風機系統節能技術

第一頁，共七十三頁。DefineProcessNeeds

風機系統應用Transport運輸Feed進料Shape成型Ventilate通風Grind打磨Heat加熱Cool冷卻Clean清潔Dry干燥Mix混合第二頁，共七十三頁。Efficiency

能效第三頁，共七十三頁。FanSystemEfficiency

風機系統效率PlantPower100%95%Left90%Left58%Left29%LeftMotorLoss5%DriveLoss5%FanLoss35%SystemDamperLoss50%MotorBeltDriveFanProcess工廠總功率剩余95%剩余90100%剩余58%剩余29%電機損失5%驅動損失5%風機損失35%系統擋板損失50%電機皮帶傳動風機工藝第四頁，共七十三頁。TypicalPlantSystem

典型的工廠系統InputEnergyWastedEnergyProcessNeeds輸入能源工藝需求浪費的能源第五頁，共七十三頁。AchievingaMatch

實現匹配InputEnergyProcessNeeds工藝需要輸入能源第六頁，共七十三頁。EnergyLaw

能量守恒定律EnergyCannotBe

CreatedorDestroyed能量既不能創造也不能消滅第七頁，共七十三頁。DestructiveEnergy

無用能量Heat&Vapor熱和蒸汽Vibration&Noise震動和噪音第八頁，共七十三頁。DollarCostsofDestructiveEnergy

無用能量的經濟代價Equipmentbreakdowns 設備故障Idleworkers工人沒活干Morerejects廢品增加Reducedproductivity生產力下降Highermaintenanceandrepaircosts維修工作量及維修費增大Priorityshippingcharges急件運輸費增加Spoiledproductcleanupanddisposal報廢產品清理和處理費用Higherenergycost能源成本提高第九頁，共七十三頁。HumanCostsofDestructiveEnergy

無用能源的人力代價Fatiguedorunhappyworkers造成工人疲乏或不舒適Workerswithhearingdamage損害工人聽力Disruptedfamilylifeofmechanicsw/beepers打亂了配有警報器的機修工的家庭生活Disruptedschedule造成倒班混亂Latedelivery,angrycustomers遲交貨，客戶不滿意Spoiledproductmesstocleanupanddisposeof報廢產品清理和處理

第十頁，共七十三頁。FanSystemCosts

風機系統成本Labor勞動力Repair維修Capital投資Energy能源Breakdownlosses故障損失Low低Low低Medium中High高VeryHigh非常高第十一頁，共七十三頁。QuickPaybackFanOpportunities

風機系統節能投資回收期短的機會Lookfor尋找Fixedpositiondamper固定擋板Throttlecontrol節流控制Paddle-wheelfans葉輪風機Poorductconnections風管連接不當

第十二頁，共七十三頁。FanTypesandApplications風機類型及應用第十三頁，共七十三頁。PropellerFans

葉輪風機CommonlyusedinLowpressure,Lowvolumeapplications通常用于低壓,小風量應用場合CoolingtowerWallexhaustRoofexhaustHomewindow冷卻塔墻壁排風屋頂排風房間窗戶排風NotveryefficientNoisyNotabletogeneratemuchpressure效率不是非常高存在噪音不能產生太高的壓力DiagramCourtesyAMCA該圖表為AMCA版權所有第十四頁，共七十三頁。VaneAxialFans

葉片軸流風機Usedwherelargequantitiesofairareneededatmodestpressures用于中壓，大空氣流量的場合TunnelventilationLargebuildingventilationProcessAir隧道通風大型建筑通風工藝需要的空氣CanbeveryEfficientCanbeVariablepitch效率可以非常高可變節距調整DiagramCourtesyAMCA該圖表為AMCA版權所有第十五頁，共七十三頁。VaneAxialfans

InstallWithDiffuserifPossible

葉片軸流風機

盡可能安裝擴壓器第十六頁，共七十三頁。CentrifugalFans

離心風機CandevelopRelativelyhighpressures-5000PaandhigherSingleordoubleinletVarietyofbearingandmotorconfigurationVarietyofpressureclasses能夠產生相對高的壓力-5000Pa及更高單進氣口或雙進氣口可以配置各種軸承和電動機具有各種壓力等級DiagramCourtesyAMCA該圖表為AMCA版權所有第十七頁，共七十三頁。CentrifugalFanEfficiencies

