变频器的节能计算方法
-
现有一台
250KW
风机
,
现采用星
--
三角起动运行
,
工作电流太约在
360A
左右
,
如果改成变频器<
/p>
,
一
个
小
时
能
节
多
少
电
,
太
概
多
长
时
间
能
收
回
成
本
.
变频器节能计算方法
例如：当从
50Hz
降至
45Hz
得
公式：
P45/P50=45
（
3
次方）
/
50
（
3
次方）
P45=0.729P50
（
2
）当从
50H
z
降至
45Hz
得
已知：单台冷却器在工频耗电功率为
250KW/h
。
（
3
）∵P45=0.729P50=0.729×250=182.28
KW/h
（
4
）单台电机节能：
250-182.25=67.75 KW/h;
< br>为原耗电量节约为
67.75/250×100%=27.1%
< br>
（
5
）年节能：250kw×
24h×30d×12m×27.1%＝
585360KW
；按
1KW/h
电费
0.45
元计算年节约共计
585360×0.45＝
263
412
元。
2.
公式：
P45/P50=45
（
3
次方）
/50
（
< br>3
次方）
P45=0.729P50
我想知
道这个叫什么公式
,
这个公式怎么来的
?
公式：
P45/P50=45
（<
/p>
3
次方）
/50
（
3
次方）
这个公式是由风机工作特性决定的，由于风机是二次方负载，轴功率与转速的三次方成正比。
风机水泵类负载使用高压变频器节能计算
风机水泵工作特性
风机水泵特性：
H=H0-
（
H0-1
）＊
Q2
H
－扬程
Q
－流量
H0
－流量为
0
时的扬程
管网阻力：
R
＝
KQ2
R
－管网阻力
K
－管网阻尼系数
Q
－流量
注：上述变量均采用标么值，以额定值为基准，数值为
1
表示实际值等于额定值
风机水泵轴功
率
P
：
P=
KpQH/
η
b
P
－轴功率
Q
－流量；
H
－压力；
η
b
－风机水泵效率；
Kp
－计算常数；
流量、压力、功率与转速的关系：
Q1/Q2
=
n1/n2;
H1/H2
=
（
n1/n2
）
2;
P1/P2
=
（
n1/n2
）
3
■
变阀控制
变阀调节就是利用改变管道阀门的
开度，
来调节泵与风机的流量。
变阀调节时，
< br>泵或风机
的功率基本不变，
泵或风机的性能曲线不变，<
/p>
而管道阻力特性曲线发生变化，
泵或风机的性能曲线
与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。
■
变频控制
变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点，
变速调节中没有
附加阻力，
是比较理
想的一种调节方法。通过变频器改变电源的
工作频率，从而实现对交流
电机的无级调速。泵和风机采用变
速调节时，其效率几乎不变，流量随转速按一次方规律变化，
而
轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节，可以降低泵和风机的噪声，减轻磨损，
延
长使用寿
命。
■
节能计算示例
假设电动机的效率＝
98%
IPER
高压变频器的效率
=97%
（含变压器）
额定风量时的风机轴功力：
1000kW
风机特性：风量
Q
为
0
时，扬程
H
为
1.4p.u
（标么值，以额定值为基准）
；设曲
线特性为
H=1.4-0.4Q2
年运行时间为：
8000
小时
风机
的运行模式为：风量
100%
，年运行时间的
< br>20%
风量
70%
，年运行时间的
50%
风量<
/p>
50%
，年运行时间的
30%
变阀调节控制风量时
假设
P100
为
100%
风量的功耗，
P70
为
70%
风量的功耗，
P50
为
50%
风量的功耗
P100=1000/0.98
=
1020kW
P70=1000
x
0.7
x
（
1.4-0.4x0.72
）
/
0.98
=
860kW
P50=1000
x
0.5
x
（
1.4-0.4x0.52
）
/0.98
=
663kW
年耗电量为：
1020
x
8000
x
0.2
+
860
x
8000
x
0.5
+
663
x
800
0
x
0.3=6,663,200KWH
假设电费以
0.50
元
/kWh
计算，年耗电成本为
:
6663200
x
0.5=3,331,600
元
变频调节控制风量时
假设
P100
为
100%
风量的功耗，
P70
为
70%
风量的功耗，
P50
为
50%
风量的功耗
P100=1000/0.98
=
1020kW
P70=1000
x
0.7
x
（
1.4-0.4x0.72
）
/
0.98
=
860kW
P50=1000
x
0.5
x
（
1.4-0.4x0.52
）
/0.98
=
663kW
年耗电量为：
1020
x
8000
x
0.2
+
860
x
8000
x
0.5
+
663
x
800
0
x
0.3=6,663,200KWH
假设电费以
0.50
元
/kWh
计算，年耗电成本为
:
6663200
x
0.5=3,331,600
元
变频调节控制风量时
假设
P100
为
100%
风量的功耗，
P70
为
70%
风量的功耗，
P50
为
50%
风量的功耗
P100
=
1000
/
0.98
/0.97
=
1052kW
P70
=
1000
x
0.73
/
0.98
/
0.97
=
360kW
P50
=
1000
x
0.53
/
0.98
/
0.97
=
131kW
年耗电量为：
1052
x
8000
x
0.2
+
360
x
8000
x
0.5
+
131
x
800
0
x
0.3
=3,437,600KWH
假设电费以
0.5
元
/kWh
计算，年耗电成本为
3,437,600
x
0.5=1,718,800
元
1
年所节省的电费
3,331,600
–
1,718,800
=
1,612,800
元
节电率为
1,612,800/3,331,600
