水泵风机节能计算.
节能原理及节能计算
节能原理及计算方法一、节能原理风机和水泵，前者工作介质为液体，均属于流体机械设备。
下面以风机为例说明它们的工作特性。
特别是离心式风机及水泵，工作特性基本相同。
以下就以风机为例说明他们的调速工作原理。
风机的工作特性图如下：风机的工作特性图由上图可以看出，风机工作的位置，即风机的风量是由风机特性曲线（风压特性）和管网特性曲线（风阻特性）决定的，无论是改变风机的特性曲线，或者是改变管网特性曲线，都可以达到改变风量的目的。
图中：风机特性曲线 HA =kQ12K——风机特性系数；管网特性曲线 HA =Hc-λQ12λ——管网特性系数。
（一）工频工作方式工频工作方式是指泵的特性曲线保持不变，而改变管网特性曲线。
通常采取的方式是保持风机的特性曲线不变，即不改变风机的转速，而用调节挡板改变出风口的大小，达到改变风量的目的。
如下图所示：工频工作方式时风机的工作特性图从图中可以看出，风机工作在A点时，风量为Q1，风压为H1。
保持风机的转速不变，用挡板将风量调节为Q2时，风压将上升到H2，风机工作点变为B点。
由于挡板的节流作用，风道的阻力曲线变为OB。
风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
虽然Q2<Q1，但H3>H1，所以PA与为PB的值变化不大，说明采用工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小有限。
（二）变频工作方式变频工作方式是指管网特性曲线保持不变，而改变风机的特性曲线。
通常采取的方式是保持管网特性曲线不变，即不改变风机出口的大小，而改变风机的特性曲线，即改变风机的转速，达到改变风量的目的。
如下图所示：风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
Q 2<Q1，而且 H2>H1，所以PA与为PB的值变化较大，说明采用变工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小很大，节能效果显著。
风机和泵类产品的节能减排
当地居民生存的一大挑战。
开发SQ Flex可再生能源供水系统。
格兰富绿色能源供水系统（SQFlex以利于安装和使用。
源达到的几乎零运行费用，以及南非的Mafeteng和Durban地区，格兰富的SQ改善。
在定名为SQ 获得A级能效标识的Alpha2热水循环泵格兰富公司的热水循环泵的产量一直为世界第其平均能源【摘 要】为风机和泵类设备的节能减排提供了依据。
【关键词】风机 泵 节能 方法 应用潜力风机与泵是应用广泛的流体机械，全国约有3 2002年国家经贸委节能信息传播中心对鞍钢第三图5 SQFlex可再生能源供水系统使管网阻力曲线由R 1变为R 2，交（H —Q ）n 1曲线于B 点，流量和扬程分别为Q 2和H 2，泵的效率变为ηB 。
如采用调速调节转速由n 1降为 n 2，此时泵的性能曲线变为（H —Q ）n 2，C 点为新的运行工况点，流量和扬程分别为Q 2、H 3，此时泵的效率曲线为ηn2，而泵的额定效率不变，即ηC =ηA ，不是ηB 。
锅炉给水泵调速节能原理如图3。
图3 锅炉给水泵调速节能原理图从图3可得出相对节能量，由于水泵功率P =C ·H ·Q 则为获得流量Q 2，节流调节耗功P 2=C ·H 2·Q 2≈□B H 2O Q 2。
调速调节耗功P 3=C ·H 3·Q 2≈□B H 3O Q 2。
A 则调速对节流调节节能P J = P 2－P 3≈□B H 2O Q 2－□B H 3O Q 2=（H 2－H 3）Q 2=ΔH ·Q 2即节省功率与扬程之差成正比。
按图3定出各点参数关系，即可计算出调速调节对节流调节的节能量。
假定额定工况点A 的流量Q 1与扬程H 1均为100%，Q 2=0.5 Q 1，H 2= 1.2H 1，ηC =ηA ，ηB =0.8ηA ，由于Q ∝n ，H ∝n 2，故n 2=0.5 n 1，H 3= 0.25H 1。
风机水泵轴功率与配置电机功率
一二风机水泵轴功率与配置电机功率简介电机功率、效率计算简介 电机额定功率即电动机的轴输出功率，也是负载计算时所采用的数据。
当一台三相交流电机的输入额定电压为380V，输入额定电流为le时： 电机额定功率：Pe=1.732*380*Ie*额定功率因数*电动机效率； 电动机额定电流：Ie=Pe/（1.732*380*额定功率因数*电动机效率）； 电动机的输入功率：P1=Pe/电动机效率。
P1在负载计算中作用不大，一般不再进行换算。
例如一台小型电机的铭牌数据：额定功率250W，额定电压380V，额定电流0.85A，功率因数0.68。
如果不算效率时，额定电流=250/(1.732*380*0.68)=0.56A，跟0.85A不符； 如果算效率，额定电流=0.85=250/（1.732*380*0.68*效率）； 由上式计算效率为：电动机效率=250/(1.732*380*0.68*0.85)=0.66。
水泵所需功率与电动机额定功率的计算 假设水泵的扬程为H（m），流量为Q（L/s），那么很容易推算其实际需要的有效功率P3为：P3=H*Q*g（g=9.8，常数）（W） 因为水泵本身也存在效率，因此需要提供给水泵的实际功率：P2=P3/水泵效率 P2算出来往往跟电机的额定功率不会正好相等，因此就选择一个大于P2（接近于）的电机功率Pe。