離心風機效率Radialblade 50-60%徑向葉片Radialtip 50-65%徑向葉尖Forwardcurved 45-65%

前曲葉片Backwardinclined 55-70%

后傾葉片Backwardcurved 55-70

后曲葉片Airfoil 60-75%翼型葉片第十八頁，共七十三頁。DoubleWidthCentrifugalFan

雙寬度離心風機CanhandlelargervolumesofairImpellerforcesbalanced(nothrust)Makesductedinletstrickier可以處理更大流量的空氣葉輪的各個作用力得到平衡(無推力)使管道連接的進口更先進DiagramCourtesyAMCA該圖表為AMCA版權所有第十九頁，共七十三頁。第二十頁，共七十三頁。RadialBladedImpeller

徑向葉片狀葉輪SimpletobuildLeastexpensiveCanhandlematerialintheairstreamveryhighpressurecapabilityLowestefficiency50-60%結構簡單成本最低廉可以處理空氣流中的物質能夠產生非常高的壓力效率最低，只有50-60%第二十一頁，共七十三頁。ForwardCurvedImpeller

前曲葉輪Usually24to64shallowcup-shapedbladesSensitivetodirtVeryinexpensiveCommonlyfoundinresidentialairsystems通常情況下為24到64個淺杯形葉片。對污垢非常敏感不十分昂貴通常用于民用通風系統第二十二頁，共七十三頁。BackwardCurvedImpeller

后曲葉輪EfficiencynearlyashighasAirfoilfans9-16SinglethicknessbladesCantoleratesomedirtVerysimilartobackwardinclined效率高，接近翼形風機9-16個單厚度葉片可以耐受一定程度的污垢具有后傾葉輪的特點

第二十三頁，共七十三頁。BackwardInclinedImpeller

后傾葉輪Similarinperformancetothebackwardcurvedimpeller性能與后曲葉輪相似第二十四頁，共七十三頁。第二十五頁，共七十三頁。AirfoilImpeller

翼形葉輪Mostefficientofallcentrifugalfandesigns9-16bladesSelf-limitingonpowerathighflowdoublethicknessbladesexpensivetoconstructNeedscleanair所有離心風機機型中效率最高的9-16個葉片

在高流量是自限制功率雙厚度的葉片，建造成本較高。

需要清潔的空氣第二十六頁，共七十三頁。RadialBladedBlowers

徑向葉片鼓風機Blowerstypicallygenerateover

5000PapressureOftensingleinletBasicallysameasaradialbladedfanexcepthigherspeed通常情況下能夠產生5000Pa以上的壓力通常采用單進氣口與徑向葉片風機基本相同，但速度更高。第二十七頁，共七十三頁。Multi-StageCentrifugal

多級離心風機UsedintankaerationandotherapplicationsthatrequirehighpressureCaneasilydevelop50,000Pa(andhigher)pressureHighlysophisticatedhighspeedmachinesAvoidSurge用于槽罐的通風（加氣）以及其它需要高壓力的使用場合。能夠輕易產生50,000Pa(以及更高的)壓力。技術先進，運行速度更高的機械。防止出現喘振第二十八頁，共七十三頁。AerationTank加氣池

(3.5mdeep)（3.5米深）第二十九頁，共七十三頁。第三十頁，共七十三頁。PositiveDisplacementBlower

正排量鼓風機CangenerateveryhighpressureneedsreliefvalveNotacentrifugalload能夠產生非常高的壓力需要安裝減壓閥不是離心負荷第三十一頁，共七十三頁。FanFlow,Pressure

PowerandEfficiency

風機的流量、壓力、功率和效率

第三十二頁，共七十三頁。FanPowerLaw

風機功率定律第三十三頁，共七十三頁。FanCurve

風機性能曲線Pressure壓力Flow流量PQ第三十四頁，共七十三頁。FanCurve風機性能曲線FanCurve風機性能曲線Pressure壓力Flow流量PQ第三十五頁，共七十三頁。FanPowerCurve

風機功率曲線Power功率Flow流量第三十六頁，共七十三頁。FanPerformance風機性能曲線DiagramCourtesyAMCAPtPstsH第三十七頁，共七十三頁。AffinityLawSpeedChange

速度改變的相似定律FanCurveatHighSpeed高速時風機曲線Pressure壓力Flow流量FanCurveatLowerSpeed低速時風機曲線第三十八頁，共七十三頁。SimplifiedAffinityLaws

