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[摘要]：结合供热系统中用到的风机、泵类设备的工作特性及工作实际情况，给出变频调速技术的应用方案，分析了采用变频调速技术改造风机、泵类控制系统后的节能效果，指出在供热网中引进变频调速技术不仅可以节约能源，而且使系统运行更加合理可靠。
[关键词]：变频器 节能 供热网 循环水泵
中图分类号TM921.51 文献标识码 A 文章编号：1009-914X（2012）29- 0252 -01
一、引言
随着我国工业的迅猛发展和能源的日益短缺，变频调速技术越来越受到重视和青睐。风机、泵类设备是供热网内的主要用电设备，在选用其容量时，均是按供热范围的最大半径予以考虑，且留有20%的裕量。因此，即使风机、泵类全载运行，其阀门开度最多仅能达到80%左右，并且风机、泵类根据季节和每天不同时间段，负荷量也会有相应变化。此外，风机、泵类在选用其配套电动机时，也留有一定裕量。因而在供热的正常运行中，其电动机总是处于不全载情况下运行。风机、泵类系统中流量的调节以往常采用改变阀门开度的方式，因而在阀门上产生了附加的压力损失，浪费了大量能源。因此，对风机、泵类的节能改造具有十分重要的经济意义。采用变频调速技术改造风机、泵类系统，不仅可以节约能源，而且使系统运行更加合理可靠。
二、變频调速节能原理分析
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，即：n=60f（1-s）/p（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率能达到改变电机转速的目的。由流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P之间的关系为：流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，从图2中可以直观看出；泵或风机转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，风机或泵所需的功率正比于H3与Q2的乘积（CH3OQ2的面积），可见功率的减少是明显的。
即流量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。如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速n可成比例地下降，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28.6KW，省电48.0%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5%。
三、设备工况
以往都是通过调节挡风板和阀门的开启角度的机械调节，也即改变管路的阻力曲线的方法来满足不同的用风量和水流量的要求。这种操作方式的缺点是：电机及风机的转速高，负荷强度重，电能浪费严重；调节精度差，控制不精确；电气控制直接起动，启动时电流对电网冲击大，需要的电网容量大，功率因素较低；起动时机械冲击大，设备使用寿命低；电气保护特性差，当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备等。
四、解决方案
调节供水流量，有两种方法：一种是以前采用的调节阀门挡板的开度大小进行节流调节；另一种方法是调整电动机的转速进行调节，循环水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，则流量降低。对于供热用水流量经常变化的场合，采用调整电动机的转速调节供水流量，具有优良的节能效果。
采用变频器调速将有以下诸多优点：
（1）、采用变频器调速，取消挡板或阀门调节，降低了设备的故障率，可将挡板或阀门处的压头损失降至最低，节电效果显著；（2）、采用变频器调速，实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿命，避免了对电网的冲击；（3）、电机将在低于额定转速的状态下运行，减少了噪声对环境的影响；（4）、变频具有工频/变频切换功能，能够保证生产的连续性。
五、实例分析
经过我院长期跟踪热力公司换热站循环水泵运行情况，了解到在改造换热站循环水泵电机采用变频调速前后，分析可知在供暖前后的时间内采用降低流量的方式供暖，其平均使用流量最少可降至原来的80%，节电功率为48.0%。一般情况其平均使用流量最少可降至原来的60%。节电功率为78%。
六、结束语
变频调速是机泵节能高效运行的先进技术，在调频范围、静态精度、系统效率、完善的保护功能以及容易实现自动控制等方面具有无法比拟的优势。变频调速控制技术在我院所设计的供热系统中应用后效果较好。在社会环境能源短缺，企业环境降本减费的情况下，为实现供热系统的经济运行和提高供热服务质量起到了重要的作用。
参考文献：
[1] 马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2] 佟纯厚.近代交流调速[M]. 北京：冶金工业出版社，2006.
