แดมเปอร์ทางออก ใบปรับทิศทางลมทางเข้า การปรับความเร็วรอบแบบแปรผัน และการจัดลำดับการทำงานของพัดลม สามารถปรับปริมาณลมที่ส่งออกได้ แต่ช่วงการทำงานที่เป็นไปได้และการใช้พลังงานขึ้นอยู่กับพัดลมและระบบ เปรียบเทียบวิธีควบคุมแต่ละแบบที่ปริมาณลมและภาระความดันที่ต้องการเท่ากัน โดยใช้ข้อมูลสมรรถนะจริงและรูปแบบการเดินเครื่องรายปี
แต่ละวิธีเปลี่ยนแปลงอะไร
แดมเปอร์ทางออก การเพิ่มความต้านทานด้านปลายทางจะเลื่อนจุดทำงานไปตามเส้นโค้งพัดลมที่ความเร็วคงที่ กำลังอาจลดลง คงอยู่ในระดับค่อนข้างสูง หรือเปลี่ยนแปลงไปในแนวโน้มอื่น ขึ้นอยู่กับเส้นโค้งกำลังและช่วงการทำงานของพัดลม ตรวจสอบเสถียรภาพและภาระของมอเตอร์ แดมเปอร์ทางออกไม่ได้เป็นตัวเลือกที่มีต้นทุนติดตั้งถูกที่สุดหรือเป็นระบบที่มีต้นทุนการเดินเครื่องสูงที่สุดเสมอไป
ใบปรับทิศทางลมทางเข้า ใบปรับทิศทางลมที่เหมาะสมจะสร้างการหมุนล่วงหน้าและเปลี่ยนคุณลักษณะของพัดลม ผลของใบปรับทิศทางลมขึ้นอยู่กับพัดลม การออกแบบใบ ตำแหน่ง และระดับการเปิด ใช้ข้อมูลสมรรถนะรวมที่เกี่ยวข้อง แทนการถือว่าใบปรับทิศทางลมทางเข้าช่วยประหยัดพลังงานในสัดส่วนคงที่เมื่อเทียบกับแดมเปอร์ทางออก
ความเร็วรอบแบบแปรผัน การลดความเร็วรอบจะเปลี่ยนเส้นโค้งปริมาณลมและความดันที่มีอยู่ วิธีนี้อาจลดกำลังได้อย่างมากเมื่อภาระของระบบเอื้ออำนวย แต่ความเร็วรอบเพียงอย่างเดียวไม่ได้ระบุจุดทำงานใหม่ ตรวจสอบความดันที่ต้องการ ปริมาณลมขั้นต่ำ เสถียรภาพของพัดลม และขีดจำกัดของมอเตอร์และชุดควบคุม
การจัดลำดับการทำงาน เมื่อมีพัดลมหลายตัว การเปลี่ยนจำนวนพัดลมที่ทำงานจะเปลี่ยนคุณลักษณะรวมของพัดลม คำนวณจุดตัดกับเส้นโค้งระบบใหม่ การปิดพัดลมหนึ่งตัวจากพัดลมหลายตัวไม่ได้หมายความว่าปริมาณลมหรือกำลังรวมจะลดลงตามสัดส่วนเดิมของพัดลมตัวนั้นเสมอไป รวมการจัดเตรียมสำหรับการแยกระบบหรือการไหลย้อนกลับ ช่วงเปลี่ยนผ่าน ความซ้ำซ้อน และเสถียรภาพของการควบคุม
กฎกำลังสาม: การคำนวณแบบมีเงื่อนไข
สำหรับเรขาคณิตพัดลมและความหนาแน่นคงที่ ณ จุดที่สอดคล้องกันตามหลักความคล้ายคลึง ปริมาณลมจะแปรผันตามความเร็วรอบ ความดันแปรผันตามกำลังสองของความเร็วรอบ และกำลังเพลาจะแปรผันโดยประมาณตามกำลังสามของความเร็วรอบเมื่อประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน ระบบคงที่ที่มีแรงเสียดทานเป็นหลักและมีความต้านทานแปรผันตามกำลังสองของปริมาณลม อาจเป็นไปตามจุดเหล่านี้โดยประมาณเมื่อเปลี่ยนความเร็วรอบ ระบบที่มีข้อกำหนดความดันคงที่ แดมเปอร์ที่เปลี่ยนตำแหน่ง หรือเส้นโค้งความต้านทานรูปแบบอื่นอาจไม่เป็นไปตามนั้น
