問 近聽說，送風(fēng)管路中如果風(fēng)門開關(guān)（Damper）在半開狀態(tài)下使用的話,會(huì)造成能源的浪費(fèi)。聽到這種說法，令我們大吃一驚，因?yàn)槲覀児S里的送風(fēng)管路中到處是半開狀態(tài)的風(fēng)門。不過據(jù)我觀察，把風(fēng)門關(guān)小時(shí)會(huì)很對(duì)風(fēng)吹過去而減少風(fēng)量，而且馬達(dá)所需要的電流事實(shí)上也減少了（我們從電流表上看到了），這樣不是節(jié)省了能源了嗎？為什么反而說是浪費(fèi)呢？否則的話難道還有什么更節(jié)省的辦法嗎？還有，風(fēng)門問題一般有設(shè)于送風(fēng)機(jī)出口以及設(shè)于送風(fēng)機(jī)入口的，這兩種方法使用起來對(duì)于能源問題有什么同的效果嗎？以上的問題不知能否請(qǐng)你用比較能夠令人信服的方式說明一下。
答 風(fēng)門開關(guān)在送風(fēng)管路中，看起來構(gòu)造很簡(jiǎn)單，只有一片或幾片擋板來黨風(fēng)而已，用起來也很方便，只有移動(dòng)手把調(diào)整擋片的角度，就可以達(dá)到調(diào)整風(fēng)量的目的。但是如果提到它與能源的關(guān)系，那就大有學(xué)問了。
首先，我們用一般單純的觀念來說明不全開的風(fēng)門開關(guān)為什么會(huì)浪費(fèi)能源。任何妨疑空氣流動(dòng)的物體放在風(fēng)管中都會(huì)造成阻力，而要使空氣通過這物體保持流動(dòng)，必然需要多花費(fèi)力氣，這些多花費(fèi)的馬力數(shù)甚至可以計(jì)算出來，不全開的之壓力損失為PL=λ?γ?v2/2g(λ為損失系數(shù)視風(fēng)門開度而定，γ為氧氣比重量，V為風(fēng)速，g為重力加速度)。如果通過的風(fēng)量為Q時(shí)，則此阻力損失的馬力數(shù)未HPL=Q?PL/4500（Q的單位為m3/min，PL的單位為mmAq）.
你提到風(fēng)門關(guān)小時(shí)馬達(dá)所吃的電流也減少了，所以認(rèn)為是節(jié)省了能源。馬達(dá)所吃的電流減少，所花費(fèi)的電能確實(shí)降低了，但這并不能判定說是節(jié)省能源，假如我們能夠在使用比你目前還小的電流而達(dá)到同樣的送風(fēng)目的時(shí)，那么對(duì)你目前的狀況而言就可說是節(jié)省能源了。換句話說，你的電流降低得還不夠。你減少了不少的風(fēng)量，這時(shí)電流應(yīng)該降低更多才對(duì)，可是你所採(cǎi)用的方法既無法把電流降到它所應(yīng)該節(jié)省的比率。
從你的敘述中，相信你所使用的送風(fēng)機(jī)應(yīng)該是屬于離心式的，也許是透浦送風(fēng)機(jī)，也可能是多翼送風(fēng)機(jī)為例來說明，性能曲線中的（靜壓-風(fēng)量曲線）與（馬力-風(fēng)量曲線）應(yīng)如圖1所示，圖片為了遠(yuǎn)面比較清楚起見接下來我們會(huì)把靜壓與馬力分開成上下圖來表示。離心式的特微就在于馬力HP會(huì)隨著風(fēng)量Q的減少而降低?，F(xiàn)在我們假設(shè)你所使用的是緊接著送風(fēng)機(jī)出口所裝設(shè)的出口，當(dāng)風(fēng)門全開時(shí)，全部管路的阻力曲線如圖2中的L曲線所示（風(fēng)門全開時(shí)其阻力極少），這時(shí)L曲線PS~Q曲線的交點(diǎn)A就是運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)（或稱使用點(diǎn)），所以風(fēng)門全開時(shí)其阻力極少），這時(shí)L曲線與Ps~Q曲線的交點(diǎn)A就是運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)（或稱使用點(diǎn)），所以風(fēng)門全開時(shí)應(yīng)該可以送出風(fēng)量QA,這時(shí)所需要的馬力是U點(diǎn)，當(dāng)您想把風(fēng)量減少為Qa時(shí)，就把風(fēng)門關(guān)少便運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)移至B點(diǎn)，這時(shí)原來的管路與關(guān)少了的風(fēng)門之合成阻力曲線就成為M曲線。
