節(jié),增加了管路的阻尼,電機仍舊以額定速度運行,這時能量消耗較大。如果用變頻器對風機﹑泵類設備進行調速控制,不需要再用閥門、擋板進行節(jié)流調節(jié),將閥門、擋板開到最大,管路阻尼最小,能耗也大為減少。
變頻調速節(jié)能計算時需考慮變頻器的效率
GB12668定義變頻器為轉換電能并能改變頻率的電能轉換裝置。能量轉換過程中必然伴隨著損耗。在變頻器內部,逆變器功率器件的開關損耗最大,其余是電子元器件的熱損耗和風機損耗,變頻器的效率一般為95%-96%,因此在計算變頻調速節(jié)能時要將變頻器的4%-5%的損耗考慮在內。如考慮了變頻器的損耗本文例中計算的節(jié)能率,就不是27.1%和48.8%,而應該為22%-23%和43%-44%,這樣的計算結果與實際節(jié)能率更為接近。
變頻調速與功率因數
變頻器用于50Hz調速控制。不管是平方轉矩特性負載,還是恒轉矩特性負載,調速才能節(jié)能,不調速在工頻下運行是沒有節(jié)能效果的。有時系統(tǒng)功率因數很低,使用變頻器后也有節(jié)能效果,這不是變頻調速節(jié)能,而是補償功率因數帶來的節(jié)能。
其他
還記得廣告里面的1Hz,45W變頻嗎?如果廠家真能達到1Hz這種技術標準,那節(jié)能是顯而易見的,赫茲就是壓縮機工作的頻率。
普通定頻空調器的壓縮機,電源頻率是50Hz固定,利用壓縮機啟動/停止的間歇工作來調節(jié)室內的溫度。變頻空調器中壓縮機的工作頻率,在10-50Hz范圍內變動,也即壓縮機的功率是可變的,在相當寬的設定溫度范圍內,壓縮機可以不停地連續(xù)工作。如果是1Hz,空調壓縮機一分鐘轉一下就等于停機了,目前可能還在實驗室階段,是一種衡量技術的標準,但實際應用意義不大。即使能做到,實際操作中很難實現(xiàn),畢竟變頻空調除了省電,還要講究舒服