水泵(风机)节能的理论之一是水泵(风机)学比例律。由水泵(风机)学比例律可知,对于同一台水泵(风机),当以不同转速运行时,水泵(风机)的流量Q,扬程H,轴功率P与转速n有如下关系:
Q1/Q2=n1/n2 ,(1)
H1/H2=(n1/n2)2 ,(2)
P1/P2=(n1/n2)3 .(3)
流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。由此可见,当降低转速时,功率的减少量远比流量的减少量大得多。风机也遵循这个规律,即风量与转速成正比,风压与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比,因此,降低水泵(风机)或风机的转速,就有可能使单位供水量或风量的电耗减少、由电工学可知,电机的转速与输入频率有如下关系:
n=60f(1-s)/p ,(4)
公式中:f为电源频率;s为滑差率;p为极对数;n为电机的转速
控制器通过改变电机频率而达到无级调速的目的 ,对于水泵(风机)来说,节电器调速供水,就是通过压力变送器检测管网水压,并将水压信号转化为电流信号,反馈给节电器内单片机,单片机根据水压情况调整水泵(风机)电机输入频率,从而使水泵(风机)转速改变。例如,在非高峰供水时,水泵(风机)减速运行,从而使水泵(风机)输入功率减少,达到节能的目的,这就是节能的基本原理。
1. 节能控制器的自动控制
控制器可以手动控制也可以自动控制,自动控制信号采用4~20mA电流信号或0~5V电压信号;采用闭环控制的方法可以更好地满足自动控制的要求。流量仪表的气动信号经气电转换器变换为4~20mA的电流信号, 由电机专用控制器的控制端进而来控制电动机的转速以改变流量.如果采用的是电动仪表,电机专用控制器试用又证明是可靠的,那么图中的气电转换器、三通气开关以及气动调节阀都可省去,从而控制系统大为简化;而且流量控制的精度比已往的气动调节阀控制高。根据要求,电机专用控制器也可采用温度控制、压力控制或各种信号的综合控制。
2. 软起动节能
通常感应电动机采用直接接入电网起动的方法,电动机的起动电流为额定时的5~7倍不仅损耗大,对电网冲击也大,机械磨损,振动都大,如果用软起动,可以将起动电流限制到很小,如果满载起动,也只要比额定电流稍大就可以了,这样起动损耗大大降低,既不冲击电网,又不冲击机械。
3. 功率因数COS¢改善的好处
通过节电器改造后,由于电机专用控制器中有直流电容器的隔离作用,使输入的功率因数接近于电动机的励磁无功电流,这样可以节省很大的一块电网容量,一般可节省30%左右,所以很多大型企业中大容量设备进行节电器改造后,可以增加不少新设备而不需扩容。
上述这些节电功能利用微电脑技术全集于风机泵类节电控制器一身,即风机、水泵智能控制节电器
l 电机专用控制器 动态调功器 动态COS¢补偿器 软起动
节电控制器以每秒5000次监测负载电流,并用脉宽调制调压调频技术,以最新IGBT高频功率模块组成,具有67条操作主程序,50多条子程序,24种故障报警,9种保护功能,能在0.1秒内,在20%~100%范围内迅速调节U值,以适应负载的快速变化,可以远程操作,安装和使用都很方便,根据不同负载及其变化量节能效果可达20~50%。
l 水泵(风机)系统转速与节能率的关系
对于水泵(风机)来说,流量q与转速n成正比,温差△t与转速n成反比,轴功率P与转速n的三次方成正比,下表是水泵(风机)转速与节能率的变化关系:
转速n% 流量q% 温差△t% 轴功率P 节电率 %
100 100 100 100 0
90 90 111 72.9 27.1
80 80 125 51.2 48.8
70 70 143 34.3 65.7
60 60 167 21.6 78.4
50 50 200 12.5 87.5
从上表可知:如水泵(风机)转速平均下降10%,节电率为27.1%:如水泵(风机)转速平均下降20%,节电率为48.8%:如水泵(风机)转速平均下降30%,节电率为65.7%。
总之,从我们实际安装调试的经验。根据风机,水泵不同工况节能效果可达到10%~45%,因此风机(水泵)节能改造节能效果十分可观,预以挖掘。