[3] 刘锦波.电机与拖动[M].北京：清华大学出版社，2006.
[4] 牛秀岩.电机学[M]. 北京：冶金工业出版社，1999.
[关键词]：变频器 节能 供热网 循环水泵
中图分类号TM921.51 文献标识码 A 文章编号：1009-914X（2012）29- 0252 -01
一、引言
随着我国工业的迅猛发展和能源的日益短缺，变频调速技术越来越受到重视和青睐。风机、泵类设备是供热网内的主要用电设备，在选用其容量时，均是按供热范围的最大半径予以考虑，且留有20%的裕量。因此，即使风机、泵类全载运行，其阀门开度最多仅能达到80%左右，并且风机、泵类根据季节和每天不同时间段，负荷量也会有相应变化。此外，风机、泵类在选用其配套电动机时，也留有一定裕量。因而在供热的正常运行中，其电动机总是处于不全载情况下运行。风机、泵类系统中流量的调节以往常采用改变阀门开度的方式，因而在阀门上产生了附加的压力损失，浪费了大量能源。因此，对风机、泵类的节能改造具有十分重要的经济意义。采用变频调速技术改造风机、泵类系统，不仅可以节约能源，而且使系统运行更加合理可靠。
二、變频调速节能原理分析
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，即：n=60f（1-s）/p（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率能达到改变电机转速的目的。由流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P之间的关系为：流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，从图2中可以直观看出；泵或风机转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，风机或泵所需的功率正比于H3与Q2的乘积（CH3OQ2的面积），可见功率的减少是明显的。
即流量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。如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速n可成比例地下降，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28.6KW，省电48.0%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5%。
三、设备工况
以往都是通过调节挡风板和阀门的开启角度的机械调节，也即改变管路的阻力曲线的方法来满足不同的用风量和水流量的要求。这种操作方式的缺点是：电机及风机的转速高，负荷强度重，电能浪费严重；调节精度差，控制不精确；电气控制直接起动，启动时电流对电网冲击大，需要的电网容量大，功率因素较低；起动时机械冲击大，设备使用寿命低；电气保护特性差，当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备等。
四、解决方案
调节供水流量，有两种方法：一种是以前采用的调节阀门挡板的开度大小进行节流调节；另一种方法是调整电动机的转速进行调节，循环水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，则流量降低。对于供热用水流量经常变化的场合，采用调整电动机的转速调节供水流量，具有优良的节能效果。
采用变频器调速将有以下诸多优点：
（1）、采用变频器调速，取消挡板或阀门调节，降低了设备的故障率，可将挡板或阀门处的压头损失降至最低，节电效果显著；（2）、采用变频器调速，实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿命，避免了对电网的冲击；（3）、电机将在低于额定转速的状态下运行，减少了噪声对环境的影响；（4）、变频具有工频/变频切换功能，能够保证生产的连续性。
五、实例分析
经过我院长期跟踪热力公司换热站循环水泵运行情况，了解到在改造换热站循环水泵电机采用变频调速前后，分析可知在供暖前后的时间内采用降低流量的方式供暖，其平均使用流量最少可降至原来的80%，节电功率为48.0%。一般情况其平均使用流量最少可降至原来的60%。节电功率为78%。
六、结束语
变频调速是机泵节能高效运行的先进技术，在调频范围、静态精度、系统效率、完善的保护功能以及容易实现自动控制等方面具有无法比拟的优势。变频调速控制技术在我院所设计的供热系统中应用后效果较好。在社会环境能源短缺，企业环境降本减费的情况下，为实现供热系统的经济运行和提高供热服务质量起到了重要的作用。
参考文献：
[1] 马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2] 佟纯厚.近代交流调速[M]. 北京：冶金工业出版社，2006.
[3] 刘锦波.电机与拖动[M].北京：清华大学出版社，2006.
[4] 牛秀岩.电机学[M]. 北京：冶金工业出版社，1999.