新的研究指出，通过使用现有技术:变频驱动器(VFD)，可以降低可变流量和恒流量应用的成本。通过使用vfd，也称为可调速驱动器，可以减少石油、化工、暖通空调和其他液体泵系统固有的能源浪费。此外，仅就节能而言，安装新设备的回收期估计为4至10个月。
凯迪欧集团是一家专注于能源的研究公司，拥有为能源部、西北能源效率联盟(NEEA)、各行业、州机构和地方公用事业提供分析和方案支持的经验。具体的研究人员，Sarah Widder和Nate Baker，运用他们的化学和土木工程背景以及能源效率和电机驱动设备的经验来检查国家电气制造商协会(NEMA)和NEEA收集的数据。
工厂经理可能面临削减成本的压力。然而，在当前的经济状况下，许多行业，尤其是石油和化工生产部门，都迫切需要找到潜在的成本节约方法。NEMA网站上的Cadeo白皮书承认，大多数现代电机的效率已经超过95%，因此电机的进一步发展不太可能产生显著的能源节约。相反，他们的发现针对的是堆积保证金的固有浪费。
减少过度设计边际
每个人的设计都有一定的误差范围。然而，在将系统中每个组件的合理适当的误差范围和系统内置的误差范围相加后，叠加的误差范围可能导致效率低下。
例如，考虑一个化学处理系统的泵送部分，目标流量为每分钟100加仑(gpm)。系统设计师知道系统中会有方差，所以为了避免90 gpm的负方差，他们不设计为100 gpm，而是以105到110 gpm为目标。然后，在选择泵电机要求时，如果设计规格要求100 gpm的400马力(hp)电机，他们会增加10%，并认识到他们需要440马力的电机。然而，制造商提供的最接近的选项是450马力，所以他们必须购买比他们需要的更多的功率。在系统设计的每个点上都可以发现类似的边际差异，从而导致远远超过所需的容量。
Cadeo小组调查结果
在他们的研究中，Cadeo集团希望了解在各种应用(包括恒速应用)中安装vfd动力驱动系统的能源和非能源效益。
该研究集中在由NEMA和NEEA测量的变速和恒速泵上。BETVICTOR体育官网虽然该研究结果有望在其他可变扭矩应用中具有代表性，但Cadeo集团希望进行额外的研究，以了解泵、风扇、压缩机、输送机、自动扶梯等操作实践中产生的差异。BETVICTOR体育官网
泵的研究验证了变速系统的预期节能效果，估计节能19% - 55%。按升序排列，该研究检查了以下六种应用:工业、冷却、增压、加热、冷却塔和市政水处理。该研究计算出平均节省的功率为43%，平均功率差归一化为0.24千瓦/马力。使用全国平均0.12美元/千瓦时(kWh)的电力，可变负载应用导致平均节省能源895千瓦时/马力/年，并从节省的能源中预期四个月的回报。
更值得注意的是，该研究还发现，在恒负载应用中使用变速控制可以节省电力。恒载应用被定义为任何应用，其中95%的工作小时以特定流量运行，用可变负载系统取代恒载系统可节省0%至38%的能源。总体而言，该研究计算出平均节省23%和0.194 kW/hp。在电力0.12美元/千瓦时的情况下，在恒流应用中使用可变负载系统可平均节省349美元千瓦时/马力/年的能源，并可从节省的能源中获得10个月的预期回报。
储蓄的来源
为了解释这种成本节约是如何实现的，请认识到变流量系统设计和恒流系统设计之间的内在差异。当在系统中使用变速泵控制时，能量使用遵循系统的能量使用曲线。减少流量自然会减少能源消耗。
对于恒流系统设计，系统以单速率运行，该速率沿泵的性能曲线移动。为了分析的目的，最常用的流量被认为是恒载系统的最佳效率点(BEP)和全速工作点。
成本的节省来自于认识到堆叠的边缘对性能和系统曲线的贡献。泵的额外余量改变了性能曲线上最佳工作点的位置。即使不需要增加压力和流量，节流泵也会消耗等量的能量。
将VFD系统添加到恒流系统的电机将允许许多工厂管理人员消除不必要的压力，不需要的流量，并认识到潜在的节省。然而，必须注意的是，一些旧电机在应用变频器时可能需要特殊考虑。当然，这些细节会影响到特定工厂转换的盈亏平衡点。
当然，电力成本只是采用变速控制系统可能节省的一种形式。管理人员将发现变速泵的软启动降低了维护成本，提高了系统性能的维护能力。BETVICTOR体育官网当考虑到节流的常见形式是如何将一些系统输出输出回系统时，很容易看出系统将如何识别降低的成本和增加的产量。其他流程改进包括改进控制、提高系统灵活性以及通过物联网连接增加数据反馈。
随着COVID-19大流行带来的当前经济不确定性，工厂经理面临着比以往任何时候都更大的削减成本的压力。将VFD应用于电机系统，允许工厂经理通过堆叠的误差范围减少系统引入的浪费，并将提供额外的灵活性以适应不断变化的需求。虽然可变负载应用的投资回收期最短，但恒负载应用也将节省能源和更短的投资回收期。