不銹鋼臥式單級(jí)離心泵變頻節(jié)能原理

　　由于目前中央空調(diào)系統(tǒng)中的不銹鋼臥式單級(jí)離心泵均是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的，而且電動(dòng)機(jī)軸與泵軸之間往往是直接連接，因此泵的轉(zhuǎn)速與其拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也是一致的。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性，其丨轉(zhuǎn)速n與其電源頻率/之間存在如下關(guān)系：

　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)固定后，其p就是一個(gè)常數(shù)，s也可當(dāng)做常數(shù)，因此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與|其電源頻率/成正比關(guān)系。也就是說(shuō)改變電動(dòng)機(jī)的電源頻率，即可改變其轉(zhuǎn)速。這就是所|謂的變頻調(diào)速。

　　可見(jiàn)把變頻冷凍水泵組的效率因素當(dāng)做常數(shù)時(shí)，在允許的流量范圍內(nèi)，冷凍水泵的總能耗將隨流量的三次曲線規(guī)律變化，并與定壓差水頭值C、管路中各支路的流量分配及空調(diào)用戶所在位置有關(guān)。

　　還可發(fā)現(xiàn)，如果將空調(diào)冷凍水泵的總能耗進(jìn)行分解，則用于克服空調(diào)用戶端阻力的能耗(CQ)只與流量的一次方成正比；而用于克服冷凍水制備與輸送端的能耗隨流量的三次方規(guī)律變化。這說(shuō)明盡管在空調(diào)用戶端通過(guò)變流量也能節(jié)能，但并沒(méi)有冷凍水制備與輸送端的節(jié)能潛力大。因此，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中采用變頻泵的節(jié)能效果怎樣，很大程度上取決于冷凍水制備與輸送端的阻力及各層間供回水總管的阻力之和在總的管路阻力中所占比重的大小。該比重越大，則變頻節(jié)能量也越大；反之，節(jié)能量就小。如果管路中的S2很小，則變頻節(jié)能量就完全依賴于空調(diào)用戶端的變流量了。利用以上能耗計(jì)算式對(duì)某空調(diào)系統(tǒng)的模擬計(jì)算表明，當(dāng)設(shè)定的壓頭差控制值C=5m(對(duì)應(yīng)的Ap=49kPa)、負(fù)荷(冷凍水流量與滿負(fù)荷流量的百分比）分別為90%、80%、70%、60%、50%時(shí)，其結(jié)果與由相似定律所得結(jié)果之間的偏差分別對(duì)應(yīng)為5.05%、11.30%、19.08%、28.71%、40.50%,且C值越大，直接應(yīng)用相似定律的偏差也越大。因此，盡管空調(diào)冷凍水系統(tǒng)是所謂的閉式系統(tǒng)（即所謂靜揚(yáng)程為0的系統(tǒng)），由于有定壓差及管路特性曲線變化的影響，直接用泵的相似定律來(lái)分析空調(diào)冷凍水泵的變頻調(diào)速工況是不合適的，尤其是在調(diào)速范圍較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。模擬計(jì)算所得各部分能耗變化曲線。冷凍水泵組的總能耗對(duì)應(yīng)于式（3-18)中的#，等效管路能耗對(duì)應(yīng)式冷凍站內(nèi)冷凍水供、回水管路能耗對(duì)應(yīng)于S2f，定壓差能耗對(duì)應(yīng)于C(?。發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算條件下，等效管路能耗在總能耗中所占比重?。ㄅc建筑物的層數(shù)多少有關(guān)），也表明在全部用戶等效環(huán)路能耗中，定壓差能耗邙占了相當(dāng)大的比例，且這一比例隨負(fù)荷的減少而增大。當(dāng)空調(diào)負(fù)荷大于60%時(shí)冷凍站內(nèi)冷凍水供、回水管路能耗S2f開(kāi)始在總能耗中占主導(dǎo)地位；相反，隨著冷凍水流量或空調(diào)負(fù)荷的減小，能耗S2(?3迅速減小。雖然C0及火也隨流量的減小而減小。因此，當(dāng)系統(tǒng)中冷凍水的流量小于一定值，即空調(diào)負(fù)荷減小到一定程度水泵的主要能耗。這說(shuō)明在該系統(tǒng)中：

　　當(dāng)空調(diào)負(fù)荷處于設(shè)計(jì)負(fù)荷附近的區(qū)域時(shí)，冷凍站內(nèi)冷凍水供、回水管路能耗就成為決定冷凍水泵能耗大小的主要因素，而在低負(fù)荷區(qū)，由定壓差所產(chǎn)生的能耗則成為總能耗的決定因素。

　　在各項(xiàng)阻抗系數(shù)中所占的比重越大，采用水泵變頻的節(jié)能潛力就越大。

　　定壓差能耗由于只與流量的一次方成正比，它在設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)占總能耗的比例越小,則系統(tǒng)變負(fù)荷時(shí)泵的節(jié)能潛力越大。在進(jìn)行冷凍水泵的變頻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到這一特點(diǎn)，以在保證空調(diào)系統(tǒng)正常工作的前提下，盡可能增大冷凍水泵變頻的節(jié)能效果。