１ 引言
建筑通風(fēng)領(lǐng)域使用雙速通風(fēng)機(jī)非常普遍，一般風(fēng)機(jī)的高速用于排煙，低速用于通風(fēng)，也有為了不同時(shí)間區(qū)段的需要分別使用高低速都用于通風(fēng)功能的。我國(guó)1998年以前只有 YD系列的雙速電機(jī)，1998年正式有了國(guó)家YDT系列電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，由于YDT系列電機(jī)是根據(jù)流體機(jī)械的運(yùn)行特性專門設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)專用雙速電機(jī)，因而比YD系列電機(jī)作為雙速通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力源在節(jié)能方面有非常大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。但是因?yàn)閅D系列電機(jī)進(jìn)入我國(guó)通風(fēng)機(jī)制造市場(chǎng)的時(shí)間早于 YDT系列電機(jī)，而且如將通風(fēng)機(jī)從使用YD系列電機(jī)轉(zhuǎn)換到Y(jié)DT系列電機(jī)的話，相關(guān)的配電柜設(shè)計(jì)和相關(guān)的消防控制電路就都要有所改動(dòng)，再有就是用戶對(duì)節(jié)電的認(rèn)識(shí)比較淡薄，導(dǎo)致在我國(guó)用于建筑的雙速通風(fēng)機(jī)尚有約60%仍在采用YD系列的雙速電機(jī)，由于在建筑市場(chǎng)并行使用兩種不同特性的雙速通風(fēng)機(jī)，就經(jīng)常出現(xiàn)電路的錯(cuò)接現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)燒毀和影響工程建設(shè)速度的問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，實(shí)際上從節(jié)能角度出發(fā)，YDT系列電機(jī)作為雙速通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力源更科學(xué)、更合理、更節(jié)能。
2 電機(jī)的節(jié)能分析
YD系列和YDT系列化電機(jī)從機(jī)械制造角度來(lái)講在工藝上并沒(méi)有什么難度差別，在機(jī)座號(hào)方面也完全相同，為了進(jìn)行有針對(duì)性的節(jié)能比較，筆者同時(shí)選取了高速功率完全相同的YD280S機(jī)座號(hào)和YDT280S機(jī)座號(hào)電機(jī)進(jìn)行比較，從表1看出，兩種電機(jī)的機(jī)座號(hào)、高速功率、轉(zhuǎn)速和出線端數(shù)完全相同，額定負(fù)載的功率因數(shù)，效率和堵轉(zhuǎn)電流和額定電流之比也極其接近，但兩種電機(jī)的高速和低速功率的匹配設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)的額定低速功率電流卻有非常明顯的差距。YDT280S的低速額定功率配比只是高速額定功率配置的33.64%，但YD280S的低速額定功率配比卻是高速額定功率配置的76.36%，另外兩種電機(jī)的接線型式也完全不同。業(yè)內(nèi)人士都應(yīng)該清楚，并且從圖1看出，一般電機(jī)的負(fù)載特性之一是當(dāng)負(fù)載率為1左右時(shí)，功率因數(shù)cosφ最高，隨著負(fù)載率的降低，功率因數(shù)cosφ明顯下降，無(wú)功損失必然加大；電機(jī)的負(fù)載特性之二是當(dāng)負(fù)載率為0.8左右時(shí)，電機(jī)效率曲線達(dá)到峰值，機(jī)械效率最高，此點(diǎn)右邊，雖負(fù)載率從0.8增至1，但電機(jī)效率曲線卻稍有下降，所以，電機(jī)額定效率并不是電機(jī)的最高效率。負(fù)載率從0.8至0.65電機(jī)效率曲線也是稍有下降，下降的程度和負(fù)載率從0.8至1時(shí)電機(jī)效率曲線下降的相近，負(fù)載率小于0.65時(shí)曲線下降的陡度加大，機(jī)械效率降低得比較明顯。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)中在選定電機(jī)這個(gè)環(huán)節(jié)，基本都是按負(fù)載率0.8來(lái)確定電機(jī)的配置。這樣，既可保證電機(jī)的負(fù)載有一定裕度，不至過(guò)載，又可保證電機(jī)的工作點(diǎn)處于較高的機(jī)械效率，以利節(jié)能。
上述影響電機(jī)運(yùn)行效率的基本因素都與負(fù)載狀況有關(guān)，因此，對(duì)于合理確定電機(jī)的負(fù)載率來(lái)選擇通風(fēng)機(jī)的電機(jī)配置對(duì)節(jié)能意義是很大的，但恰恰相反的是YDT系列電機(jī)用于通風(fēng)機(jī)由于其高低速的功率配置造成的結(jié)果是低速的負(fù)載率很低，效率必然很差，從表2看出，當(dāng)YD280S電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，負(fù)載率就只有30%多點(diǎn)。
