Инженерный калькулятор · бесплатно

Насос и вентилятор с ПЧ: закон подобия и потребление энергии

Как изменятся расход, напор и мощность при снижении скорости, и сколько энергии в год потребит насос или вентилятор с ПЧ при вашем режиме работы.

Результатпересчитывается сразу

Расход80,0 м³/ч

Напор19,2 м

Мощность на валу5,63 кВт

Энергия на валу в год без ПЧ (полная скорость)66 000 кВт·ч

Энергия на валу в год с ПЧ35 436 кВт·ч

Разница30 564 кВт·ч · 244 513 ₽ в год

Закон «мощность пропорциональна кубу скорости» верен для систем без статического напора: вентиляция, циркуляционные контуры. Если насос поднимает воду на высоту или работает на давление в сети, мощность падает медленнее и реальная экономия меньше.

Расчёт ведётся по мощности на валу. Из сети двигатель берёт больше — раздели́те на его КПД (0,85–0,95), разница в рублях вырастет пропорционально.

Базовый вариант расчёта — двигатель всегда на полной скорости и полной мощности, лишний расход сбрасывается перепуском. Если сейчас расход регулируют задвижкой, потребление без ПЧ уже ниже номинального, и экономия будет меньше расчётной.

Как получилось — формулы с вашими числами

Q₂ = Q₁ × k = 100 × 0,80 = 80,0 м³/ч
H₂ = H₁ × k² = 30,0 × 0,640 = 19,2 м
P₂ = P₁ × k³ = 11,0 × 0,512 = 5,63 кВт
E_ПЧ = P₁ × h × Σ(k³ × доля) / η_ПЧ = 11,0 × 6 000 × 0,521 / 0,97 = 35 436 кВт·ч

Расчёт предварительный и не заменяет проект. Проверьте итоговый выбор по каталогам производителей оборудования. Ссылка в адресной строке сохраняет ваши данные — её можно отправить коллеге.

Как считаем

Для центробежных насосов и вентиляторов действуют законы подобия. При изменении скорости в k раз:

Q₂ = Q₁ × k, H₂ = H₁ × k², P₂ = P₁ × k³

При снижении скорости на 20 % мощность падает почти вдвое: 0,8³ = 0,51. Годовое потребление с ПЧ:

E = P₁ × h × Σ(k_i³ × доля_i) / η_ПЧ

Для сравнения берём работу без ПЧ на полной скорости и мощности, когда лишний расход сбрасывается перепуском.

Пример расчёта

Эти же значения стоят в калькуляторе по умолчанию.

Исходные данные	Значение
Мощность на валу при номинальной скорости	11 кВт
Расход при номинальной скорости	100 м³/ч
Напор (давление) при номинальной скорости	30 м
Новая скорость	80 % от номинальной
Часов работы в год	6000 ч
Режим 1: скорость	100 %
Режим 1: доля времени	20 %
Режим 2: скорость	80 %
Режим 2: доля времени	50 %
Режим 3: скорость	60 %
Режим 3: доля времени	30 %
КПД ПЧ	0,97
Тариф	8 ₽/кВт·ч

Результат	Значение
Мощность на валу	5,63 кВт
Разница	30 564 кВт·ч · 244 513 ₽ в год

Q₂ = Q₁ × k = 100 × 0,80 = 80,0 м³/ч
H₂ = H₁ × k² = 30,0 × 0,640 = 19,2 м
P₂ = P₁ × k³ = 11,0 × 0,512 = 5,63 кВт
E_ПЧ = P₁ × h × Σ(k³ × доля) / η_ПЧ = 11,0 × 6 000 × 0,521 / 0,97 = 35 436 кВт·ч

Ограничения расчёта

Кубический закон точен для систем без статического напора: вентиляции, циркуляционных контуров отопления. Если насос поднимает воду на высоту или поддерживает давление в сети, мощность падает медленнее.
Если сейчас расход регулируют задвижкой, двигатель без ПЧ потребляет меньше номинала. Реальная экономия будет ниже расчётной — для точной оценки нужна характеристика насоса.
КПД насоса при снижении скорости немного меняется. В расчёте он принят постоянным.
Энергия считается на валу. Из сети двигатель берёт больше — на величину своих потерь.

Частые вопросы

Сколько реально экономит ПЧ на насосе?

Зависит от того, как регулировали раньше и сколько времени насос работает с неполным расходом. На вентиляции и циркуляционных насосах, которые раньше работали с перепуском, экономия бывает больше трети. На насосах с большим статическим напором — заметно меньше.

Можно ли поставить насосу нормальный режим ПЧ?

Да. Момент насоса растёт с квадратом скорости, и большая перегрузка не нужна. ПЧ в нормальном режиме даёт больший номинальный ток, и можно взять модель на ступень меньше.

По теме

Сомневаетесь в расчёте или ПЧ уже вышел из строя? Пришлите данные и фото шильдика — инженер ответит в рабочее время.

Спросить инженера

← Все калькуляторы