从图5可以看出,采用变频调节时,管网的阻力特性并没有发生改变,是通过调节转速来改变风机的性能曲线,当流量从Q1降低到Q2时,转速根据管网特性不断减小,系统工作点从A点沿着管网特性曲线移至C点,比较面积OpCCQ2O和OpBBQ2O可以看出,风机消耗的轴功率减小的幅度更大。
3 经济性分析
VAV系统工作的经济性主要受到3个因素的影响:(1) 风机本身的效率。当转速降低时,风机的效率会有所降低,当风机转速低于额定转速的40%时,效率将会明显降低;(2) 系统负荷的变化情况。送风量的变化会影响风机的运行效率;(3)运行控制。根据负荷的变化选择不同的运行控制方案,其经济性也不相同。 当采用恒速/变速电机结合风挡控制时,由于是采用调节管网阻力特性的方法来实现变风量,因此必须根据其对应转速下的Q-P曲线来计算消耗的功率。 当采用变频调速调节风量后,由于其改变了风机的性能,实际消耗功率可按下式计算:
式中 P——实际消耗的功率,kW Qi——不同负荷时的实际需要风量,m3/s QH——最大风量,m3/s PH——最大风量时电机消耗的功率,kW η——变频系统的效率 在下面的计算实例中,一台30kW的风机在一个工作季度(90天)中按表1所示的负荷变风量运行,其电能消耗如表1所示。
4 结论
(1)通过图1和图4可以看出,采用内置PID变频器控制电机比采用风挡控制器来控制风挡的开关度要精确得多,而且系统也比较简单,易于控制和管理。 (2)从表1计算出的结果可以得出以下结论:变频器控制电机的运行方式具有明显的优势,表现在:随着风量的减小,功率大幅度下降,当风量从100%降低到30%时,恒速电机消耗的功率下降了40%,变速电机消耗的功率则下降了73.3%,而变频调速电机消耗的功率下降了93.5%,其原因是功率的变化与转速的3次方成线性关系。 (3)当风量随负荷变化时,在本例中,变频调速仍然具有明显的优势,在同等条件下,电机消耗的电能节省了55.6%,而变速电机则节省39.6%。 (4)当风量小于30%时,效率会下降很多,风压也会下降很多,变频器不宜在此条件下工作。
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