簡化的相似定律SimplifiedAffinityLawsforFanSpeedChangeExample風機速度變化時簡化相似定律（示例）第三十九頁，共七十三頁。SpeedChangeExample

速度變化示例Originaloperationat1200rpm:Flow23.595m3/sPressure3000PaPower128,700W在1200rpm下的初始運行狀況：流量：23.595m3/s壓力：3000Pa功率：128,700WChange(slow)samefanto840rpm:將同一風機的轉速降低（減慢）至840rpm：第四十頁，共七十三頁。FanEfficiency

風機效率Pressure壓力Flow流量FanCurve風機曲線Iso-efficiencylines等效率線75%70%65%60%第四十一頁，共七十三頁。OperatingPoints工作點FanCurve(slower)風機曲線（慢速）Pressure壓力Flow流量FanCurve風機曲線SystemCurve系統曲線1′1第四十二頁，共七十三頁。RecommendedSelectionRange推薦選擇工作范圍Notrecommended不推薦Recommendedselectionrange推薦選擇工作范圍Pressure壓力Flow流量Notrecommended不推薦第四十三頁，共七十三頁。EffectsofAirDensity

空氣密度的影響Pressure壓力Flow流量Fancurve風機曲線0.61kg/m3SystemCurve系統曲線0.61kg/m3Fancurve風機曲線1.22kg/m3SystemCurve系統曲線1.22kg/m3第四十四頁，共七十三頁。EffectsofDensityChange

密度變化的影響SimplifiedFanLawsforDensityChanges密度改變的簡化風機定律第四十五頁，共七十三頁。SystemInteractionandControl系統交互作用及控制第四十六頁，共七十三頁。BernouliTheorem

伯努利定理第四十七頁，共七十三頁。VenturiFlowMeter

文丘里流量計Upstreamplane1上游截面1Lowvelocity低速Highpressure高壓Chokeplane2噴管截面2Highervelocity較高速Lowerpressure較低壓Downstreamplane3下游截面3Lowvelocity低速Highpressure高壓第四十八頁，共七十三頁。DuctSystemLosses

管道系統損失Sizeductworksothevelocityisnohigherthanneededbytheprocess正確選擇風管的尺寸大小，使風速不高于工藝過程所需的風速Usegradualsweptturnswhenpossible在可能的情況下，使用逐漸過渡的彎頭Avoidrapidsizeexpansionlargerthan7°onaside(15°totalbothsides)避免在一側大于7度的管徑迅速的擴大（兩面一共15度）US30°wyesonconverginganddivergingairstreamsonhighvelocitysystems高速風管系統中匯集及分散空氣流時使用成30度角的Y型管道結構Avoid“BullHeadTees”

避免使用“大頭三通”第四十九頁，共七十三頁。FrictionSystemCurve

有摩擦的系統曲線FanCurve風機曲線Pressure壓力Flow流量SystemCurvewithcontroldamperpartlyclosed調節風門部分關閉的系統曲線第五十頁，共七十三頁。FrictionSystemCurve

有摩擦的系統曲線FanCurve風機曲線Pressure壓力Flow流量SystemCurve系統曲線

Damperpartlyclosed擋板部分關閉SystemCurve系統曲線Damperopen擋板打開第五十一頁，共七十三頁。ConstantPressureSystemCurve

恒壓系統曲線FanCurve風機曲線Pressure壓力Flow流量SystemCurve系統曲線第五十二頁，共七十三頁。ControllingFanSystems

控制風機系統Fansarebasicallyconstantvolumemachines.

風機基本上是定容機器Forvariableflowneedtouse:對可變流量，需要使用：AdjustableSpeeddrive調速驅動VariablePitch(AxialFans)可變節距（軸流式風機）VariableInletVane(VIV)可調進氣葉片（VIV)InletLouverDamper(ILD)進口百葉窗式擋板（ILD）OutletLouverDamper(OLD)出口百葉窗式擋板（OLD）第五十三頁，共七十三頁。FanAccessories

風機附件Avoid避免使用OutletDampers出口擋板InletDampers進口擋板Applycarefully謹慎應用VIV可調進氣葉片第五十四頁，共七十三頁。AdjustableSpeedDrive

調速驅動FanCurve(slower)風機曲線（較低速）Pressure壓力Flow流量FanCurve風機曲線SystemCurve系統曲線1′1第五十五頁，共七十三頁。VariableInletVanes(VIV)

