功率‧Power
2017-06-09
泵浦構造‧Pump Structure
2017-06-09
6
泵浦系統‧Pump System
泵浦的運作狀態主要取決於系統負載的狀況。
泵浦在固定轉速下可以找到一個揚程與流量的關係，這個關係就呈現於H-Q曲線。
但是，H-Q曲線上有無限多個點，到底哪一個點才是泵浦現在的運作狀態？
我們該如何調整水量？
為了回答上述問題，我們需要找到另外一條曲線，稱之為負載曲線。 負載曲線呈現了管路系統的能量需求狀況，除了受出水口的高度影響外，也呈現了管路及節流閥的各種損失。 負載曲線一般而言，揚程H為流量Q的二次函數。 如果把H-Q曲線跟系統曲線畫在同一張圖上，我們應該可以找到一個相交點。 此交點即為泵浦在此系統下的操作點，對應一組揚程與流量。 若要改變泵浦的操作點，有以下方法。
調整節流閥開啟度改變系統負載 --改變負載曲線
調整變頻器改變馬達轉速 --改變H-Q曲線
調整節流閥並同時利用變頻恆壓控制 --改變負載曲線與H-Q曲線
調整變頻器改變馬達轉速 --改變H-Q曲線
調整節流閥並同時利用變頻恆壓控制 --改變負載曲線與H-Q曲線
日常生活中，當我們用水龍頭調節水流的大小時，其實就是在利用節流閥改變系統負載。 使用節流閥來調整流量可以說是最簡單也是目前最常見的方法。 當關小閥門時，系統的阻力增加，因此造成流量的減少。 然而，馬達仍然為全速運轉，節能效果並不明顯。
若是需求流量會依據不同時期或季節不同的時候改變，使用變頻控制改變馬達轉速會是比較節能的方法。 改變馬達轉速時，我們會得到一條平行原來H-Q曲線的新H-Q曲線，馬達的輸入功率也會跟著改變。 我們通常只會減少轉速，因為馬達若是在超過額定轉速下使用，將導致馬達過載燒毀。
由於安裝上的限制，用水的當下較難直接改變馬達轉速，例如美髮沙龍一次可能只有一個人，也有可能十個人同時洗頭，常見的變頻系統其實是利用節流閥搭配恆壓設定來自動控制。 當節流閥關小時系統負載上升，此時降低馬達轉速使泵浦的輸出壓力維持原設定，如此一來就能減少流量並減少能源的損失。 利用系統的壓力來控制轉速雖然還是比直接調整轉速耗能，但以實用性來看確實是較為可行的作法。
在選用泵浦大小的時候，並非只考慮所有水龍頭都打開的狀況，而是要去思考一下怎樣的使用狀況是比較常有的。
例如一個單人套房裡面有廚房、淋浴、馬桶、洗衣機等設備，所有設備同時開啟的狀況極少，此時就應該選擇小型一點的泵浦。
通常當操作點落在性能曲線的中段時效率比較高，效率高的操作點若能滿足大部分的使用狀況，使用上就可以有比較少的能源損失。
使用變頻馬達最大的好處就是非常多個水龍頭同時使用與只用一個水龍頭時，每個水龍頭的出水量是相差不大的。選用變頻馬達系統時除了確定常有水龍頭使用數量變化(流量變化)外，就是要確保泵浦恆壓範圍內的最大出水量(所有水龍頭全開)是足夠的。然而，也不是選則越大越好，因為降低頻率時也是會有轉換效率的差別的。