比如P3=10KW，水泵效率为0.7，电机效率为0.9，那么P2=P3/0.7=14.3kw，可选择Pe=15KW的配套电机，电机的实际输入功率P1=15/0.9=16.7kw。
泵轴功率是原动机（拖动电机）传给泵的功率，在实际工作时其工况点会变化，另电机输出功率因功率因数关系也会有变化。
因此，原动机传给泵的功率应有一定余量，经验作法是电机配备功率大于泵轴功率。
轴功率余量见下表，并根据国家标准Y系列电机功率规格选配。
轴功率余量 根据API 610标准电动机的额定功率，至少应等于下面给出的额定条件下泵功率的百分数。
风机泵类变频节能的工作原理
风机泵类变频节能的工作原理变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵的效率肯定，当要求调整流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，铺张严峻，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S －视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，一般水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COS Ф≈1，从而削减了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（４-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严峻的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震惊时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开头，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。
节约了设备的维护费用。
变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵的效率肯定，当要求调整流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
风机泵功率与空气密度计算
风机水泵轴功率的计算方式1风机轴功率的计算由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P 表示，单位为kW 。
fr f r pQ g p Q P ηηηη1021000⨯=⨯⨯=式中：Q---风机风量 （m 3/s ，Nm 3/s ）； p---风机全压 (kg/m 2)； f η－风机效率；“1/102” = g/1000----由s 变换为kW 的单位变换系数。
r η－传动装置效率；（由于气体的体积受温度和压力的阻碍专门大，因此风量分为体积流量（m 3/s ）和质量流量（Nm 3/s ），即所谓的“标准方”：指的是气体在摄氏0o C 和标准大气压时的流量（体积）；这时的空气密度为 kg/m 3，当温度为摄氏80O C ，压力为1大气压时空气密度可取为1 kg/m 3，实际应通过理想气体状态方程进行温度和压力折算。
用实测的风压“p ”计算轴功率时，因为风压中已经包括了密度数据，因此没必要考虑空气密度的转变。
） 说明（1）假设风量的单位用“m 3/h ”， 风压的单位用“kg/m 2”的话，那么还要除以3600：fr gp Q P ηη000,600,3⨯⨯=（2） 假设风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“MPa ”的话，那么：fr f r pQ p Q P ηηηη⨯⋅=⋅⨯⨯=100010001000000（3）假设风量的单位用“m 3/h ”，风压的单位用“MPa ”的话，那么还要除以3600：fr f r pQ p Q P ηηηη6.336001000⨯=⨯⨯=（4）假设风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“kPa ”的话，那么:fr f r pQ p Q P ηηηη⨯=⨯⨯=10001000 （5）电动机容量选择： dd PP η=d η－电动机效率2水泵轴功率的计算由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率，用P 表示，单位为kW ：br b r HQ gH Q P ηηρηηρ1021000==式中：Q---水泵风量 （m 3/s ）；H---水泵扬程 (m, gH p ρ=,)； ρ---工质密度 （kg/m 3）r η－传动装置效率；f η－水泵效率； d η－电动机效率。
(4)水泵和风机的功率计算及风量、风压的附加系数
①通风机(水泵)的机械效率(传动效率)：ηm=N/N m②通风机的(全压)效率或水泵的效率：η=N y/N=P·Q/N（风机）η=N y/N=γ·H·Q/N（水泵）③通风机(水泵)的电机功率：N m =K×N/ηm= K×N y/(η·ηm)= K×P·Q/(η·ηm) （风机）N m =K×N/ηm= K×N y/(η·ηm)= K×γ·H·Q/ (η·ηm)（水泵）④通风机或水泵的有效功率（轴出功率）：N y= P·Q=γ·H·Q（W）⑤通风机或水泵的轴功率（轴入功率）：N （W）⑥注意：以上公式中，通风机风量Q的单位为m3/h，电机容量安全系数K=1.15～1.55.7.2选择通风机时，应按下列因素确定：1、采用定转速通风机时，通风机的压力附加：10%～15%；通风机的风量附加：5%～10%；2、采用变频通风机时，通风机的压力应以系统计算的总压力损失作为额定风压，但风机电动机的功率应在计算值上再附加：15%～20%；3、除尘系统，风量附加：10%～15%（正压除尘器系统不计除尘器的漏风量）；风压附加：10%；4、排烟系统，风量附加：10%～20%；风压全压应满足最不利环路要求；5、风机的选用设计工况效率，不应低于风机最高效率的：90%；5.8.2风管漏风量应根据管道长短及其气密程度，按系统风量百分率计算。
