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节能优势

节能优势

  • 分类:科技创新
  • 发布时间:2020-04-09 00:00:00
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概要:
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 风机是一种流体机械,其作用是将机械能转化为风能。风机的核心部件是叶轮,而叶轮又是由无穷个叶剖面即翼型组成,因此风机的能量转换过程最终落实到翼型上,也就是说风机整体的性能由空气流过每个翼型的流动特征而决定。空气流过翼型时会产生升力和阻力,一般升力对应着有用功,而阻力对应着能量损耗。升力与阻力的比值即升阻比,升阻比越大则说明能量转化效率越高。单从翼型的作用来看,传统老式翼型的升阻比相对较低,相应风机的能耗较高。
  新型翼型风机的设计,摒弃了以往采用已公布的升阻比低、能耗高的传统风机翼型设计,先进翼型设计采用了自行设计的最先进风机专用翼型。运用先进航空技术设计的风机专用翼型不但具有高升阻比,还具有平稳的失速特性及对粗糙度不敏感等特点;其次在风叶的匹配上借鉴了航空高科技中的螺旋桨设计技术、旋翼设计技术以及航空发动机设计技术与理论,并结合三元流数值模拟方法进行。在多年的实践中不断完善和提高,目前,已形成了风机设计专用软件包。由于采用了最先进的翼型设计及众多风机设计节能元素,因此风机效率大大提高,且高效范围宽,在非设计点也具有良好性能。
  先进翼型节能风机广泛应用在纺织空调的节能改造和低成本运行当中,为纺织企业降低能耗、节约运行成本发挥了显著的特殊作用。为了更好的将先进翼型风机技术应用到纺织企业乃至风机应用的各行各业,为了改进和提高轴流风机的运行性能,西北工业大学用流体力学(CFD)方法设计了系列风机翼型,对其部分翼型和风机行业原来采用的翼型CLARK-Y和RAF-6E在风洞中以及运行风机在试验台上进行了对比试验。试验结果表明,新设计的第三代先进翼型、气动性能高于原有的风机翼型,采用先进翼型的第三代节能风机,节电和风机效率明显优于原有的翼型风机。
  先进翼型节能风机叶轮叶片采用航空“先进翼型”设计,升阻比大,性能优良,机械效率高。在纺织企业新建项目的空调风机配置上比同行业可直接降低电机功率型号,保守节电15%以上,减少风机运行费用,为企业节约运行成本。

关键技术
  第三代先进翼型轴流通风机的研制背景,是为纺织企业解决车间空调系统风机耗电大、供风不足、车间温度高、车间湿度不够、粉尘飞花多等相关问题。在设计中,对叶片的形状和轮毂的组装方式进行了科学创新,叶片弦长过度到根部为扭曲角度,叶片与叶柄为过度扭曲矩形连接方式(此叶片形状设计为西北工业大学独有先进翼型设计,叶型独特,属国内唯一技术,风机行业领先)。由两片法兰盘紧扣叶柄用螺栓紧固、锁紧将叶片组装成叶轮(此方法设计独创、安装简便)。
  该技术的研发成功,有效解决了纺织企业目前在空调系统存在的诸多棘手问题。公司以该技术为突破口和设计基础,将第三代先进翼型轴流通风机应用范围扩展到工业生产、民用及服务业的各个领域。
  其关键技术表现在风机叶轮翼型、数据分布、弦长比值、层流波段、相对厚度、弯度形状、光度处理以及叶轮材质、轮毂匹配设计、风机安装特点上,下面分项叙述其关键技术特点优势。

风机叶轮翼型特点
  第三代先进翼型轴流通风机节能叶轮外观视角、扭角过度、数据分布、弦长比值、层流波段、相对厚度、弯度形状、光度处理等设计,是陕西金翼通风科技有限公司独家拥有和在国内外市场独家推广应用的风机类型。
  1、其叶轮翼型采用了西北工业大学独家设计的FJZX系列高升阻比先进翼型,该翼型的升阻比比传统风机行业采用翼型升阻比高出40%左右,保证了风机节能的基本条件;
  2、沿叶片弦长函数曲线设计,科学合理的借鉴了三元流体理论、飞机机翼、螺旋桨发动机及最佳气动布局等航空先进技术设计元素;
  3、叶片长度比传统风机叶片长度长约15%左右(根据不同工况具体确定长度),吃风面积增大,增加了叶片做功面积,减少了无用功消耗,降低了同等工况下的轴功率需求;
  4、叶片弦长过度到根部为扭曲角度,叶片与叶柄为过度扭曲矩形连接方式;此叶片形状设计为西北工业大学独有先进翼型设计,叶型独特,属国内唯一技术,风机行业领先。(见下图A)
  以上设计不但保证了叶轮的优越性能,同时具有风机高效范围宽,在非设计点也具有良好性能、对页面粗糙度不敏感特性等特点。

技术指标
  项目完成后,我公司的轴流风机将达到国家规定的一级能效标准,节能率在20%以上。

质量指标
  项目完成后,我公司轴流风机不仅满足JB/T10562-2006《一般用途轴流风机技术条件》的要求,而且满足 GB10080-2001《空调用通风机安全要求》,在性能指标上要达到国际先进水平。

工艺流程
  风机制造工艺流程:叶片铸造——叶片装配——风筒制作——风机喷漆——风机测试——检验及包装。

风机检测工序
  风机检测采用企业自有航空风洞检测设备,对风机的噪音、功率、电流、风量、风压、动压、静压等参数进行检测,检测结果符合企业内部标准(高于行业标准和国家标准)

能效指标对比
  与同行业风机能效指标比较情况
  第三代先进翼型轴流通风机的优越性能在实际应用中非常显著,为了直观的说明问题,下面是在同等测试条件下对相同工况工作的风机更换叶轮后,进行测试,风机性能参数对比结果如下:

 

 

对比项

金翼风机

同行业风机

对比结果

型号

YFZ-40/35-17(先进翼型设计)

SFZ40/35-11(传统老翼型设计)

-

材质

航空铝合金 (重量轻)

普通铝合金(较重)

-

叶长

20#单叶片长73cm

20#单叶片长65cm

叶长增加8cm

叶形

先进翼型设计

传统老翼型设计

-

升阻比

升阻比比值100

升阻比比值60

升阻比升高40,升高66%

噪音

A声级,88-103dB(A)

95-116dB(A)

噪音降低7-13dB(A),降低率8-12%

风量

20#风机18-23
万m³/h,

20#风机14-18万m³/h,

风量增加4-5万m³/h,增加率25-28%

风压

20#风机最大风压739pa

20#风机最大风压660pa

最大风压升高79pa,升高率12%

功耗

同比节电10-20%

功率配置大,耗能高15%

-

效率

风机效率76-83%

风机效率68-75%

风机效率提高8%

回收期

6—9个月

每年运行成本浪费约2万元

节约运行成本2万元

电流

21安

29安

降低8安培

 


  从以上对比可以看出:
  1、叶片长度增加8cm;
  2、风机升阻比提高40,提高率66%;
  3、噪音降低7-13dB(A),降低率8-12%;
  4、风量增加4-5万m³/h,增加率25-28%;
  5、最大风压升高79pa,升高率12%;
  6、风机效率提高8%;
  7、运行电流降低8安培;
  8、同比节电10-20%。
 

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