- 屋頂風(fēng)機(jī)240cm屋頂風(fēng)機(jī)83cm
- 145cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)54寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 120cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)46寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 100cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)36寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 90cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)32寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 75cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)28寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 地溝風(fēng)機(jī)畜牧風(fēng)機(jī)
- 冷風(fēng)機(jī)/環(huán)保空調(diào)/移動冷風(fēng)機(jī)
- 塑料水簾/紙水簾
- 玻璃鋼風(fēng)機(jī)外框|風(fēng)機(jī)風(fēng)葉加工
負(fù)壓風(fēng)機(jī)外框置換通風(fēng)的應(yīng)用前景及其適用性分析變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)
摘要:
本文分析了空調(diào)工程節(jié)能和舒適性空調(diào)工程的意義,闡述了置換通風(fēng)的概念、基本原理、基本特征。提出了置換通風(fēng)新型末端裝置研究、開發(fā)的技術(shù)思路。對置換通風(fēng)的適用性問題,進(jìn)行了舉例分析。
關(guān) 鍵 詞:置換通風(fēng) 末端裝置 節(jié)能 空氣品質(zhì) 適用性
1 引言
隨著人類文明的進(jìn)步和科技的發(fā)展,人們對自己工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境的要求越來越高。而一個舒適的環(huán)境對于保證身心健康、提高生活品質(zhì)和勞動效率有著重要意義。為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的室內(nèi)氣候環(huán)境,電制冷空調(diào)工程已被廣泛采用。同時,人們對地球環(huán)境的關(guān)注越來越高,對環(huán)境保護(hù)的呼聲也日趨強(qiáng)烈,要求采用節(jié)能的、健康的、可持續(xù)發(fā)展的策略進(jìn)行空調(diào)設(shè)計(jì)。
1.1 中國能源現(xiàn)狀和空調(diào)工程節(jié)能
我國提出了長期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),即下世紀(jì)中葉趕上中等發(fā)達(dá)國家水平。社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必將伴隨著巨大的能源消費(fèi)需求。能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),也是公用事業(yè),更是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類社會的進(jìn)步與能源的發(fā)展密切相關(guān)。我國制定的二十一世紀(jì)議程和九五計(jì)劃及2010年遠(yuǎn)景規(guī)劃中把能源和環(huán)境保護(hù)列為最優(yōu)先的發(fā)展領(lǐng)域。
中國是一個擁有12億人口的發(fā)展中國家,是一個以煤炭為主要能源結(jié)構(gòu)的能源生產(chǎn)消費(fèi)大國。目前,煤炭提供76%的發(fā)電能源,到2020年煤電仍高達(dá)60%[1],煤電的使用導(dǎo)致SO2、NOX、CO2和煙塵大量排放,給環(huán)境保護(hù)造成了巨大壓力。我國大部分地區(qū)的絕大多數(shù)空調(diào)工程直接利用電能供冷,空調(diào)工程的節(jié)能,相當(dāng)于間接減少了SO2、NOX、CO2和煙塵的排放,對環(huán)保有利。
目前世界發(fā)達(dá)國家的民生耗能率高達(dá)總耗能量的1/3左右,其中絕大部分又消費(fèi)在建筑物上,各國為推動建筑節(jié)能的進(jìn)展,相繼制定和頒布了一系列的建筑節(jié)能法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)性文件。我國政府積極倡導(dǎo)和努力實(shí)施節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的政策,頒布了《中華人民共和國節(jié)約能源法》和一系列建筑節(jié)能規(guī)范。