一般送风系统漏风率宜采用：5%～10%；一般排风系统漏风率宜采用：5%～10%；除尘系统漏风率宜采用：10%～15%；5.8.3通风、除尘、空气调节系统各环路的压力损失应进行压力平衡计算。
各并联环路压力损失的相对差额，不宜超过下列数值：一般送风系统各并联环路压力损失相对差额，不宜超过15%；一般排风系统各并联环路压力损失相对差额，不宜超过15%；除尘系统各并联环路压力损失相对差额，不宜超过10%；。
水泵风机节能计算
水泵风机节能计算节能是指在保持原有功能和服务质量不变的情况下，尽量减少能源的消耗。
水泵和风机是工业生产中常见的能耗设备，如何进行节能计算对于提高能源利用效率具有重要意义。
以下是关于水泵和风机节能计算的介绍。
一、水泵节能计算水泵是将电能转化为机械能，将液体从一处输送到另一处的设备。
水泵的节能计算主要涉及其效率和运行参数的分析。
1.水泵效率的计算水泵的效率是指其输出功率与输入功率之间的比值，通常用百分数表示。
计算水泵的效率需要知道以下几个参数：-水泵的流量（Q）：指单位时间内通过水泵的液体体积；-扬程（H）：指液体从进口到出口的高度差；-功率（P）：指水泵的输入功率。
水泵的效率（η）可以通过以下公式计算：η = P_out / P_in × 100%其中，P_out 是水泵的输出功率，即流量和扬程的乘积，可以通过以下公式计算：P_out = ρ × g × Q × H其中，ρ是液体的密度，g是重力加速度。
2.水泵的工作点计算水泵的工作点是指水泵在不同流量和扬程条件下的运行参数。
根据工作点的变化来调整水泵的运行状态，可以达到节能的目的。
水泵的工作点需要通过水泵的流量-扬程特性曲线来确定。
首先测量水泵在不同工况下的流量和扬程，然后将数据绘制在流量-扬程坐标系上，得到水泵的特性曲线。
根据实际工况来选择合适的工作点，以使水泵的效率最大化。
3.水泵的变频调速节能计算变频调速是一种调节水泵流量的常见方式。
它通过调节电机的转速来改变水泵的流量。
变频调速的节能原理是降低水泵的流量和扬程来减少水泵的功率消耗。
水泵的变频调速节能计算可以通过以下步骤进行：- 计算水泵在满负荷（额定流量和扬程）状态下的功率消耗（P_fullload）；- 计算水泵在变频调速状态下的功率消耗（P_variable）；- 计算变频调速的节能率（η_variable）：η_variable = (P_fullload - P_variable) / P_fullload × 100%风机是将电能转化为风能的设备，通常用于通风、排气和供氧等工作场所。
风机泵功率与空气密度计算
风机水泵轴功率的计算方法1风机轴功率的计算由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P 表示，单位为kW 。
fr f r pQ g p Q P ηηηη1021000⨯=⨯⨯=式中：Q---风机风量 （m 3/s ，Nm 3/s ）； p---风机全压 (kg/m 2)； f η－风机效率；“1/102” = g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。
r η－传动装置效率；（由于气体的体积受温度和压力的影响很大，所以风量分为体积流量（m 3/s ）和质量流量（Nm 3/s ），即所谓的“标准方”：指的是气体在摄氏0o C 和标准大气压时的流量（体积）；这时的空气密度为1.293 kg/m 3，当温度为摄氏80O C ，压力为1大气压时空气密度可取为1 kg/m 3，实际应通过理想气体状态方程进行温度和压力折算。
用实测的风压“p ”计算轴功率时，因为风压中已经包含了密度数据，所以不必考虑空气密度的变化。
） 说明（1）若风量的单位用“m 3/h ”， 风压的单位用“kg/m 2”的话，则还要除以3600：fr gp Q P ηη000,600,3⨯⨯=（2） 若风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“MPa ”的话，则：fr f r pQ p Q P ηηηη⨯⋅=⋅⨯⨯=100010001000000（3）若风量的单位用“m 3/h ”，风压的单位用“MPa ”的话，则还要除以3600：fr f r pQ p Q P ηηηη6.336001000⨯=⨯⨯=（4）若风量的单位用“m 3/s ”，风压的单位用“kPa ”的话，则:fr f r pQ p Q P ηηηη⨯=⨯⨯=10001000（5）电动机容量选择： dd PP η=d η－电动机效率2水泵轴功率的计算由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率，用P 表示，单位为kW ：br b r HQ gH Q P ηηρηηρ1021000==式中：Q---水泵风量 （m 3/s ）； H---水泵扬程 (m, gH p ρ=,)；ρ---工质密度 （kg/m 3）r η－传动装置效率；f η－水泵效率； d η－电动机效率。