可調進氣葉片Pressure壓力Flow流量FanCurveVIV50%open風機曲線VIV開50%SystemCurve系統曲線1′1FanCurveVIV100%open風機曲線VIV全開FanCurveVIV25%open風機曲線VIV開25%第五十六頁，共七十三頁。VariableInletVanes

可調進氣葉片%peakpower%峰值功率1’開75%open1開50%open開25%open開100%open%WideOpenVolumeVIV%開度時的風量第五十七頁，共七十三頁。OutletLouverDamper出口百葉窗擋板

InletLouverDamperSimilar進口百葉窗擋板DamperLoss風門損失Flow流量ApparentFanCurve50%open

風機曲線50%

開度SystemCurve系統曲線2′

1FanCurve100%open風機曲線100%開放ApparentFanCurve25%open

風機曲線25%開度2Pressure壓力第五十八頁，共七十三頁。FanPowerCurve

風機功率曲線Power功率Flow流量第五十九頁，共七十三頁。VariablePitchVaneAxial

可變節距葉軸Veryefficientwaytotrimflow是調節流量非常有效的途徑Mostsophisticatedunitscanvarypitchinflighttomaintainefficiencyoverabroadflowrange大部分先進的風機裝置在工作中能夠改變其節距，使其在較大流量范圍內均能保持其工作效率。第六十頁，共七十三頁。AvoidingLosses

fromSystemEffect防止系統效應損耗第六十一頁，共七十三頁。WhatisSystemEffect?

什么是系統效應?“Deficientperformanceresultingfromundesirableflowconditions”“空氣流動不合理導致系統性能低效”AMCAFanmanufacturerscallitthattomakesureyouknowthatitisnotthefan’sfault!風機制造商提出系統效應的目的，是為了使您了解系統低效并不是風機本身造成的，而是系統效應造成的!AMCA（譯注：AMCA—美國通風與空調協會）第六十二頁，共七十三頁。TypesofSystemsEffects

系統效應的類型FanInletFanOutletIntheductworkAtSilencersAtFiltersandCoilsAtSystemAirInlets風機進口風機出口管道系統消聲器處過濾器及盤管處系統空氣的進口處Better較好Best最好Poor最差SystemAirInlets系統空氣進口第六十三頁，共七十三頁。DamagingResultsofSystemEffect

系統效應的損害性后果HigherenergyuseNotenoughflow/pressureEnergypulsationsinfluidflowPossiblepoorperformanceofheatexchangers,ductsilencersandfiltersWorstpartisthatitwasteseveryone’stime系統能耗提高系統沒有足夠的流量/壓力在介質流通中出現能量波動換熱器，管道消聲器和過濾器的性能可能非常差系統效應的最壞后果是浪費每個人的時間第六十四頁，共七十三頁。OutletAreaVelocityProfiles風機出口區域流速分布圖65BlastAreaCutoff送風區截面25%50%75%100%EffectiveDuctLength有效風管長度

OutletArea出口面積DischargeDuct出口管道CentrifugalFan離心風機AxialFan軸六風機DiagramCourtesyAMCA該圖形為AMCA版權所有Watchoutforfanswiththeoutletareamuchlargerthantheblastarea觀察風機的出口面積遠遠大于送風面積Putnothingattheoutletexceptadiffuserorarunofstraightduct除了按裝擴壓器和直管段外，不允許在風機出風口處放置任何東西

第六十五頁，共七十三頁。OutletElbows-CentrifugalFans

出口彎管—離心風機TrumpetingElephantsNotAllowedinthePlant!系統裝置中不允許在出風口處安裝象鼻喇叭形彎管DiagramCourtesyAMCA該圖形為AMCA版權所有第六十六頁，共七十三頁。UsetheProperFanConfigurationFromtheStart

從開始就采用合適的風機配置Someofthemanyconfigurationsavailable許多風機配置方式當中的一些配置情況第六十七頁，共七十三頁。FanAccessories

風機附件AvoidOutletDampersInletDampersApplycarefullyVIVInletboxesUseifpossibleDiffuser防止采用出口調節風門進口調節風門小心使用可調進氣葉片（VIV）進口氣室如果可能，盡量使用擴散器(擴壓器）DiagramCourtesyAMCA該圖形為AMCA版權所有第六十八頁，共七十三頁。InletSystemEffect

進口系統效應Thevel