建筑物的節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的工程工程,包括各種綜合性的技術(shù),包括建筑物本身和空調(diào)工程、設(shè)備的節(jié)能[2]。就空調(diào)工程而言,空調(diào)工程節(jié)能又與建筑節(jié)能有關(guān),包括建筑物的朝向和平面布置、維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能、窗戶的隔熱和建筑物遮陽等等?照{(diào)工程的節(jié)能也與運(yùn)行節(jié)能有關(guān),包括采用降低室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、減少新風(fēng)量的方法,采用天然冷源,過渡季節(jié)取室外新風(fēng)自然冷卻、冷卻塔供冷技術(shù),采用建筑設(shè)備控制自動化技術(shù),采用熱回收技術(shù),例如從通風(fēng)中回收熱量等等。
采用新的節(jié)能的空調(diào)方式,選用更節(jié)能的空調(diào)產(chǎn)品,也是空調(diào)工程節(jié)能的一項(xiàng)重要、有效的措施。在某些場合,置換通風(fēng)就是一種較好的節(jié)能的空調(diào)方式。
1.2
風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動的方式運(yùn)行,存在啟動電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命,而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時不能瞬間動作保護(hù)設(shè)備,時常出現(xiàn)泵損壞同時電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。
近年來,出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求,加之采用變頻調(diào)速器(簡稱變頻器)易操作、免維護(hù)、控制精度高,并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn);因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。
變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù));通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù),電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。
三、節(jié)能分析
通過流體力學(xué)的基本定律可知:風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其轉(zhuǎn)速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
以一臺水泵為例,它的出口壓頭為H0(出口壓頭即泵入口和管路出口的靜壓力差),額定轉(zhuǎn)速為n0,閥門全開時的管阻特性為r0,額定工況下與之對應(yīng)的壓力為H1,出口流量為Q1。流量-轉(zhuǎn)速-壓力關(guān)系曲線如下圖所示。
在現(xiàn)場控制中,通常采用水泵定速運(yùn)行出口閥門控制流量。當(dāng)流量從Q1減小50%至Q2時,閥門開度減小使管網(wǎng)阻力特性由r0變?yōu)閞1,工程工作點(diǎn)沿方向I由原來的A點(diǎn)移至B點(diǎn);受其節(jié)流作用壓力H1變?yōu)镠2。水泵軸功率實(shí)際值(kW)可由公式:P =Q·H/(η c·η b)×10-3得出。其中,P、Q 、H 、η c 、η b 分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、傳動裝置效率,直接傳動為1。假設(shè)總效率(η c·η b)為1,則水泵由A點(diǎn)移至B點(diǎn)工作時,電機(jī)節(jié)省的功耗為AQ1OH1和BQ2OH2的面積差。如果采用調(diào)速手段改變水泵的轉(zhuǎn)速n,當(dāng)流量從Q1減小50%至Q2時,那么管網(wǎng)阻力特性為同一曲線r0,工程工作點(diǎn)將沿方向II由原來的A點(diǎn)移至C點(diǎn),水泵的運(yùn)行也更趨合理。在閥門全開,只有管網(wǎng)阻力的情況下,工程滿足現(xiàn)場的流量要求,能耗勢必降低。此時,電機(jī)節(jié)省的功耗為AQ1OH1和CQ2OH3的面積差。比較采用閥門開度調(diào)節(jié)和水泵轉(zhuǎn)速控制,顯然使用水泵轉(zhuǎn)速控制更為有效合理,具有顯著的節(jié)能效果。
另外,從圖中還可以看出:閥門調(diào)節(jié)時將使工程壓力H升高,這將對管路和閥門的密封性能形成威脅和破壞;而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時,工程壓力H將隨泵轉(zhuǎn)速n的降低而降低,因此不會對工程產(chǎn)生不良影響。
從上面的比較不難得出:當(dāng)現(xiàn)場對水泵流量的需求從100%降至50%時,采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)將比原來的閥門調(diào)節(jié)節(jié)省BCH3H2所對應(yīng)的功率大小,節(jié)能率在75%以上。 與此相類似的,如果采用變頻調(diào)速技術(shù)改變泵類、風(fēng)機(jī)類設(shè)備轉(zhuǎn)速來控制現(xiàn)場壓力、溫度、水位等其它過程控制參量,同樣可以依據(jù)工程控制特性繪制出關(guān)系曲線得出上述的比較結(jié)果。亦即,采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法,要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟(jì),設(shè)備運(yùn)行工況也將得到明顯改善。