水泵的功率、流量、扬程间的关系
102是单位整理常数。
流量单位：升/秒；扬程单位：米；密度单位：千克/升；重力加速度：9.81米/（秒×秒）；功率单位：千瓦。
功率=流量×扬程×密度×重力加速度=（升/秒）（米）（千克/升）（9.81米/（秒×秒））=9.81牛顿×米/秒=9.81瓦；功率（千瓦）=（立方米/1000秒）（米）（吨/立方米）（9.81米/（秒×秒））=9.81/1000千瓦=千瓦/102 如果流量单位：立方米/小时，则功率（千瓦）=（立方米/3600秒）（米）（吨/立方米）（9.81米/（秒×秒））=9.81/3600千瓦=千瓦/3671. 流量水泵的流量又称为输水量，它是指水泵在单位时间内输送水的数量。
以符号Q来表示，其单位为升/秒、立方米/秒、立方米/小时。
2. 扬程水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度，通常以符号H来表示，其单位为米。
离心泵的扬程以叶轮中心线为基准，分由两部分组成。
从水泵叶轮中心线至水源水面的垂直高度，即水泵能把水吸上来的高度，叫做吸水扬程，简称吸程；从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度，即水泵能把水压上去的高度，叫做压水扬程，简称压程。
即水泵扬程= 吸水扬程+ 压水扬程应当指出，铭牌上标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程。
在选用水泵时，注意不可忽略。
否则，将会抽不上水来。
3. 功率在单位时间内，机器所做功的大小叫做功率。
通常用符号N来表示。
常用的单位有：公斤·米/秒、千瓦、马力。
通常电动机的功率单位用千瓦表示；柴油机或汽油机的功率单位用马力表示。
动力机传给水泵轴的功率，称为轴功率，可以理解为水泵的输入功率，通常讲水泵功率就是指轴功率。
由于轴承和填料的摩擦阻力；叶轮旋转时与水的摩擦；泵内水流的漩涡、间隙回流、进出、口冲击等原因。
必然消耗了一部分功率，所以水泵不可能将动力机输入的功率完全变为有效功率，其中定有功率损失，也就是说，水泵的有效功率与泵内损失功率之和为水泵的轴功率。
风机水泵压缩机变频调速控制节能与应用(含工频节流功率计算公式)
风机水泵负载变频调速节能原理相似定律：两台风机或水泵流动相似，在任一对应点上的统计和尺寸成比例，比值成相等，各对应角、叶片数相等，排挤系数、各种效率相等。
流量按照相似定律，由连续运动方程流量公式：φπηη⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=d D A vm vm vv v q流速公式： 60π⨯⨯=n D v m 式中：q v——体积流量，s m3；ηv——容积效率，实际容积效率约为0.95；A ——有效断面积（与轴面速度vm垂直的断面积），m²；D ——叶轮直径，m ； n ——叶片转速，r/mi n ； b ——叶片宽度，m ；vm——圆周速度，m/s ；φ——排挤系数，表示叶片厚度使有效面积减少的程度，约为0.75～0.95；按照电机学的基本原理，交流异步电动机转速公式： p f s n ⨯⨯-=60)1( 式中： s ——滑差； P ——电机极对数； f ——电机运行频率。
流量、转速和频率关系式：f n q v∞∞⇒ 可见流量和转速的一次方成正比，和频率的一次方成正比。
扬程按照流体力学定律，扬程公式：²21v m H ⨯⨯=ρ 扬程、转速和频率关系式：可见扬程和转速的二次方成正比，和频率的二次方成正比。
式中：H ——水泵或风机的扬程，m ；功率风机水泵的有效功率：每秒钟流体经风机水泵获得的能量。
水泵：H g q Pve⨯⨯⨯=ρ或 风机：P q P ve⨯=可见有效功率和转速的三次方成正比，和频率的三次方成正比。
式中：Pe——有功功率，w ；ρ——流体质量密度，m Kg3；P ——压力，Pa ；电量风机水泵效率：有效功率和轴功率之比。
ηp轴功率：电动机输出给风机水泵的功率。
轴功率（电动机的输出功率）公式： ηρpvshHg q P⨯⨯⨯=⇒水泵ηpvshPq P⨯=⇒风机电动机和风机水泵的传动效率： ηc电动机效率：ηm电量（电动机的输入功率）公式：ηηmcshgP P ⨯=ηηηρpmcvgHg q P⨯⨯⨯⨯⨯=⇒水泵ηηηρpm c gPP⨯⨯⨯=⇒风机节能工频状态下的耗电量计算Pd ：电动机功率 ； ηd ：电动机效率 ； U ：电动机输入电压 ； I ：电动机实际运行电流 ；cos φ：功率因子。
变频调速的计算
一、变频调速与节流调节的计算流量q v 与转速成正比，即q v2/q v1=n 2/n 1；扬程H 与转速的平方成正比，即H 1/H 2=（n 2/n 1）2；功率与转速的立方成正比功率。
如（1）式所述。
31231212)()(v v v q q n n p p q P ===存在的关系与流量泵与风机的功率 （1）根据v q 、H 值可以计算泵与风机的功率，即：ηρ102H q P V =（2）式中P ─功率，kW ；v q ─流量，m 3/s ；H ─扬程，m ；ρ─密度，kg/m 3；η─使用工况效率%； 泵与风机的变频节能计算(1) 变频调速调节与节流调节对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节，增加了管路的阻尼，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大，如果对风机、泵类设备进行调速控制，不需要再用阀门、挡板进行节流调节，将阀门、挡板开到最大，管路阻尼最小，能耗也大为减少。
