根據流體力學理論,電機軸功率P和風量Q、壓力H之間的關系為:
P=K*H*Q/η
其中K為常數;
η為效率。
它們與轉速N之間的關系為:
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=(N1/N2)2
P1/P2=(N1/N2)3
圖中曲線1為風機在恒速下壓力,H和流量Q的特性曲線,曲線2是管網風阻特性(閥門開度為100%)。假設風機在設計時工作在A點的效率最高,輸出風量 Q1為100%,此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據工藝要求,當風量需從Q1減少到Q(例如70%)時,如采用調節(jié)閥門的方法相當于增加了管網阻力,使管網阻力特性變到為曲線3,系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行,由圖中可以看出,風壓反而增加了,軸功率P2與面積 BH20Q2成正比,減少不多。 如果采用變頻調速控制方式,將風機轉速由N1降到N2,根據風機的比例定律,可以畫出在轉速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示,可見在滿足同樣風量Q2的情況下,風壓H3將大幅度降低,功率P3(相等于面積CH30Q2)也隨著顯著減少,節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比,節(jié)能的效果是十分明顯的。
由流體力學可知,風量Q與轉速的一次方成正比,風壓H與轉速的平方成正比,軸功率P與轉速的立方成正比,當風量減少,風機轉速下降時,起功率下降很多。
例如風量下降到80%,轉速也下降到80%時,則軸功率下降到額定功率的51%;如風量下降到50%,功率P可下降到額定功率的13%,當然由于實際工況的影響,節(jié)能的實際值不會有這么明顯,即使這樣,節(jié)能的效果也是十分明顯的。
因此在有風機、水泵的機械設備中,采用變頻調速的方式來調節(jié)風量和流量,在節(jié)能上是一個最有效的方法。
二、工作原理
1、Invt節(jié)能控制器采用最新電腦控制技術,利用壓力傳感器信號及有關電氣控制信號,根據供水管道的壓力值控制水泵電機轉速,將壓力維持在所需的壓力值上,將平時不必消耗的能量節(jié)省下來,從而達到節(jié)電的目的。
2、基本工作原理框圖:
3、 Invt節(jié)能控制器特點:
l 保留原有控制程序不變,安裝簡便。采用市電/節(jié)能控制方式,以備故障時不影響生產。
l 利用電氣控制,可將原有開、關式壓力控制改為連續(xù)壓力控制,壓力控制更精確,供水壓力更平穩(wěn)。
l 軟起動裝置,無級調速控制,可避免啟動電流沖擊。
l 系統(tǒng)功率因數大大提高,幾乎沒有無功損耗。
l 操作方便,高效的計算機控制,故障率幾乎為零。同步運行,不需任何調節(jié)。
三、節(jié)電效果預測
Invt節(jié)能控制器可最大程度上降低水泵的耗電量,由于實現了無級調速控制,水泵的耗電量就與設備使用情況密切相關。經加裝Invt節(jié)能控制器進行節(jié)電改造后,我們預計總體上的節(jié)電效果一般可達到25%~65%,有些可達到更高的水平。