从单速到变频，不同泳池循环泵的差距在哪？

（原标题：从单速到变频，不同泳池循环泵的差距在哪？）

随着美国能源部(DOE)《专用泳池水泵节能标准》的颁布,全球泳池水泵行业迎来了最为动荡的时间点,而关于泳池水泵能效的讨论也上升到了前所未有的新高度。

在泳池中,水泵是心脏一样的存在,它虽然能够通过叶轮转动让泳池中的水循环运动起来,进而实现池水的过滤和处理,保证水质的清洁,但它也是消耗着更多电能的设备。目前,市面上的泳池水泵有单速水泵、可调定速水泵、无级变频水泵几类。它们有的是为实用而生,有的为节能而生,还有实用与节能并存而生的产品,也就是如今市场上的无极变频水泵。如果你正在考虑购买或更换新的泳池水泵,你可能得先了解哪种类型的泳池水泵最能满足你的需求,以及哪种泳池泵更为适用、节能。

单速水泵,泳池泵中的初始款

单速水泵在泳池设备行业已经存在并使用了几十年,优缺点早已十分明显。

这种类型的水泵虽然应用广泛、型号齐全、但永远脱离不了“能耗”,即输入功率与输出功率不可调节,因此无论是循环过滤、反冲洗,还是加热、消毒、水景特效,一旦开始工作,单速水泵的电机就会以恒定的转速运行,以额定出水量供水,并消耗着稳定的电能。缺少了电控变频系统的介入,不能对输入功率与输出效率进行合理调节。对于用户而言,不管是能耗还是噪音,都是无法解决的难题。

优点是前期投入低,经济高效且易于维修。

可调定速水泵,单速水泵的进阶版

可调定速水泵,顾名思义就是提供了高、中、低速三个转速选项的可调节水泵。

这种水泵是对单速泵的改进,和单速泵的工作方式是相同的,只是提供了三个不同的选项。用户针对不同的需求把流量、扬程、时间等选择一个适合转数,开始定速使用。

与单速泵相比,双速泵虽然在前期投入上要高,但是效率也更高,尤其是在低速运转时,可以减少50%甚至更多的能源消耗,噪音也会更低。缺点是没有经过电控与叶轮功效的不断调教,单纯通过简单粗暴地降低转速,并不能真正地调节到适合的使用转速和频率。

变频水泵,水泵市场的新活力

变频水泵是游泳池水泵行业一个里程碑式的产品,它很好的解决了定频水泵所存在的高能耗和高噪音的问题。

变频水泵采用了目前市场上最节能的电机模式,这意味着相同流量,变频水泵比单速水泵消耗的电能更少。

不仅如此,变频技术的应用使得变频水泵可以通过变频系统改变供电电源频率,实时调节水泵电机的转速,就像给电机安装了一个智能控制系统,使水泵的扬程和流速随供电频率和电机转速而变。

从流体力学可知,水的流量Q与水泵转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,而P(功率)=Q(流量)×H(压力),如果水泵的效率一定,当要求流量减少时,可以把转速N成比例的下降,而此时轴输出功率P就会以立方关系下降。所以当所要求的流量Q减少时,可以调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低,那么电动机的功率P也将按三次方关系大幅度降低,从而达到节电的目的。在实际的循环过滤中,根据不同的使用工况,所要求的循环流量必然也要随之变化,这也是为什么变频水泵将成为最佳节能选择的主要原因。

根据泵的相似定律原理,如果泵速降低一半,功耗将减少到原来的八分之一。也就是说,从耗电量上来看,即使是短时间的高速运转也会比低速运转24个小时的耗电量更高。那么,假设单速泵每天运行8小时的费用为20元,那么以相同速度运行8小时的变频泵的费用仅为其八分之一,即2.5元。因此,即便变频泵每天24小时运行,也至少可以节省60%以上的能耗。这也意味着,相较于定频泵,变频泵可以帮助泳池所有者们更为快速的收回前期成本,使泳池运营更为经济。

以菲亚兰德变频水泵PFLOW G22L0为例,一个60m³的泳池要实现一次循环过滤,PFLOW需要以2.48kwh的低转速运转13.8小时,而定频类水泵则需要以8.2kwh高转速运转5.19个小时。再结合扬程来计算年功率消耗,不难计算出,相对于定频水泵,PFLOW每年至少可以节省70%的能耗。(参考下图)

噪音方面,变频水泵的静音降噪效果也是众所周知的。在水泵运行过程中,影响噪音音量的因素有很多,比如电机运行时速度的快慢,管道压力的大小,水流速度的快慢以及系统的振动等等。变频泵通过变频技术控制系统调节转速,使得水泵始终以较为高效的低速运行,也就是低频低转速运行。这种低转速可以明显降低电机在运行过程中的噪音,尤其是在夜间或其他低流量运行时,电机的运行噪音、水流噪音和系统振动噪音都将达到最小,静音降噪效果特别明显。

同样以菲亚兰德PFLOW为例,该产品配备了自研的全直流变频技术,噪音量低至36.6dB(A),在1m的距离内听起来就像是安静图书馆中的低声耳语一般,噪音控制十分突出。

另一方面,由于长时间在中低频运行,变频泵的零件磨损和日常能耗比更低,水泵的使用寿命也更长,节能环保优势突出。

现如今,随着技术的发展和能效标准的不断提高,泳池水泵从定频发展到变频已经是一种产业发展的必然趋势。从国家节能环保政策的全面推进到水泵行业绿色发展的走向,都预示着变频水泵将是未来市场的主流,并且一旦获得普及,必定会迎来爆发式的增长。

变频水泵不但刷新了消费者对于水泵产品高性能、低能耗和低噪音等方面的期待,其较低的运营成本和较高的经济回报率同样拥有占据泳池水泵市场主流的潜力。从长远角度分析,单速水泵和可调定速水泵在后续使用将带来的高能耗和更高的维修费用,会逐渐让消费者们望而却步。尤其是随着DOE新法规正式颁布与实施之后,很大一部分高能效的定频水泵将成为潜在的淘汰产品。如此看来,更为节能、高效的变频泵产品在不久将成为市场的主要选择。