节能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即对风机、泵类、采用挡板调节流量对应电机输入功率P L 与流量q v 的关系：)(])(55.045.0[2kW p q q P e veV L += （3） 式中 P L ─额定流量时电机输入功率，kW ；q ve ─额定流量，m 3/s ；若流量的调节范围（0.5～1）q ve ,由上面的公式及下面的公式可得电机调速调节流量相比节流调节流量所要节约的节电率（Ki ）为：])(55.045.0[)(1/)(233vev b vev Lb vev e L Lq q q q P q q P P p p Ki +-=-=∆=ηη （4）式中Ki ─节电率；ηb ─调速机构效率。
从上式分析，节流调速时由于q v /q ve <1，平方后更小于1，乘以0.55再加上0.45仍小于1，却节流后电机的负载变小了，消耗的功率也比额定功率小。
当挡板或阀门全关时，泵与风景空载运行，消耗的功率最少，等于0.45Pc 。
风机水泵变频节能计算
风机水泵变频节能分析一：原理由流体传输设备水泵和风机的工作原理可知：水泵和风机的流量与其转速成正比；水泵和风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵和风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵和风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源|稳压器频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵和风机的转速，那么其功率可以下降得更多。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=（45/50）3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=（40/50）3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。
水泵和风机消耗功率与转速的三次方成正比。
即N=Kn3 N：为水泵和风机消耗功率；n：为水泵和风机运行时的转速；K为比例系数。
而水泵和风机设计是按工频运行时设计的，但除高速外，大部分时间流量较小，由于采用了变频技术及微机技术有微机控制，因此可以使水泵和风机运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。
实践证明，使用变频设备可使水泵和风机运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。
因水泵和风机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率（轴功率），转矩（压力），转速满足以下关系（相似定理）：P电=P轴=QHQ’/Q=N’/N 则Q’=QN’/NP’/P=（N’/N）3 则P’=P（N’/N）3异步电机的转速公式 n=60f（1-s）/p式中：N、Q、H、P——水泵和风机的额定转速，流量，轴功率N’、Q’、H’、P’——调速后水泵和风机的额定转速，流量，轴功率在一定范围满足生产要求的前提下，可以通过改变转速来灵活的调节风压和流量，并且不改变工作周期。
这种特性表明，调节水泵和风机转速，改变电动机出力，使之始终满足工艺要求。
综上所述：利用变频技术改变电机转速来调节流量和速度的变化用来取代传统工频电路的控制，能取得明显的节能效果二：风机水泵变频特点再因风机采用工频起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，在大的电流冲击下，，会影响电网的稳定及其它设备的运行安全用电，也使接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击，容易对机械散件、轴承、阀门、等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。
泵与风机扬程(压力)、流量来估算电功率系
水泵流量与扬程的计算公式一、水泵流量计算公式：水泵流量计算公式是什么?在水泵使用过程中，常常需要计算水泵流量，但是不少人对水泵流量计算公式都不甚了解。
下面，连渠泵业技术部以潜水泵、齿轮泵为例，来为大家详细介绍水泵流量计算公式。
单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：立方米/小时(m3/h),升/秒(l/s), L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/minG=Qρ G为重量ρ为液体比重。
水泵的轴功率(kw)=送水量(升/秒)×扬程(米)/102×效率=流量×扬程×密度×重力加速度。
102是单位整理常数。