這時(shí)馬力確實(shí)如你所說地減低為V點(diǎn)，如果再把風(fēng)門開得更少的話，轉(zhuǎn)換點(diǎn)即為C點(diǎn)，阻力曲線為N，馬力為W點(diǎn)。換句話說，在你關(guān)少風(fēng)門把風(fēng)量由Qa減少到Qc時(shí)，阻力曲線就由L漸次提高為N曲線，而馬力由U點(diǎn)漸漸降到W點(diǎn)，這一切就如同你所說的一樣。
但是我們?cè)谶@里所應(yīng)注意的是，既然上面說過能源我們節(jié)省得還不夠，那么是浪費(fèi)在哪里呢？浪費(fèi)當(dāng)然是由于不全間的風(fēng)門鎖造成的，我們尋找這答案就要找出風(fēng)門損失是在圖上的那個(gè)地方。我們先從A點(diǎn)說起，您需要量QA時(shí)，全間的風(fēng)門興管路所造成的損失是AQA長(zhǎng)度的靜壓，這時(shí)因?yàn)樗惋L(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在A點(diǎn)，它所造成的靜壓也是AQA長(zhǎng)度，送風(fēng)機(jī)所造出的靜壓興管路所需要的阻力耗費(fèi)靜壓相等，所以可說毫無浪費(fèi)?？墒钱?dāng)您只需要風(fēng)量QH時(shí)，管路阻力損失本來只要EQB的長(zhǎng)度（此阻力損失隨風(fēng)量的平方比而降低），但是由于您開小了風(fēng)門，使送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在B點(diǎn)，這是送風(fēng)機(jī)反而造出了更高的靜壓BQB長(zhǎng)度，這兩個(gè)靜壓的差額BE就*是浪費(fèi)的部分了，這份靜壓也就是表示出口風(fēng)門的阻力損失。如果風(fēng)量更小到QC時(shí)，這風(fēng)門損失就更 大到CF長(zhǎng)度了。從圖上我們很清楚地看得出來。這風(fēng)門阻力的損失相當(dāng)大，大到甚至超過管路本身的阻力損失值。一個(gè)不到半公分長(zhǎng)的在關(guān)小時(shí)，它的阻力居然會(huì)比長(zhǎng)達(dá)幾十或甚至幾百公尺的管路還大。這現(xiàn)象或許不易令人相信，但它卻是千真萬確的事實(shí)，也許正由于的長(zhǎng)度短，構(gòu)造簡(jiǎn)單，并且風(fēng)又看不見，阻力也摸不到，所以造成了大家的疏忽，使得中國(guó)臺(tái)灣大小廠里到處都可看到浪費(fèi)的現(xiàn)象。假如您們工廠地長(zhǎng)期班開風(fēng)門在使用的話，只要稍微改善一下，所花的改善費(fèi)用相信在一年之內(nèi)必定可從所節(jié)省的電費(fèi)里頭回收回來。
其次，我們?cè)賮碚務(wù)劦降子惺裁捶椒▉砀纳颇?？上面已?jīng)提到半開的風(fēng)門所造成的阻力損失是浪費(fèi)能源的元兇，我們要想辦法改善的話，當(dāng)然就要以如何鏟除這元兇的前提下來 手，換句話說，不管我們所需要的風(fēng)量有多少，是不可以關(guān)小來使用的。既然風(fēng)門不可開小，而風(fēng)量又要求要減小，這時(shí)我們從圖3就可看出這風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)非沿A→E→F順序移動(dòng)不可，但是送風(fēng)機(jī)的PS~Q曲線在原來的轉(zhuǎn)速N1之下只有N1一條曲線而已，這時(shí)為了滿足上述的要求，，就只好降低轉(zhuǎn)速（或削減葉輪 ）了。