第25卷增刊遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)2006年6月Vol.25Suppl.Journal of Liaoning Technical University文章編號(hào): 1008-0562006)增刊 1-0237-02變頻調(diào)速循環(huán)水泵經(jīng)濟(jì)性分析鐘瑞興，李文華，任適遠(yuǎn)(遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧阜新123000摘要: 針對(duì)目前主要采用閥門調(diào)節(jié)管路流量而造成能源浪費(fèi)的問題，提出通過變頻調(diào)速改變流量的觀點(diǎn)。應(yīng)用流體機(jī)械相似定律及電工學(xué)原理，闡明變頻調(diào)速原理。結(jié)合中國各地的實(shí)際情況，對(duì)采用此方法的循環(huán)水泵進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，得出天氣越冷、電價(jià)越高的地方，變頻調(diào)速更具優(yōu)越性，從而指出變頻調(diào)速的科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵; 變頻調(diào)速;經(jīng)濟(jì)性中圖分類號(hào): TK 414.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: AEconomical efficient analysis for circulatory pump of frequency conversionZHONG Rui-xing, Li Wen-hua, REN Shi-yuan(College of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)Abstract: In view of energy waste will be made mainly through regulating valve to change the flow, the point ofadopting frequency conversion is put forward to change the flow. The analogical law of fluid machines and principle ofelectronics are applied to explain the principle of frequency conversion. Combining the actual conditions all over Chinathe economical efficiency analysis is carried out for the circulatory pump which applies the technique. The conclusionis that the colder the weather and the higher the price of electricity, the more obvious the superiority of frequencyconversion is. Furthermore, the scientific and economic efficiency of frequency converter-pump can be proved.Key words: circulatory pump; frequency conversion; economic fficiency0引言由電工學(xué)得，異步電機(jī)的理論轉(zhuǎn)數(shù)為目前，改變水泵工作點(diǎn)位置的方法是人為地改n=60f(1-s)/P(2)變管路性能曲線，靠改變閥門阻力來改變流量的，式中，f為電源頻率; P為電機(jī)磁極對(duì)數(shù); s 為電這需額外增加阻力，伴隨能量的損失和浪費(fèi)。為了機(jī)轉(zhuǎn)差。從式(2)可得，改變電源頻率即可改變電機(jī)克服這些缺點(diǎn)，同時(shí)適應(yīng)國家能源發(fā)展要求，筆者的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。應(yīng)用變頻調(diào)速的方法改變流量，并對(duì)采此方法帶來由系統(tǒng)的運(yùn)行情況可知，設(shè)備在開始運(yùn)行時(shí)負(fù)的效益進(jìn)行深入分析。荷最大，由流量傳感器經(jīng)調(diào)節(jié)器至微機(jī)，由微機(jī)控制變頻器，使變頻器輸出的頻率上升，電動(dòng)機(jī)開始1水泵變頻控制的基本原理旋轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)速逐漸升高至最大。當(dāng)負(fù)荷減小，這時(shí)利由相似定律，改變泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)n時(shí)，其效用微機(jī)控制變頻器，使變頻運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)按照系統(tǒng)率基本不變，但流量、壓頭及功率都按下式改變川中預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，即降低電源頻率，從Q/Qm =JH1Hm =/N1Nm =n/nm(1)而降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，讓設(shè)備繼續(xù)在低負(fù)荷運(yùn)行, .