水泵有效功率/水泵轴功率=泵的效率(一般50%--90%、大泵较高)电机效率按80%，泵效率按均值75%，则泵连带电机的实际效率是80%*75%=60%，则电功率P=Q*H*9.8/3600/60%*1.1冷水泵功率估算流量*扬程*10/3600/0.6*1.1=kw风机功率风量*全压/3600/1000/0.6*1.1=kw全压除湿机机组消耗1000-1200Pa 机外余压700-900Pa除湿机为三级表冷一级转轮或俩级表冷俩级转轮外加初中效单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。
泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。
扬程用H表示，单位为米(m)。
泵的效率指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
潜水泵流量计算公式：60HZ流量×0.83=50HZ流量60HZ扬程×0.69=50HZ扬程60HZ功率÷1.728=50HZ电机功率电机输出功率=Q(流量)×H(扬程)/367.2/效率×1.15电机输出功率=轴功率×1.15泵效率=Q×H×0.00272/电机功率Q表示流量;H表示扬程;0.83/ 0.69/ 1.728/ 367.2/ 1.15/ 0.00272 等均为系数齿轮油泵流量计算公式为：Q=2qZnηv式中Z——齿数;n——转数，转/分;ηv——容积效率，对一般的齿轮油泵，其值可取为0.70~0.90;q——两齿之间坑的容积，立方米。
风机水泵功率计算公式
风机水泵功率计算公式轴功率是指由原动机或传动装置传到风机或者水泵轴上的功率，本文列举风机和水泵的轴功率计算公式，供大家参考学习。
一．风机轴功率计算公式由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P表示，单位为kW。
式中：Q---风机风量（m3/s，Nm3/s）；p---风机全压 (kg/m2)；ηf－风机效率；“1/102”= g/1000----由kg.m/s 变换为kW的单位变换系数；ηr－传动装置效率；1、若风量的单位用“m3/h”，风压的单位用“kg/m2”的话，则还要除以3600：2、若风量的单位用“m3/s”，风压的单位用“MPa”的话，则：3、若风量的单位用“m3/h”，风压的单位用“MPa”的话，则还要除以3600：4、若风量的单位用“m3/s”，风压的单位用“kPa”的话，则:二、水泵轴功率计算公式由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率，用P表示，单位为kW：式中：Q---水泵风量（m3/s）；H---水泵扬程 (m,P=ρgH ,)；ρ---工质密度（kg/m3）ηr－传动装置效率；ηb－水泵效率；式中：“1/102”＝g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。
因为水的密度为1000 kg/m3，所以水泵轴功率的计算公式可以简化为：若流量的单位用“m3/h”，扬程的单位用“m”的话，则还要除以3600：三、轴功率的测量轴功率的测量一直采用扭矩传感器的方式进行，利用扭矩传感器测量电机的转速和扭矩，然后根据公式可以计算出轴功率。
轴功率的计算公式为：P=T*n/9550；式中：P功率，千瓦，kw；T扭矩，牛米，Nm；n 转速，每分钟转数，r/min。
9550是常数。
这是传统的测量轴功率的方式，由于采用扭矩仪需要专用的联接工装，电机不同或扭矩仪不同都可能导致需要重新制作联接工装，所以安装要求很高，安装不当也会导致测量精度降低甚至会损坏轴承，使用非常不方便。
风机、水泵节能分析
供水系统中风机、水泵节能分析《科技与生活》作者：林峰在供水系统中,风机、泵类设备应用范围十分广泛,其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护费用占到生产成本的20%～30%,是一笔不小的生产费用开支。
随着经济改革的不断深入,特别是我国电能的紧张局势日益加剧,节能降耗业已成为企业降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。
1风机、水泵的能量损耗1.1机械损耗机械损耗即指泵或风机在运转时,轴与轴封、轴与轴承以及叶轮盘面与流体摩擦所消耗的功率损失。
轴承及轴封装置机械摩擦引起的损失,约占输入轴功率的1%～3%,叶轮盘面与流体的摩擦损失在压力高、流量小的低比转数离心泵中比较突出,有时甚至高达有效功率的30%。
1.2容积损耗泵和风机运行时,其内部和各级之间压力是不相等的,而由于结构上的需要,转动部件与静止部件之间又必须留有间隙,为平衡轴向推力,以及动静部件之间存在间隙,就有部分流体要从高压区回流到低压区,而在机内循环流动及向外泄漏消耗了能量。
这种因回流及泄漏所造成的损失,就称为容积损失。
尽量减小密封间隙,改进密封结构形式,严格坚持检修质量标准,均有助于减少此项损失。
1.3流动损耗流动损耗即流体流经泵或风机产生的沿程阻力、局部阻力及撞击损失之和。
这项损失与通流部件的几何形状、表面粗糙度、流体的粘滞性及泵或风机的运行工况有关。
1.4水泵的汽蚀现象及其对性能影响汽蚀对离心泵的运行将造成扬程、流量、效率显著下降,严重时甚至使泵吸不上水而无法工作。
同时,由于气泡溃灭形成的高频水锤,还将使泵产生振动和噪音,甚至造成过流部件损坏,使泵的寿命缩短。
