Die Affinitätsgesetze beschreiben, wie sich eine Zentrifugalpumpe oder ein Ventilator verhält, wenn Sie ihre Drehzahl ändern: Der Durchfluss skaliert direkt mit der Drehzahl, die Förderhöhe skaliert mit dem Quadrat der Drehzahl und die Leistung skaliert mit der dritten Potenz der Drehzahl. Gerade diese kubische Beziehung der Leistung ist der wichtigste Grund dafür, dass drehzahlgeregelte Antriebe bei Pumpen und Lüftern so viel Energie einsparen.
Für ein gegebenes Laufrad, das mit einer neuen Drehzahl läuft, besagen die Affinitätsgesetze:
Die gleichen Zusammenhänge gelten, näherungsweise, wenn Sie statt einer Drehzahländerung den Durchmesser eines Laufrads reduzieren.
Da die Leistung der dritten Potenz der Drehzahl folgt, führen kleine Drehzahlreduzierungen zu großen Energieeinsparungen. Halbe Drehzahl reduziert die Leistung auf ein Achtel.
Deshalb ist das Drosseln über ein Ventil zur Verringerung des Durchflusses, wobei die Pumpe mit voller Drehzahl läuft und die überschüssige Energie als Wärme und Geräusch verloren geht, so ineffizient im Vergleich zum einfachen Verlangsamen der Pumpe.
Die Reduzierung der Drehzahl mit einem Antrieb nutzt die Würfelgesetz-Einsparung direkt, ein Kernpunkt in Strategien zur Senkung der Energiekosten in der Fertigung .
Die Würfelgesetz-Einsparung ist am größten, wenn das System von Reibungsverlusten dominiert wird, sodass seine Kennlinie nahe dem Ursprung verläuft.
Hat ein System eine erhebliche statische Förderhöhe, also Flüssigkeit auf eine feste Höhe zu heben, kann die Pumpe nicht so stark langsamer laufen, bevor sie keinen Durchfluss mehr liefert, und die tatsächlichen Einsparungen sind kleiner als das ideale Würfelgesetz vermuten lässt. Wenden Sie die Affinitätsgesetze immer entlang der tatsächlichen Systemkennlinie an, nicht isoliert.
Die Einsparung zu realisieren bedeutet, die Pumpe nur so schnell laufen zu lassen, wie es der Prozess benötigt, genau das macht ein Frequenzumrichter. Wenn Sie abwägen, wie Sie den Motor antreiben, sehen Sie sich Soft-Starter vs. Frequenzumrichter an, denn nur ein Frequenzumrichter erschließt die durch die Affinitätsgesetze mögliche Energieeinsparung.
Eine Überwachungsplattform, die Pumpendrehzahl, Durchfluss und Leistung trendet, bestätigt, dass die Einsparung real ist, und meldet, wenn eine Pumpe von ihrem effizienten Betriebspunkt abweicht. Fabrico liest das direkt von der Leitung und steuert die Arbeit um, wenn die Effizienz nachlässt. Buchen Sie eine Fabrico-Demo , um es zu sehen.
Sie setzen die Leistung einer Zentrifugalmaschine in Beziehung zur Drehzahl: Der Durchfluss ist proportional zur Drehzahl, die Förderhöhe zum Quadrat der Drehzahl und die Leistung zur dritten Potenz der Drehzahl.
Weil die Leistung mit dem Würfel der Drehzahl skaliert, führt eine moderate Drehzahlreduzierung zu einer großen Leistungsreduzierung. Das Verlangsamen einer Pumpe auf 80 Prozent der Drehzahl reduziert die Leistung auf etwa die Hälfte.
Ja. Sie gelten gleichermaßen für Zentrifugalventilatoren und -pumpen und näherungsweise auch für Änderungen des Laufraddurchmessers sowie für Drehzahländerungen.
Weil Systeme mit signifikanter statischer Förderhöhe nicht der idealen, nur durch Reibung bestimmten Kennlinie folgen. Die Pumpe kann nicht so weit gedrosselt werden, daher ist die erreichbare Einsparung geringer als das reine Würfelgesetz vermuten lässt.
Anmeldung
Blog
