带变频器的无级调速系统经济性计算（下） / 开普饭

上接《带变频器的无级调速系统经济性计算（上）》。

2）带溢流阀和有/没有泵转速控制的节流装置

图7

图：Q-H曲线

额定流量、额定扬程和额定转速均标记为100%。泵的特性曲线是从额定转速开始以10%间距绘制的。系统特性曲线从Q-H图的原点开始，因为这是一个封闭的系统。它的路径是抛物线，应通过完全开放的用户装置的设计点（100 %）。如果通过用户装置的流量受到限制，则溢流阀打开并允许排放不需要的流量。这意味着泵几乎总是在满功率下工作。如果没有转速调节，泵特性曲线上可能出现的压力上升会受到溢流阀的限制 – 最大缺点是驱动能量的持续浪费。

图8

图：泵输入功率

在这里，设计点的泵输入功率设置为100 %。由溢流阀决定的泵相对较窄的工作范围、导致对定速泵的输入功率要求几乎恒定。对于变速泵，旁路可以保持关闭，只需保证泵的最小流量。

变速运行所需的泵输入功率的确定方法与纯节流相同。这意味着从受控运曲线与Q-H图中的泵特性曲线的交点向下画直线，直至它们与功率图中的相关功率曲线（以相同的转速）相交。通过连接这些点，就可以得到修正泵转速下的轴功率要求。省电是定速输入功率需求的水平特性与变速运行所需的轴功率曲线之间的差异。

图9

图：节省

这种节能可以再次显示在它自己的图表中。这清楚地表明，在带有溢流阀的系统中变速运行所带来的节能潜力明显高于纯节流的情况。

图10

3）有/没有泵转速控制的旁路装置

图11

图：Q-H曲线

额定流量、额定扬程和额定转速均标记为100%。泵的特性曲线是从额定转速开始以10%间距绘制的。系统特性曲线从Q-H图的原点开始，因为这是一个封闭的系统。它的路径是抛物线。泵的流量分为有用流量和旁通流量。两种流量的变化范围都在0~100%之间，加起来总共是100 %。这意味着系统特性曲线始终恒定，泵的工作点始终位于设计点。如果泵转速调整到系统要求，则在部分负荷运行时，工作点沿系统曲线向下移动。

图12

注：在该水力系统中，（差）压不能作为唯一的控制量。在这种情况下，例如根据温差来控制泵的运行。

图：泵输入功率

设计点的泵输入功率设置为100 %。如果没有转速调整（定速），则输入功率在整个流量范围内将保持恒定。

通过从受控运行曲线（此处与系统特性曲线相同）与不同转速下的泵曲线的交点向下画线，可得出有转速调节的泵输入功率。连接交点可获得变速运行的泵轴功率曲线。

图13

省电在额定功率和最小转速下的泵输入功率之间变化。

图：节省

在节省图中，可以清楚地看到定速和变速轴功率特性曲线之间的省电。在介绍的三个系统中，本系统可能的节能潜力最大。

图14

经济计算

比较：带/不带无级变速调节的节流装置

这是基于Q-H图（图15）、泵轴输入功率的功率图（图16）与节省相关图（图17）和负载曲线（图18）^1）。电费为0.1欧元/千瓦时。

图15

为方便起见，将年负荷持续时间曲线转换为矩形块。在每种情况下，均考虑超过1000个运行小时的平均流量。每个平均流量都可以从节省图中分配所节省的电力。在我们的示例中，大约50 %的流量是永久需要超过1000小时；相关的省电平均为38 %。将节省的电力与按比例的运行时间和电价相乘，得出相关时间段的节省，然后按比例加起来，即可得出节省约€232/年（基于消耗每kW额定功率计算）。