为了防止汽蚀现象的产生,在离心泵安装使用时,必须严格按照铭牌规定的“允许吸上真空高度”值进行安装;对于输送饱和流体的离心泵,其吸入安装高度必须为负值,即泵应安装在吸入液面以下,以使其有足够的“倒灌高度”。
其次,尽量减小吸入管的阻力,吸入管少用弯头和阀门。
在运行上,多台泵并列运行时,要合理分配负荷,以减少偏离设计流量时所产生的撞击,提高泵的抗汽蚀性能。
风机、泵类节能改造方案
风机、泵类节能改造方案一、风机、泵类节能概述对于离心式风机、水泵的变频调速改造同样有巨大的节能潜力。
通过沸腾式锅炉高压离心式风机应用变频调速的方法调节风量，证明其节能效果在30～50％，水泵的变频改造节能效果高达70％。
离心式风机、泵类设备的流量与转速成正比Q∝N，压力与转速平方成正比H∝N2，功率与转速的立方成正比P∝N3（Q：表示流量； N：表示转速；H：表示压力；P：表示功率）由上图（左）可知，改变转速其流量线性变化的功耗则是立方关系变化，因此在调节风量或流量时如降低20％的风量或流量，功耗则会下降50％。
但是必须注意，转速与压力是平方关系，当转速下降20％压力则会下降64％，因此必须要注意工艺要求压力范围不能像罗茨风机那样，不用考虑转速与风压的关系。
离心风机、泵类设备传统的风量、流量控制的，大量的能源耗在风门或截流阀的阻力上，风门或截流阀控制流量的功耗与流量关系：P＝P0＋K•Q；Q：表示流量；K：为系数； P：表示功耗；P0：表示基本功率。
由上图（右）比较风门或截流阀控制与变频调速调节，可以看到在流量变化范围，采用变频调速的方法具有很大的节能潜力，因此在工厂的供水泵或其它离心风机上进行变频改造同样会取得很大的节能效果。
变频节能技术在风机上应用后不但节省了电费支出（节电率可达30％-50％），提高了产品质量，也提高了使用上的灵活性，对不同工艺性要求适应性更强。
避免电机启动时的大电流冲击和电网电压降低，可明显减少风机叶轮、机壳及轴承的磨损，延长检修换件周期和设备使用寿命，节约维修费。
二、改造方案针对该工厂实际现状，提出对风机进行节能改造方案如下：1、设计原理整个系统控制方式采用闭环自动调节，用流量计检测进入蒸发器空气流量，输出0－10mA电流信号至PID控制器,与目标值进行比较，（目标值可由用户根据系统需要随意设定）进行PID运算，输出控制信号给变频器，当送风流量大于设定值时，变频器输出频率减小，当送风流量小于设定值时，变频器输出频率增加，最终控制送风机转速以调节送风量以达到系统要求。
水泵轴功率计算公式
水泵轴功率计算公式这是离心泵的：流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米P=2.73HQ/η,其中H为扬程,单位m,Q为流量,单位为m3/h,η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw),其中的ρ=1000Kg/m3,g=9.8比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h,扬程的单位为m,1Kg=9.8牛顿则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/Kg=Kg/m3*m3/h*m*9.8牛顿/Kg=9.8牛顿*m/3600秒=牛顿*m/367秒=瓦/367上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了.决定风机电动机容量大小的因素除了风量以外，还有风压和风机效率。
风机所需功率P（KW）计算公式为P=1.1×Qp/3600×1020η。
式中1020—换算系数；Q—风量，m3/h；P—风机的全风压，Pa；η—风机的效率，%1.1—电动机功率储备系数。
(1)离心泵流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米P=2.73HQ/η,其中H为扬程,单位m,Q为流量,单位为m3/h,η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw),其中的ρ=1000Kg/m3,g=9.8比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h,扬程的单位为m,1Kg=9.8牛顿则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/Kg=Kg/m3*m3/h*m*9.8牛顿/Kg=9.8牛顿*m/3600秒=牛顿*m/367秒=瓦/367上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了.设轴功率为Ne，电机功率为P，K为系数（效率倒数）电机功率P=Ne*K (K在Ne不同时有不同取值，见下表)Ne≤22 K=1.2522<Ne≤55 K=1.1555<Ne K=1.00(2)渣浆泵轴功率计算公式流量Q M3/H扬程H 米H2O效率n %渣浆密度A KG/M3轴功率N KWN=H*Q*A*g/(n*3600)电机功率还要考虑传动效率和安全系数。
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K KQPa P= •QPa = η变频 η电机 η风机 η变频 η电机 η风机
风机变频驱动节能计算
上式中， Pa，风机全压 Q，风机流量 K，电机功率储备系数，K一般取值1.15—1.5 η ，各设备效率
风机变频驱动节能计算
计算步骤： 1、抄录电机铭牌
