鋼片聯軸器-變速風機和變速泵應用舉例

通過5個工程實例，探討在供熱空調鋼片聯軸器系統中利用變速風機和變速泵代替調節用風閥水閥實現風免鍵式軸環和水系統的調節的可能性。分析表明，這樣做可以節省運行能耗，同時改善系統的調節品質，系統的初投資一般也不會增加。

水泵和風機能耗約占供熱空調系統總能耗的40？這些能耗中的1/3左右被各種調節閥門所消耗，但這樣大的代價並沒有換來好的調節效果，反而導致系統中許多問題發生。采用變速風機和變速泵充當調節手段，可節省這部分能耗，並可解決許多調節中的困難。

1、引言

在暖通空調工程中，使用大量的風閥水閥對系統中的風量水量進行調整，使其滿足所要求的工況。它們的調節原理是增加系統的阻力，以消耗泵或風機提供的多余的壓頭，達到減少流量的目四段變速機的。因此這些調節閥的調節作用是以消耗風機或水泵運行能耗爲代價的。目前暖通空調工程中愈來愈多地使用自動控制系統。爲實現自控，許多風閥水閥還要使用電動執行機構。

目前質量好的電動水閥價格爲幾千甚至上萬元。電動風閥亦需要幾千元。電動風閥水閥的費用常常占到自控系統總費用的40％以上。能否改變系統的構成方式，減少使用這些既耗能、又昂貴的閥門，用其它方式實現對流量的調節？風機水泵與風閥水閥是一一對應的兩類調節流量的設備。

風機水泵爲流體提供動力，而風閥水閥則消耗流體多余的動力。因此，若用風機水泵代替風閥水閥，不是在能量多余處加裝閥門，而是在能量不足處增裝水泵或風機，通過調節風機水泵的轉速，同樣可以實現對系統的流量調節。

此時由于減少了調節閥，也就減少了閥門所消耗的能量，因此會減小運行能耗。同時，目前可變轉速的風機、水泵價格與相同流量的電動風閥、水閥價格接近，甚至更低，因此初投資也不會提高。從這一思路出發，本文先給出幾個用泵代閥的例子，然後進一步討論這一方案對暖能空調工程的意義及要注意的問題，以期引起大家的討論。

2、實例分析

2。1 簡單系統的流量控制

一個簡單的控制循環流量的系統，泵P提供動力以實現水通過閥V、管道及用戶U間的循環。圖2給出當閥全開、泵的轉速n=n0時系統的工作點。此時，流量爲G0，水泵工作效率爲η0，即效率最高點。要使流量減小一半，一種方式是將閥門關小，使管網等效阻力特性曲線向左偏移，此時泵的效率降低至η1，壓力升至p1。

由于壓力升高，效率降低，因此盡管流量減少至一半，泵耗僅減少20％～30％，此時除閥門以外的管網部分由于其阻力特性不變，因此僅消耗壓降p0/4，剩余部分3(p0+(p1-p0))/4均消耗在閥門上，它消耗了此時泵耗的80％，這就是爲什麽說調節閥消耗了大部分水泵能耗的依據。此外，水泵工作點偏移造成的不穩定、閥關小後大的節流和壓降引起的噪聲，都對系統有不良影響。

若保持不變，但將泵的轉速降至50％，圖2同時給出此時的工作狀況，這時管網的阻力特性曲線不變，泵的工作曲線下移，泵的工作效率仍將爲η0，壓力p2爲p0/4減速機。這樣，減少流量後泵耗僅爲原來的1/8，具有極顯著的節能效果。同時，由于泵的工作點及閥的位置均未變液體攪拌機，因此系統工作穩定，且不會有節流噪聲。
此簡單例子說明：

(1) 當調節閥産生調節作用時，將消耗其所在支路的大部分流體動力。並且由于改變了管網阻力特性，使管網中的動力機械工作點偏移，在多數情況下這將導致效率下降。

(2) 當采用變速方式調節流量時，泵或風機能耗可與流量變化的三次方成正比。並且由于系統阻力特性不變，泵或風機的工作點不變，因此效率不變，泵、風機及系統均可穩定地工作。

(3) 以調整泵或風機的轉速來調整流量應該是流量調節的最好手段。