根據(jù)上述已被實(shí)踐所證明的理論，從節(jié)能角度出發(fā)，分別分析相同的通風(fēng)機(jī)分別使用YD280機(jī)座號(hào)和YDT280機(jī)座號(hào)電機(jī)的節(jié)能情況，當(dāng)通風(fēng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)負(fù)載率為0.8和1.0時(shí)分別計(jì)算其結(jié)果不可能有很大差距。問(wèn)題在于雙速通風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間是很少的，絕大部分時(shí)間是低速運(yùn)行，因而，實(shí)現(xiàn)雙速通風(fēng)機(jī)的節(jié)能與否的關(guān)鍵是看低速運(yùn)行的節(jié)能情況，對(duì)于雙速通風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，不同的雙速電機(jī)的低速負(fù)載率是研究衡量區(qū)別兩種電機(jī)節(jié)能問(wèn)題的核心。當(dāng)通風(fēng)機(jī)葉輪直徑和氣體密度相同時(shí)，根據(jù)通風(fēng)機(jī)相似性能換算公式：軸功率P=Pˊ(n/nˊ)3 ，為計(jì)算方便，將YD280機(jī)座號(hào)和YDT280機(jī)座號(hào)電機(jī)（在其極數(shù)為6/4極時(shí)）高低速度之比大約定為1：0.665，當(dāng)YD或YDT雙速電機(jī)高速負(fù)載率為1.0時(shí)，高速功率為55kW，低速功率對(duì)應(yīng)為P=55×(n/nˊ)3＝ 16.17kW；當(dāng)電機(jī)高速負(fù)載率為0.8時(shí)，低速功率對(duì)應(yīng)為P=55×0.8×(n/nˊ)3＝12.94 kW, 顯然YDT280S電機(jī)的低速額定功率與高速額定功率配比55/18.5 kW對(duì)于流體機(jī)械是合理的，而YD280S電機(jī)的低速額定功率與高速額定功率配比55/42 kW中低速額定功率顯然比通風(fēng)機(jī)低速實(shí)際負(fù)載需求超出太多，由于在流體機(jī)械中YD280S電機(jī)的高速YD280S電機(jī)的低速額定功率與高速額定功率配比55/42 kW對(duì)于流體機(jī)械不只是大馬拉小車的表面形式問(wèn)題，重要的是由于這種現(xiàn)象使得電機(jī)的功率因數(shù)和機(jī)械效率變得極差,不可避免地造成電能源有功功率和無(wú)功功率的浪費(fèi)。計(jì)算結(jié)果見表2。從表中看出，YD280S電機(jī)低速負(fù)載時(shí)的機(jī)械效率與YDT280相差約20%，功率因數(shù)下降得就更多，平均約35%。在電機(jī)低速負(fù)載率0.8時(shí)，YD280S電機(jī)比YDT280電機(jī)的輸入功率大約1倍。
3 電機(jī)的節(jié)能計(jì)算
從節(jié)能角度來(lái)講，電機(jī)的節(jié)能計(jì)算應(yīng)該分成3部分進(jìn)行，有功節(jié)能計(jì)算、無(wú)功節(jié)能計(jì)算及線損節(jié)能計(jì)算，3部分的總合才是總節(jié)能。根據(jù)表2，進(jìn)行雙速通風(fēng)機(jī)分別使用YD系列和YDT系列化電機(jī)的節(jié)能計(jì)算。
４ 結(jié)論
通過(guò)以上對(duì)雙速通風(fēng)機(jī)分別使用YD系列和YDT系列化電機(jī)的節(jié)能分析和計(jì)算非常清楚地看出，雙速通風(fēng)機(jī)使用YDT系列化電機(jī)比YD系列電機(jī)節(jié)能42.9%～55.5%。國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域使用雙速通風(fēng)機(jī)是很常見的，如按雙速通風(fēng)機(jī)占0.5%的使用比例數(shù)，平均低速功率按5.5 kW計(jì)算，國(guó)內(nèi)目前運(yùn)行的通風(fēng)機(jī)為3800多萬(wàn)臺(tái)，每天按8計(jì)，年節(jié)能就可達(dá)31億kW，價(jià)值21億元人民幣，對(duì)于使用雙速通風(fēng)機(jī)的用戶，其專業(yè)知識(shí)可能欠缺，但是，雙速通風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)商和設(shè)計(jì)者都是應(yīng)該清楚的。遺憾的是至今仍有相當(dāng)多的生產(chǎn)商和設(shè)計(jì)者仍在選用YD系列電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙速通風(fēng)機(jī)，在我國(guó)電能非常短缺的今天，希望引起相關(guān)方面重視，為發(fā)展節(jié)約型社會(huì)，在可能的一切范圍內(nèi)減少能源浪費(fèi)，為創(chuàng)造良好的循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出努力。