也就是，當(dāng)風(fēng)量需要減小為QB時(shí)，可降速使PS~Q曲線變?yōu)镹2曲線，這時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)即未管路阻力曲線L與N2曲線的交點(diǎn)E，所送出的風(fēng)量正是QB。如此一來，我們?cè)趫D上看不出有任何的阻力損失。而更重要的是，送風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速既經(jīng)降低，所需要的馬力則隨運(yùn)轉(zhuǎn)速比成三次方下降，N2下的HP~Q曲線就變成H1曲線下方的H2曲線了，這時(shí)所需要的馬力僅僅只有XQa長(zhǎng)度而已。如果與圖2互相比較的話，我們就可以發(fā)現(xiàn)到，同樣是把風(fēng)量控制減小到QB，采用降速的方法時(shí)，可以比采用關(guān)小出口風(fēng)門時(shí)減少VX長(zhǎng)度的馬力了！這也就證實(shí)了一開頭所提到的話——采用關(guān)小風(fēng)門來控制風(fēng)量并無法把電流降到它所應(yīng)該節(jié)省的比率。
總而言之，當(dāng)您采用關(guān)小風(fēng)門來把風(fēng)量自QA→QB→QC減小時(shí)，所需要的馬力（與電流大致成正比）是沿U→V→W降低，但如果您采用自N1→N2→N3降速的方法時(shí)，它的馬力 就會(huì)沿U→X→Y降低，這兩者之間的差額是夠大的了。每天24小時(shí)多花了這么多的電費(fèi)，相信您一定是一百個(gè)不甘心的。
接下去，就要談到如何來改變轉(zhuǎn)速了，這個(gè)問題必須要分兩方面來談才行。首先，如果風(fēng)量的改變只是長(zhǎng)期（譬如冬天或夏天）才需要變動(dòng)一次而已的話，那么醉簡(jiǎn)單的方法便是換用大小不同的皮帶輪或是采用可變捷徑的皮帶輪，如果是馬達(dá) 結(jié)驅(qū)動(dòng)方式的話，就要稍花一點(diǎn)經(jīng)費(fèi)淮備一個(gè)大小不同的葉輪或者采用下達(dá)（短裙改變風(fēng)量）的方法了。其次，談到短期變動(dòng)風(fēng)量，也許兩三天一次，也許一天號(hào)幾次，這時(shí)如果每次都要換用皮帶輪貨葉輪的話未免太麻煩，因此只好采用變速馬達(dá)了。在變速馬達(dá)之中，變極馬達(dá)還不算太太貴，不過所改變的轉(zhuǎn)速會(huì)受到限制，至于無段變速馬達(dá)當(dāng)然比較貴，目前中國(guó)臺(tái)灣使用還不多，不過像日本等國(guó)家近年來由于石油的猛烈上漲，已經(jīng)漸漸風(fēng)行了，尤其現(xiàn)在有不必更換原來的馬達(dá)而只需加裝一套控制裝置就可以達(dá)到無段變速的方法，相信使用者在比較得失之后會(huì)漸漸可與采用的。
以上所談到的是，在使用中有改變風(fēng)量的必要所應(yīng)該采取的方法、如果說，使用中根本沒有必要變更風(fēng)量，可是當(dāng)初購(gòu)置送風(fēng)機(jī)時(shí)，由于所開列的性能過后高，以至于一開始使用時(shí)就發(fā)覺風(fēng)量過大而不得不關(guān)小風(fēng)門使用的話，那么上述的改善方法就更發(fā)揮它的功效了。
說了半天，似乎把說得一文不值，尤其經(jīng)過改善之后，不管使用風(fēng)量的大小，送風(fēng)中風(fēng)門都要全開，那么干脆把 取消掉行不行呢？還是不行的，因?yàn)榭刂骑L(fēng)量只是它的作用之一而已，在起動(dòng)送風(fēng)機(jī)時(shí)，為了降低馬達(dá)的起動(dòng)電流或者 短起動(dòng)延續(xù)時(shí)間，還是需要把全部關(guān)閉的（ 心式 機(jī)的情形），何況在意想不到的情況下也有 關(guān)一下不可的時(shí)候呢！因此這個(gè)眼中釘還是不可全面拔出的。
