泵浦的應用趨勢

泵浦的應用趨勢
基於泵浦約佔全球的總耗電量約20%,分布於所有傳輸系統,所以若能加裝節能模組泵浦系統,大約可以節省30~50%之耗能。
 

泵浦是一種移動氣體或液體的裝置,泵浦的主要應用在於廢水處理、加熱系統、增壓裝置、空調循環系統。泵浦的使用範圍廣泛,涵括家庭用、工業用、消防用、工廠給水或冷卻、石化工業製程等。基於泵浦約佔全球的總耗電量約20%,分布於所有傳輸系統,所以若能加裝節能模組泵浦系統,大約可以節省30~50%之耗能。

泵浦的功能
1.輸送液體:機器潤滑、設備冷卻
2.原料:例如紙漿、泥水搬運 
3.輸送氣體:抽真空、換氣、散熱

技術特色
大部的分泵浦屬於定流量設計,轉一圈定量輸出,在需求較小或設計餘裕較高時,降低轉速,可理想的節能又不影響需求。

傳統運轉
當設備建構時通常會預留一定比例餘裕,大約是8成,甚至更低的負載比,加上設備會因為產能、天氣、製程,造成使用需求有所高低。泵浦使用市電(60HZ)驅動馬達,並以節流閥來調整所需輸出流量和壓力,此方式會造成電能巨大浪費。因此,泵浦的運轉朝向節能效益進展。

變頻
改變輸入不同頻率的電源驅動馬達達到改變馬達轉速,以取代節流閥調整所需之多餘輸出的流量或壓力。以節流閥調整需求,馬達依然是全速運轉,節能比例遠低於以變頻器降頻節能,讓馬達實際降低輸出。

用電量比較
關於安裝變頻器所產生的節能效應到底有多少?可以從下列的用電量比較圖來觀察,圖1中的A部分並未安裝變頻器,B部分為單一變頻(加裝變頻器,降至固定頻率),C部分則是控制變頻(安裝變頻器且導入控制機制讓頻率浮動),D部分為並聯變頻(節能模組,加入備機聯控,以系統概念節能),從中可以發現在D部分透過節能模組的用電量最少,而在未安裝變頻器的情況下的耗電量最多。


 

圖1:用電量比較圖

設計原理
原設計

採用二台水泵,一台全速運轉(提供所需的流量Q),另一台當備機。

並聯變頻
原設計提供所需流量Q需耗電P,安裝節能系統後,二台水泵可各降轉速至50%運轉,各提供0.5Q流量(流量與馬達轉速成正比),2 x 0.5Q = Q,所以提供之流量不變。水泵降轉速至50%運轉僅需耗電0.125P(消耗電力與馬達轉速三次方成正比,0.5 x 0.5 x 0.5 = 0.125)。安裝節能系統後,二台水泵同時運轉共需耗電 0.125P x 2 = 0.25P,相對於原設計需耗電P,安裝節能系統可節省75%耗電(P– 0.25P = 0.75P)。


圖2:並聯變頻架構圖

 
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