就能源利用率这一问题来讲,Grundfos公司又一次出类拔萃了:借助于新型CR系列电动机,Grundfos公司2.2kW功率的多级高压泵的能源效率等级已经超过了最高级别IE4级的规定和要求了。
CR系列泵是立式的多级高压泵,其左右两侧一进、一出的进水口和出水口有着相同的公称尺寸,所需的安装占地面积也很小。该系统的高压泵为用户提供了多种可以选用的变型和附件。对于特殊的被输送介质(腐蚀性的、磨蚀性的、浓稠的)、很高压力以及很宽的工作温度范围,可以选择使用不同的材料、特殊的滑动密封和无泄露的电磁耦合器。尽管主要的零部件都实现了标准化,但仍然能够根据用户使用需要制造出针对性很强的多级高压泵——若把所有的变型配置型式都数一遍会有近百万种变型。
多级高压泵所使用的电动机是Grundfos研发生产的、最大功率可达2.2kW的CRE系列的电动泵专用电机。这种电动机目前也有了技术上的创新:高转速(3600转/分代替了原来常规的2900转/分),最高能源利用效率超过了IE4(IEC TS 60034-31 Ed.1)的规定和要求,结构设计更加紧凑,新的电动机更加智能化。
图1 MGE电动机和它的操作控制器:这种电动机配备了预编程控制程序,从而使用户简简单单地完成常规应用的匹配和调整
MGE电动机,一种由Grundfos公司自主研发和生产的流程泵驱动电机是一种带变频器的水泵动力设备,其功率最高达22kW,所有型号都满足了IE3级的能源效率要求。从2013年4月起,功率范围至2.2kW的这种电动机都被更加高效、节能的永磁系列电动机所取代。这种电动机结合内置变频器实现的节能效果明显超过了超级节能系列的IE4等级。
作为特别需要强调的PM系列电动机的特点是:在大多数部分负载运行工况下几乎没有效率损失,这与老式的异步电动机完全不同。
Grundfos公司认为:虽然当前的生态设计指令还没有规定强制使用IE4级电动机的具体日期(目前只规定了从2015年到2017年止要使用IE3级电动机),但也有充分的理由建议从现在开始就使用新的MGE系列电动机。例如,1.1kW的MGE电动机的效率超过了90%,明显高于IEC TS 60034-31 Ed.1标准规定的85%。与当前执行的IE 2标准相比较,1.1kW的MGE系列电动机的效率要高12%。
同时还有新的特点:智能化的配置功能,它极大方便了流程设备与流程泵的性能匹配。
图2 新的CR系列水泵(图中为配用MGE电机的CRE型水泵)是一种高压水泵,适合于泵送腐蚀性液体和其他多种液体介质
永久磁铁的功能性
迄今为止所使用的MGE电动机都为预编程控制的类型,例如在恒定压力下工作,同样也有比例压力阀的类型,或者是在恒压或者恒温下工作的类型。除了八种不同的控制调节方式以外,其理论值可以受其他传感器(例如:温度超高温、流量传感器等)的影响,从而也辅助提高了控制调节的灵活性。这种预编程控制方式运行泵的使用者简简单单地把泵对常规应用性能匹配起来。这一显著特性也被Grundfos公司进行了改进和完善。
还有许多新的辅助功能:例如,向进水管注入少量的引水而不会带来有害的压力冲击;根据转速估计流量以及根据流量估算单位输送容积的能耗kWh/m3。所有的这些辅助功能都能使CRE泵更好地与流程设备的要求相互匹配。
很高的转速,紧凑的结构设计
这种高速电动机有什么作用和意义呢?由于提高了泵的输出转速也有着比2900转/分水泵更高的输出流量和扬程(回忆物理原理:按照水泵相似律压力提高两倍流量提高四倍)。在实际中这就意味着:流程设备制造者/用户可以在功率相同的情况下使用体积更小的水泵,更加节约占地面积。在2900转/分和3600转/分的转变过程中,Grundfos公司为您准备了现成的更换明细表。而在国际市场中从事经营的流程设备制造者还可选用50/60Hz的电动机。
在2.2kW~22kW的功率范围内,水泵使用的电动机仍然像以前一样是内置变频器GME电动机,能源利用率等级为IE3。功率范围至45kW时,Grundfos公司提供了外置变频器的IE4级电动机:CUE系列电机。功率范围超过45kW时仍为IE3电动机。
新型MGE电动机是一种可再生能源版的电动机,它可以直接用太阳能电池或者直流蓄电池供电。电动机能够保证转速最佳地按照实际功率相互匹配,用业内人士的行话来讲就是能够跟踪最大功率点,也就是说:电动机始终在电流和电压都能达到最大的工作点上运行。这一优化了的工作点与太阳能电池受到阳光照射的强度、温度和类型有关。
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