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地源熱泵系統中的電機效率問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：
2019-03-12 11:43
來(lái)源：
高效率電機問(wèn)
在地源熱泵系統中所采用的各類(lèi)電機，按照電機工作效率可以分為兩類(lèi)：標準效率電機和高效率電機。高效率電機與標準效率電機相比，根據功率的不同，其效率可高出2到10個(gè)百分點(diǎn)，高效率電機是通過(guò)更好的設計和采用可以減少損耗的特殊材料來(lái)實(shí)現的，但價(jià)格大約要超過(guò)標準效率電機的10%~30%，因此在全世界出售的電動(dòng)機中只有1/5是高效率電機。電機效率是機械功率輸出與電源輸入功率的比值，通常以百分比表示，圖1給出了標準電機與高效率電機之間存在的差別，通過(guò)改進(jìn)的設計材料和技術(shù)生產(chǎn)的高效率電機能夠在單位耗電量中產(chǎn)生更多的功。
一般情況下，高效率電機通常具有高的負載系數、更好的絕緣和耐壓以及低發(fā)熱量和較小的振動(dòng)，從而增加了可靠性。高效率電機必須具備等于或者超過(guò)美國國際電器制造業(yè)協(xié)會(huì )（NEMA）所規定的普通電機滿(mǎn)負載效率。換句話(huà)說(shuō)，一臺電機效率必須等于或者超過(guò)NEMA高效率電機滿(mǎn)負載工程效率值時(shí)才能稱(chēng)為高效電機。一臺高效率電機的成本取決于：電機價(jià)格、效率、使用時(shí)間、安裝和檢修的費用以及人工費等。高效率電機的額外購置費用可通過(guò)節省運行費用，迅速收回成本，通常高效率電機額外的費用支出可以通過(guò)兩年的運行節省下來(lái)的能耗費來(lái)抵消。例如，假定50hp、負載因數75%的電機每年運行超過(guò)4000h，電費為$0.04/kWh，一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)可節省4079kwh或者每年163美元。因此，一臺高效率電機，通過(guò)4%的效率改進(jìn)，兩年可比標準電機節省1304美元，基本滿(mǎn)足兩年回報標準。
電機轉速與負載的關(guān)系問(wèn)題
離心式泵和風(fēng)機負載對速度變化極其敏感，轉速僅僅增加5r/min就能導致流速和能耗顯著(zhù)增加，效率降低。所以替換一臺泵或者風(fēng)機時(shí)，必須選擇滿(mǎn)負載轉速等于或者低于被替換電機的轉速。驅動(dòng)風(fēng)機的離心電動(dòng)機上的功率與轉速的立方成正比。例如，若電機轉速由1740r/min增加到1760r/min，雖然僅僅增加了20r/min，卻要增加3.5%的功耗，同時(shí)風(fēng)量或者水量也會(huì )隨著(zhù)速度的平方變化。轉差和轉速依賴(lài)于負載，這可使不同的電機驅動(dòng)相同的負載成為可能，例如100hp電機輸出25%額定功率時(shí)，可以用一臺50hp或者更低馬力電機代替，只不過(guò)此時(shí)的功率為50hp的50%，或者是40hp的62.5%，30hp的83%電機，25hp的滿(mǎn)載輸出。當電機負載逐漸增加時(shí)，轉速會(huì )降低，滿(mǎn)載時(shí)轉速為滿(mǎn)載轉速，因此，皖電電機提示，只有較低速度或較大負載的電機能以接近同步轉速方式運行，用較小功率的滿(mǎn)載高效電機以接近同步轉速的速度工作，代替原來(lái)功率較大但低速運行的電機，可以明顯地節省運行費用。
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