สำหรับกรณีสมมติที่เป็นไปตามข้อสมมติเหล่านั้น ให้ลดความเร็วรอบเหลือ 60% ของค่ามาตรฐาน อัตราส่วนมีดังนี้:
| ปริมาณ | การคำนวณ | สัดส่วนอ้างอิง |
|---|---|---|
| ความเร็วรอบ | n₂/n₁ = 0.6 | 60% |
| ปริมาณลม ณ จุดที่สอดคล้องกัน | Q₂/Q₁ = 0.6 | 60% |
| ความดัน ณ จุดที่สอดคล้องกัน | Δp₂/Δp₁ = 0.6² | 36% |
| กำลังเพลาเมื่อประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน | P₂/P₁ = 0.6³ = 0.216 | 21.6% |
นี่เป็นตัวอย่างกำลังเพลา ไม่ใช่ค่าการประหยัดไฟฟ้าที่วัดได้หรือคำรับรองสำหรับพัดลมรุ่นใดรุ่นหนึ่ง กำลังไฟฟ้าขาเข้ายังขึ้นอยู่กับสมรรถนะของมอเตอร์ ระบบส่งกำลัง และชุดควบคุมในแต่ละภาระ อย่าใช้การปรับเพิ่มแบบทั่วไปเป็น 25–35% หรือกำหนดให้แดมเปอร์มีค่า 80–90% และใบปรับทิศทางลมมีค่า 55–70% โดยไม่มีเส้นโค้งหรือผลการวัดรองรับ
เมื่อความดันที่ต้องการบางส่วนยังคงอยู่ขณะที่ปริมาณลมลดลง ให้คำนวณจุดทำงานจากเส้นโค้งระบบนั้นและเส้นโค้งพัดลมที่ควบคุมในแต่ละแบบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความดันเพียงพอและยังคงอยู่ในช่วงการทำงานที่เสถียรตลอดช่วงดังกล่าว คู่มือระบบพัดลมของ DOE อธิบายทางเลือกในการควบคุมและข้อจำกัดที่จำเป็นต้องประเมินตามการใช้งานเฉพาะ
จัดทำการเปรียบเทียบจากภาระจริง
- ระบุกรณีการเดินเครื่องที่ต้องการ: ปริมาณลม นิยามความดัน สภาวะก๊าซ และชั่วโมงการทำงานรายปี รวมถึงข้อกำหนดขั้นต่ำของกระบวนการหรือการระบายอากาศ
- จัดเตรียมแผนที่สมรรถนะที่เกี่ยวข้อง: เส้นโค้งกำลังที่ความเร็วคงที่ การตั้งค่าใบปรับทิศทางลม เส้นโค้งความเร็วรอบ หรือการจัดวางพัดลมหลายตัวแบบรวมกัน รวมการสูญเสียจากการติดตั้งและอุปกรณ์ประกอบ
- ตรวจสอบความเป็นไปได้ก่อน: ความเร็วรอบที่อนุญาต ภาระมอเตอร์ เสถียรภาพ เสียง การระบายความร้อน ปริมาณลมขั้นต่ำที่ต้องการ และโหมดความปลอดภัยหรือฉุกเฉิน
- เปรียบเทียบกำลังไฟฟ้าขาเข้าจากแหล่งจ่าย: ระบุว่าค่าแต่ละค่าเป็นค่าที่วัดได้หรือค่าประมาณ และระบุสมมติฐานเกี่ยวกับมอเตอร์ ระบบส่งกำลัง และชุดควบคุม
- ถ่วงน้ำหนักตามชั่วโมงการทำงาน: คำนวณพลังงานรายปีเป็นผลรวมของ kW ขาเข้า × ชั่วโมงการทำงานสำหรับทุกกรณี จากนั้นใช้ค่าไฟฟ้าจริงและค่าความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง
อาจจำเป็นต้องใช้แดมเปอร์ปรับสมดุลแม้จะมีการควบคุมความเร็วรอบ และข้อกำหนดด้านการแยกระบบอาจยังคงมีอยู่ในระบบที่จัดลำดับการทำงาน เปรียบเทียบการจัดวางทั้งหมด รวมถึงระบบควบคุมและการบำรุงรักษา แทนการมองว่าวิธีการเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่แยกขาดจากกัน สำหรับภาระขนาดเล็กหรือภาระที่เปลี่ยนแปลงไม่บ่อย ต้นทุนการติดตั้งและการบริการอาจมีผลต่อการตัดสินใจ
กำหนดขอบเขตการทำงานของการควบคุมความเร็วรอบ
- ขีดจำกัดล่างและบน: ตกลงขีดจำกัดจากปริมาณลมของกระบวนการ ความดันที่มีอยู่ เสถียรภาพของพัดลม การระบายความร้อนของมอเตอร์ และพิกัดทางกล ใช้การจัดเตรียมการระบายความร้อนจริงของมอเตอร์ แทนการสมมติว่าการระบายความร้อนอาศัยกระแสลมเสมอ
- ความเข้ากันได้ของมอเตอร์และชุดขับ: ตรวจสอบความเค้นแรงดันไฟฟ้า ความยาวสายเคเบิล เงื่อนไขการสวิตช์ และตัวกรองหรือมาตรการเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าที่แบริ่งที่จำเป็น ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับชุดอุปกรณ์ที่เลือกโดยเฉพาะ
- การสั่นสะเทือนและการสั่นพ้อง: ระบุช่วงการทำงานที่ห้ามใช้และขั้นตอนการเปลี่ยนผ่านที่ได้รับอนุมัติจากการประเมินทางกลและผลการทดสอบเดินระบบ
- ข้อกำหนดด้านไฟฟ้าและการควบคุม: ประเมินฮาร์มอนิกของแหล่งจ่าย EMC ตำแหน่งเซนเซอร์ การตอบสนองของระบบควบคุม สัญญาณเตือน และโหมดเมื่อเกิดความขัดข้องที่ต้องการ
- ลำดับการทำงาน: กำหนดการเปลี่ยนผ่านตอนเริ่มและหยุดพัดลม การป้องกันการไหลย้อนกลับ การตรวจสอบจุดทำงาน และวิธีคงความซ้ำซ้อนที่จำเป็น
วัดค่าพื้นฐานก่อนคำนวณระยะเวลาคืนทุน
บันทึกภาระการทำงานที่ต้องการซึ่งเป็นตัวแทน ความเร็วรอบพัดลม ปริมาณลม หรือค่าการควบคุมที่ผ่านการตรวจสอบ และกำลังไฟฟ้าขาเข้าจริงภายใต้สภาวะการผลิตหรือฤดูกาลที่เกี่ยวข้อง หนึ่งสัปดาห์อาจเป็นตัวแทนของทั้งปีหรือไม่ก็ได้ กระแสมอเตอร์เพียงอย่างเดียวไม่ใช่บันทึกกำลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าและตัวประกอบกำลังเปลี่ยนแปลงตามภาระ และการวัดที่ป้อนผ่านชุดขับจำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่เหมาะสม คู่มือภาระมอเตอร์ของ DOE อธิบายว่าเหตุใดกระแสไฟฟ้าจึงเป็นตัวชี้วัดที่ไม่ดีเมื่อภาระต่ำ
ขอการเปรียบเทียบระบบควบคุมปริมาณลม ส่งข้อมูลพัดลมและมอเตอร์ปัจจุบัน เส้นโค้งระบบหรือภาระที่วัดได้ รูปแบบชั่วโมงการทำงาน ช่วงการควบคุมที่ต้องการ แหล่งจ่ายไฟฟ้า ข้อจำกัดด้านการเข้าถึง และเกณฑ์การยอมรับ รวมผลการวัดกำลังไฟฟ้าขาเข้าพื้นฐาน เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบระบบควบคุมที่เสนอโดยอิงพลังงานและต้นทุนที่ระบุไว้ วางแผน การวัดระหว่างการทดสอบเดินระบบ สำหรับการจัดวางที่เลือก