后來談?wù)劇溉肟凇古c「出口」的相異之處，對(duì)于作為控制風(fēng)量的用途而且，兩者都具有同樣的功能，但是對(duì)于節(jié)省能源的想而言，兩者是有些差別的，風(fēng)門開動(dòng)裝在送風(fēng)機(jī)出口的情形已如上述，可是 入口時(shí)，由于它會(huì)改變送風(fēng)機(jī)的性能所以我們時(shí)常把入口看成是送風(fēng)機(jī)的 之一，而來討論兩者合成后的性能曲線。譬如讓入口全開時(shí)， 的PS~Q曲線如圖4的M 曲線所示（與 入口風(fēng)門時(shí)的性能幾乎一致，因?yàn)槿_的入口風(fēng)門幾 損失），而其HP~Q曲線則如K1所示，但如果把入口風(fēng)門漸次關(guān)小時(shí)，其整體的PS~Q曲線就會(huì)變?yōu)镸2甚至M3，而更值得注意的是，它的HP~Q曲線會(huì)分別降低成為K2甚至K3，這是與出口的多不痛之處，此時(shí)出口管路上并無，所以管路阻力曲線就只有一條不會(huì)改變，入圖中的L曲線，由圖中，我們可看出當(dāng)入口漸漸關(guān)小使風(fēng)量自QA→QB→QC減小時(shí)，送風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)就漸漸沿A→E→F移動(dòng)，在此同時(shí)，其馬力就沿U→R→S而移動(dòng)，談到這里就要請(qǐng)您特別注意一下，如果使用出口風(fēng)門控制風(fēng)量的話，馬力是沿U→V→W而移動(dòng)的，兩種方法之間有很明顯的區(qū)別（本圖為了表示清楚之故，效果稍有夸張之處）。也就是說，風(fēng)量為QB時(shí)馬力可節(jié)省VR長(zhǎng)度，而QC時(shí)則可節(jié)省WS長(zhǎng)度。
這時(shí)您心里也許會(huì)有個(gè)疑問：「既然入口風(fēng)門比出口風(fēng)門節(jié)省能源，為什么還會(huì)有人愿意把裝在出口使用呢？」說起這原因，一則是這兩種方法的效果相差并不很大，再則送風(fēng)機(jī)的出入口尺寸通常是入口比出口為大，入口風(fēng)門總會(huì)比出口風(fēng)門貴一些的緣故。此外，還要附帶說明一下，圖4中K1→K2→K3的馬力降低程度比圖3（降速）的H1→H2→H3的馬力降低程度是緩慢多了，因此采用入口來控制風(fēng)量，對(duì)節(jié)省能源而言，仍然不能算是理想的方法。除此之外，還有一種您沒提到的風(fēng)量控制方法，那就是在入口裝設(shè)可調(diào)整角度的一組三角扇葉，一般稱為入口葉片控制器（InletVane Controller），它對(duì)節(jié)省能源的趨勢(shì)類似圖4的入口，但由于它會(huì)造成流入氣體的預(yù)旋作用（Prerotation），因此效果比入口還要稍微好一些。但如果拿這種風(fēng)量控制方法來和降低轉(zhuǎn)速的方法相比的話，仍然是小巫見大巫。因此說來說去，還是采用降速的方法能說是真正節(jié)省了能源。
從以上的說明看起來，您們工廠里的如果是隨時(shí)需要變動(dòng)風(fēng)量而半開使用的話，雖然采用無段變速一定可以節(jié)省能源，但是還要花一筆不算少的經(jīng)費(fèi)，我在這里不敢過分推 ，這還要您們自行精打細(xì)算一番再作定奪；但是如果您們的是長(zhǎng)期半開狀態(tài)使用的話，那就值得即刻著手進(jìn)行改善了。
您特別要我以前能夠令人信服的方式解脫， 者才疏學(xué)淺不如如何說明才能達(dá)到「令人信服」的要求，因此只能采取比較詳細(xì)解脫的方式而已，希望同樣能讓您有所收獲。
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