由式(1)可將泵在某-轉(zhuǎn)速下的性能曲線Hm換達(dá)到所需的流量要求。這樣，節(jié)電率一般在20%~算成另一轉(zhuǎn)速下的新的性能曲線H。它與不變的管30 %。變頻裝置的調(diào)整范圍可達(dá)20:1，且可基本保路性能曲線CE的交點(diǎn)(即工作點(diǎn))由A點(diǎn)變至D持異步電動(dòng)機(jī)特性。點(diǎn)，則泵的流量由Qs變至QD (如圖1)。2全年變流量運(yùn)行的電耗計(jì)算H√Eg1%二H---E- !.5'n-'w 367ntwe.2D 0"X1.0圖1改變泵或風(fēng)機(jī)性能曲線的調(diào)節(jié)法中國煤化工Fig.1 way of regulation by changing the performanceFig2oneYHCN MH G8 loadcurve of pump or fan收稿日期: 2006-03-15作者簡介:鐘瑞興(1983-), 男，廣東珠海人，碩士研究生。主要從事的動(dòng)力檢測與控制研究。本文編校:焦麗.238遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)增刊無因次年延續(xù)負(fù)荷如圖2[21。質(zhì)量并調(diào)方案，則有其中，Y表示無因次室外溫度，X表示無因次延續(xù)時(shí)間，Q表示無因次熱負(fù)荷，即y=(tw-lw)/(twa-lw)(3因此=-'w h+tho(hs (10)X=(h-h)/(hgs-h)(4)Q=Q/Q2投資回收期計(jì)算式中，tw為任意外溫;tw為設(shè)計(jì)外溫;twq為供熱起始外溫; h為tw下的延續(xù)小時(shí)數(shù); ho 為t'w下的對(duì)于北京地區(qū)，供熱室外設(shè)計(jì)溫度延續(xù)小時(shí)數(shù); hs 為全年供熱延續(xù)小時(shí)數(shù); Q、 Q'分tw=-12口，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度t =18口，室外平均溫別為任意外溫和設(shè)計(jì)外溫下的熱負(fù)荷3]。度tw=-1.60,全年供熱小時(shí)數(shù)hg =3024h, tw下在無因次年延續(xù)負(fù)荷圖中，存在X=f(Y)關(guān)系，的延續(xù)小時(shí)數(shù)為643hl4。所以相對(duì)電耗對(duì)我國不同地區(qū)氣象資料統(tǒng)計(jì)，可將上述函數(shù)擬合為如下關(guān)系E=("5-lv (h+h)h,=0.727 (11)x=乙B()Y-l(5)年凈收益J=(1-E)Nph.C。元(12)式中，Np循環(huán)水泵的電機(jī)功率，kW; hs 為全年制Y=之A(i)x"冷延續(xù)小時(shí)數(shù)，h; Ca 為電價(jià)，元/kWh;式中A(i), B(i)為擬合 系數(shù)，對(duì)于確定的地區(qū)為常若初投資為C,靜態(tài)回收期T可按下式計(jì)算數(shù)，可由有關(guān)資料中查找。T, =C1J年(13) .供熱系統(tǒng)在tw≤t ' w時(shí)，Q=1.0 此時(shí)循環(huán)流量供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵0.5~0.6W/m2， 變頻器比價(jià)G按設(shè)計(jì)流量G'運(yùn)行，即G=1.0，tw>t'w和tw為700~ 1200元/kW,電價(jià)取0.4元/kWh,則可計(jì)算≤twq期間，循環(huán)流量按變流量運(yùn)行，即Gtw期間的電耗量，kW.h; E3結(jié)論為Iw≤tw時(shí)的電耗量，kW.h; G為某- -外溫區(qū)間由_上述資料可知，氣候愈寒冷的地區(qū)，相對(duì)電i的循環(huán)流量，th; H; 為某一-外溫區(qū)間i的水泵揚(yáng)耗值越小，回收期將越短，電價(jià)越高的地方，水泵程，m;△h為某- -外溫區(qū)間i的延續(xù)小時(shí)數(shù)，h; η;采用變頻調(diào)速就越經(jīng)濟(jì)。該表所列各地區(qū)回收年為某一外溫區(qū)間i的水泵效率; H'、η' 分別為循環(huán)限，是指供熱系統(tǒng)所有循環(huán)水泵全部進(jìn)行變頻調(diào)速水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和額定功率。對(duì)于變頻調(diào)速，可視時(shí)的數(shù)據(jù)。若運(yùn)行中的循環(huán)水泵，有一- 半仍按額定功率運(yùn)行(即額定轉(zhuǎn)速、額定流量)，另一半按變?chǔ)?=η,o如果實(shí)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)，則全年循環(huán)水泵總電耗E'為頻調(diào)速變流量運(yùn)行，則初投資可減少- -半， 相應(yīng)的回收年限可縮短至1~3年，節(jié)能效益就更加明顯，E= GH8)可見積極推廣調(diào)速水泵是很有意義的。參考文獻(xiàn):則全年變流量運(yùn)行下的相對(duì)電耗E為[1]余華明制冷流體機(jī)械[M].北京:人民郵電出版社,2003:47-50.[2]石兆玉.供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制[M].北京:清華大學(xué)出版社,E=(" G'dht+hn)/ns(9)1998:256-260.3]李德英供熱工中國煤化10424-222.式中，G為tw或Q的函數(shù)，由于采用室內(nèi)雙管的[4]建筑工程常用數(shù)據(jù)手冊[].北京:中國建筑工業(yè):YHCNMHG.