水泵流量的变频调节与阀门调节的节能效果比照分析

８９
例如一台 ５５ｋＷ 水泵，采用变频器进行 调速，当流量 Ｑ 下降到 ７５％ 时，转速 ｎ 也下 降到 ７５％，而轴功率 Ｗ 下降到额定的 ４２． ２％，节能 ３１．７９ｋＷ，节电 ５８％。如果流量 Ｑ 下降到 ５５％，轴功率 Ｗ 可下降到额定功率 的 １６．６％，节能 ４５．８７ｋＷ，节电 ８３％。可见 变频调速节能是很可观的。
这是理想情况下的结论，当然还要考 虑由于转速降低会引起效率降低等其它因 素的影响。
由此可见：传统的阀门调节控制方式 基本不节能。
水泵流量采用变频调速控制方式比传 统的采用阀门调节控制方式更加节能。
科技创新导报 Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｅ ｒ ａ ｌ ｄ
流量与转速成正比； 转矩与转速的平方成正比； 压力与转速的平方成正比； 功率与转速的立方成正比。
２ 阀门调节时水百度文库的轴功率变化
在普通的水泵流量控制中，若用阀门 来调节，如图 ２
管道阻力 ｈ 与流量 Ｑ 的关系为： ｈ ∝ ＫＱ２ Ｋ 为阻力系数。 电机在恒速运行时，阀门完全打开，流 量为 １００％ 情况下，这时水泵的工况点为 Ａ，水泵的轴功率相当于 Ｑ１ＡＨ１０ 所包围的 四边形面积。 电机在恒速运行时，采取阀门调节，即 阀门不完全打开，如获得 ７０％ 的流量，这时 水泵的工况点为 Ｂ，管道特性曲线由 Ｈ１＝ｆ （Ｑ）变化为 Ｈ２＝ｆ（Ｑ），工况点由 Ａ 点移到 Ｂ 点，导致管阻增大，水泵的轴功率相当于 Ｑ２ＢＨ２０ 所包围的四边形面积。可见与阀 门完全打开时相比轴功率下降不大。
工 程 技 术
科技创新导报 ２００９ ＮＯ．１７
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
水泵流量的变频调节与阀门调节的节能效果比照分析
李华 （ 黑龙江省双鸭山弘烨供热供水有限公司 黑龙江双鸭山 １ ５ ５ １ ０ ０ ）
摘 要： 在供热供水企业的运行管理中， 水泵的流量调节手段基本上有两种： （ １ ）传统的阀门调节法； （ ２ ） 新兴的变频调节法。传统的阀门 调节控制方式基本不节能。水泵流量采用变频调速控制方式比传统的采用阀门调节控制方式更加节能。 关键词： 水泵的流量调节 变频调节法 节能 中图分类号：ＴＨ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０６（ｂ）－００８９－０１
３ 变频调节时水泵的轴功率变化
采用变频调速控制时，见图 ３。 由于管道特性 Ｈ１＝ｆ（Ｑ）没有改变，而水 泵特性发生变化，这时水泵特性曲线下移，
由 ｈ１＝ｆ（Ｑ）移到 ｈ２＝ｆ（Ｑ）。这时水泵的工况 点由 Ａ 点移到 Ｃ 点，轴功率为由 Ｑ３ＣＨ３０ 四 边 形 所 包 围 的 面 积 。（ 由 于 两 种 情 况 流 量 都 调节 ７０％，这时 Ｑ２＝Ｑ３。当然这是为了作图 方便，实际上 Ｑ２ 完全可以不等于 Ｑ３）
比较四边形 Ｑ２ＢＨ２０ 与四边形 Ｑ３ＣＨ３０ 可 知：
四边形 Ｑ３ＣＨ３０ 远小于四边形 Ｑ２ＢＨ２０， 故其节约的轴功率即能量为四边形 ＣＢＨ２Ｈ３ 所包围的面积。可见，采用变频调 节时，输入功率大大减小。
４ 结语
对于减转矩负载水泵，轴功率 Ｗ 与转 速 ｎ 的立方成正比，Ｗ ∝ ｎ３，采用转速控制 方式来调节流量的节能方式是个非常有价 值的方法。
众所周知，在供热供水企业的运行管 理中，水泵的流量调节手段基本上有两种： （１）传统的阀门调节法；（２）新兴的变频调节 法。下面仅就上述两种水泵流量调节法的 节能效果进行简要比照分析。
１ 水泵的负载特性
无论哪种调节方法，水泵都是做功元 件，节能必须符合水泵的负载特性。其负 载特性见图 １。由图 １ 可知：水泵是减转矩 负载，即：