型号 额定功率 额定电压 额定电流 转速/极数 效率
3、抄录工艺工况
电机：实际电流 泵：出口压力 阀前压力 阀后压力 实际流量 阀门开度与 流量关系
水泵变频驱动节能计算
4、计算 首先计算当前工机实际功率 P0 ，电机额定功率 I1 ，电机实际电流 I0 ，电机额定电流
水泵变频驱动节能计算
P 3UI cos
P,U,I, cosφ这些电气参数都可以用户设备铭牌上 抄到
水泵变频驱动节能计算
电机转速与流量、压力（扬程）及功率关系
N为电机转速
压力 功率
输入功率
水泵变频驱动节能计算
计算步骤： 1、抄录电机铭牌
型号 额定功率 额定电压 额定电流 转速/极数 效率
2、抄录水泵铭牌
型号 额定功率 额定流量 额定扬程 转速 效率
水泵变频驱动节能计算
W=ρ· V· g· H
W ρν gH ν = = ρ gH t t t
P= ρ· Q· g· H= ρ· g· Q· H 上式中，所有物理量取国际单位制 P，表示功率 Q，表示流量
水泵变频驱动节能计算
考虑到变频器效率、电机效率、水泵效率
η变频、η电机、η
泵
水泵变频驱动节能计算
则：变频器前端输入功率为
ρgQH P= η变频 η电机 η泵
上式是由工艺需要反推用户使用变频器后需要的 电功率
水泵变频驱动节能计算
电功率计算： W=Uq=UIt 上式中，W表示电功率 U表示电压 q表示电量 I表示电流 t表示时间 则：电功率为W/t=UIt/t P=UI
水泵变频驱动节能计算
视在功率S=UI 无功功率Q=UIsinφ 有功功率P=UIcosφ 三相电功率计算：
水泵/风机变频驱动节能计算
第一章 水泵变频驱动的节能计算
水泵变频驱动节能计算
机械所做的功表示为： W W=F· S 上式中， F，表示做功的力 S，表示做功的力在其方向上移动的距离。 对于水泵来说，就是 W=F· S=F· H=m· g· H=ρ· V· g· H
水泵变频驱动节能计算
上式中， ρ表示物质密度 V表示体积 g表示重力加速度 H表示泵的扬程 W=ρ· V· g· H 计算功率
2、抄录风机铭牌
型号 额定功率 额定流量 风机全压 转速 效率
3、抄录工艺工况
电机：实际电流 风机：风压 实际流量 风门/档板开度与流量关系
风机变频驱动节能计算
4、计算 首先计算当前工况下实际耗电比：
P 1 P 0
I1 I0
P1，电机实际功率 P0 ，电机额定功率 I1 ，电机实际电流 I0 ，电机额定电流
下面计算使用变频器后的电功率：
ρgQH P' = η变频 η电机 η泵
p’ ，变频驱动功率 p0，额定功率 因此，使用变频器后节能率：
P' β= P0
γ =α
β
水泵变频驱动节能计算
计算试例： 一期工程配套的是四角喷燃的煤粉炉,蒸发 量为130t/h,单缸冲击冷凝式汽轮发电机组. 二期配套的是循环流化床锅炉, 蒸发量为 130t/h, 单缸抽气冷凝式汽轮发电机组. 3台给水泵并联方式运行,2用1备.汽包压力 4.5MPa,要求给水线母管最低压力5.0MPa.
γ =α -β =1×53/51.4-304.38/(440×53/51.4)=36%
水泵变频驱动节能计算
以上是关于泵的节能计算 欢迎讨论 休息
第二章 风机变频驱动节能计算
风机变频驱动节能计算
风机出口功率计算公式推导：
W =F •S W S =F • t t S F S 2 •S S3 P =F • = 2 • = Pa • = Pa • Q t S t t
水泵变频驱动节能计算
泵的轴功率的计算公式为 P=ρgQH/1000/3600 P---泵的轴功率,kW Q---流量,m3/h H---扬程,m ρ---介质的密度,kg/m3 g---重力加速度,m/s2 η---泵的效率
水泵变频驱动节能计算
ρgQH P= η变频 η电机 η泵
＝1000×9.8×140×55×9.8/1000/3600/0.96/0.95/0.74 ＝304.38KW
水泵变频驱动节能计算
电机额定参数 功率440kW 电压6kV 电流51.4A 转速2965r/min 效率 型号JK134-2
水泵变频驱动节能计算
泵额定参数 轴功率420kW 扬程7000kPa 流量160m3/h 转速2950r/min 效率74% 型号DG160-64
水泵变频驱动节能计算
正常生产工况： 调节阀前压力6.2～6.4MPa 调节阀后压力5.0～5.1MPa 流量80～140m3/h 阀门开度50% 电机电流53A 电价0.36元/度 生产周期5000～5500小时
风机变频驱动节能计算
例题一（给出风量）：
风机变频驱动节能计算
例题二（给出开度）：
风机变频驱动节能计算
例题三（给出液耦转速）：
风机变频驱动节能计算
以上是关于风机的节能计算 欢迎讨论 休息！
dQ KQ
2、线性特性 3、平方特性 4、对数/等百分比特性 具体参照下图
dQ K dL
dQ KL dL
dQ KQ dL
风机变频驱动节能计算
风机变频驱动节能计算
估算时，可保守选择快开特性，这样计算的 节能率要小一些。 即： dL KQ dQ
取比例便于计算：
Q1 Q0 L1 L0
风机变频驱动节能计算
下面计算使用变频器后的电功率：
KQPa P= η变频 η电机 η风机
p’ ，变频驱动功率 p0，额定功率 因此，使用变频器后节能率：
P' β= P 0
γ =α
β
风机变频驱动节能计算
实际生产中，一般只控制风压，不控制风量。风量采集 不到。因此，如果能够搞清楚风门/档板与风量的关系， 也能大概估算出风量。 风门/档板开度与风量大致有如下几种关系： 1、快开特性 dL