四、節(jié)能計(jì)算
對于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果,通常采用以下兩種方式進(jìn)行計(jì)算:
1、根據(jù)已知風(fēng)機(jī)、泵類在不同控制方式下的流量-負(fù)載關(guān)系曲線和現(xiàn)場運(yùn)行的負(fù)荷變化情況進(jìn)行計(jì)算。
以一臺IS150-125-400型離心泵為例,額定流量200.16m3/h,揚(yáng)程50m;配備Y225M-4型電動機(jī),額定功率45kW。泵在閥門調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時的流量-負(fù)載曲線如下圖示。根據(jù)運(yùn)行要求,水泵連續(xù)24小時運(yùn)行,其中每天11小時運(yùn)行在90%負(fù)荷,13小時運(yùn)行在50%負(fù)荷;全年運(yùn)行時間在300天。
則每年的節(jié)電量為:W1=45×11×(100%-69%)×300=46035kW·h
W2=45×13×(95%-20%)×300 =131625kW·h
W = W1+W2=46035+131625=177660kW·h
每度電按0.5元計(jì)算,則每年可節(jié)約電費(fèi)8.883萬元。
2、根據(jù)風(fēng)機(jī)、泵類平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載關(guān)系式:P / P0=(n / n0)3計(jì)算,式中為P0額定轉(zhuǎn)速n0時的功率;P為轉(zhuǎn)速n時的功率。
以一臺工業(yè)鍋爐使用的22 kW鼓風(fēng)機(jī)為例。運(yùn)行工況仍以 24小時連續(xù)運(yùn)行,其中每天11小時運(yùn)行在90%負(fù)荷(頻率按46Hz計(jì)算,擋板調(diào)節(jié)時電機(jī)功耗按98%計(jì)算),13小時運(yùn)行在50%負(fù)荷(頻率按20Hz計(jì)算,擋板調(diào)節(jié)時電機(jī)功耗按70%計(jì)算);全年運(yùn)行時間在300天為計(jì)算依據(jù)。
則變頻調(diào)速時每年的節(jié)電量為:W1=22×11×[1-(46/50)3]×300=16067kW·h
W2=22×13×[1-(20/50)3]×300=80309kW·h
Wb = W1+W2=16067+80309=96376 kW·h
擋板開度時的節(jié)電量為:W1=22×(1-98%)×11×300=1452kW·h
W2=22×(1-70%)×11×300=21780kW·h
Wd = W1+W2=1452+21780=23232 kW·h
相比較節(jié)電量為:W= Wb-Wd=96376-23232=73144 kW·h
每度電按0.5元計(jì)算,則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費(fèi)3.657萬元。 某工廠離心式水泵參數(shù)為:離心泵型號6SA-8,額定流量53. 5 L/s,揚(yáng)程50m;所配電機(jī)Y200L2-2型37 kW。對水泵進(jìn)行閥門節(jié)流控制和電機(jī)調(diào)速控制情況下的實(shí)測數(shù)據(jù)記錄如下:
流 量L/s 時 間(h) 消耗電網(wǎng)輸出的電能(kW·h)
閥門節(jié)流調(diào)節(jié) 電機(jī)變頻調(diào)速
47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8
40 8 30×8=240 21.16×8=169.3
30 4 27×4=108 13.88×4=55.5
20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7
合計(jì) 24 653.4 378.3
相比之下,在一天內(nèi)變頻調(diào)速可比閥門節(jié)流控制節(jié)省275.1 kW·h的電量,節(jié)電率達(dá)42.1%。
五、結(jié)束語
風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù),受到國家政府的普遍重視,《中華人民共和國節(jié)約能源法》第39條就把它列為通用技術(shù)加以推廣。實(shí)踐證明,變頻器用于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果,是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率,又滿足了生產(chǎn)工藝要求,并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用,還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯,設(shè)備一次性投資通?梢栽9個月到16個月的生產(chǎn)中全部收回。
負(fù)壓風(fēng)機(jī)外框
車間降溫
蕪湖負(fù)壓風(fēng)機(jī)
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