=
48.3%
变频器的节能计算方法
1
、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量－负载关系曲
线和现场运行的负荷变化情况
进行计算。
< br>以一台
IS150-125-400
型离心泵为例，
额定流
200.16m3/h
，
扬程
50m
；
配备
Y225M-4
型电动机，
额定功率
45kW
。泵在阀门调节和转速调节时的流量－负载曲线。根据运行要求
，水泵连续
24
小时
运行，其中每天<
/p>
11
小时运行在
90%
< br>负荷，
13
小时运行在
50%
负荷；全年运行时间在
300
天。则每年的节电量为：
W1=45
×
11
（
100%
－
69%
）×
300=46035kW
·
h
W2
=45
×
13
×（
95%
－
20%
）×
300 =131625kW
·
h
W = W1
＋
W2=46035
＋
131625=177660kW
·
h
每度电按
0.5
元计算，则每年可节约电费
8.883
万元。
2
、根据风机、泵类平方转矩负载关系式：
P / P0=
（
n / n0
）
3
计算，式中为
P0<
/p>
额定转速
n0
时的功率；
P
为转速
n
时的功率。
以一台工业锅炉使用的
22
kW
鼓风机为例。运行工况仍以
24
小时连续运行，其中每天
11
小时运行在
90%
负荷（频率按
46Hz
计算<
/p>
,
挡板调节时电机功耗按
98%
计算），
13
小时运行在
50%
负荷（频率按
20Hz
计算，
挡板调节时电机功耗按
70%
计算）；全年运
< br>行时间在
300
天为计算依据。则变频调速时每年的节电
量为：
W1=22
×
11
×
[1
－（
46/50
）
3]
×
300=16067kW
·
h
W2=22
×
13
×<
/p>
[1
－（
20/50
）
3]
×
300=80309kW
·
h
Wb = W1
＋
W2=16067
＋
80
309=96376 kW
·
h
挡板开度时的节电量为：
W1=2
2
×（
1
－
9
8%
）×
11
×
300=1452kW
·
h
W2
=22
×（
1
－
70%
）×
11
×
< br>300=21780kW
·
h
? Wd = W1
＋
W2=1452
＋
21780=23232
kW
·
h
相比较节电量为：
W= Wb
－
Wd=96376
－
23232=73144
kW
·
h
每度电按
0.5
元计算，则采用变频调速每年可节约电费
3.6
57
万元。
某工厂离心式水泵参数
为：
离心泵型号
6SA-8
，
额定流量
53.
5
L/s
，
扬程
50m
< br>；
所配电机
Y200L2-2
型
37 kW
。对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的
实测数据记录如下：
流
量
L/s
时
间（
h
）
<
/p>
消耗电网输出的电能（
kW
·
h
）
阀门节流调节
电机变频调速
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
合计
24 653.4 378.3
相比之下，在一天内变频调速可比阀门节流控制节省
275.1
kW
·
h
的电量，节电率达
42.1%
。
内蒙古恒压供水节电改造方案
一．
节能原理
根据流体力学理论，电机轴
功率
P
和风量
Q
、压力
H
之间的关系为：
P=K*H*Q/
η
其中
K
为常数；
η
为效率。
它们与转速
N
之间的关系为：
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=
（
N1/N2
）
2
P1/P2=
（
N1/N2
）
3
图中
曲线
1
为风机在恒速下压力
,H
和流量
Q
的特性曲线，
曲线
2
是管网风阻特性
（阀门开度为
100%
）
。
假设风机在设计时工作在
A
点的效率最高，输出风量
Q1
为
100%
，此时的
轴功率
P1=Q1*H1
与面积
AH1
0Q1
成正比。根据工艺要求，当风量需从
Q1
减少到
Q
（例如
70%
）时，如采用调节阀门的方法
相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性
变到为曲线
3
，系统由原来的工况
A<
/p>
点变到新的工况
B
点
运行，由图中可以看出，风压反而增加了，轴功率
P2
与面
积
BH20Q2
成正比，减少不多。
如果采
用变频调速控制方式，将风机转速由
N1
降到
N2
，根据风机的比例定
律，可以画出在转速
N2
下压
力
H
和流量
Q
特性如曲
线
4
所示，
可见在满足同样风量
Q2
的情况下，
风压
H3
将大幅度降低，
功率
P3
（相等于面积
CH30Q2
）也随着显著减少，
节省的功率△
P=
△
HQ2
与面积
BH2H3C
成正比，节能的
效果是十分明显的。
由流体力学可知，
风量
Q
与转速的一次方成正比，
< br>风压
H
与转速的平方成正比，
轴
功率
P
与转速的
立方成正比，当风量减
少，风机转速下降时，起功率下降很多。
例如风量下降到
80%
，转速也下降到
80%
时，则轴功率下降到额定功率的
51%
；如风量下降
到
50%
，
功率
P
可下降到额定功率的
13%
，当然
由于实际工况的影响，节能的实际值不会有这么明显，即使
这样，节能的效果也是十分明
显的。
因此在有风机、
水泵的机械设
备中，
采用变频调速的方式来调节风量和流量，
在节能上是一个
最有
效的方法。
二、工作原理
Invt
节能控制器采用最新电脑控制技术，利用压力传感器信号及有关电气控制信号，根据供水管
道的压力值控制水泵电机转速，将压力维持在所需的压力值上，将平时不必消耗的能量节省下来，< /p>
从而达到节电的目的。
2
、基本工作原理框图：
3
、
Invt
节能控制器特点：
l
保留原有控制程序不变，安装简便。采用市电
/
节能控制方式，以备故障时不影响生产。