这是一个在养殖行业中非常常见且实际的做法,您观察得很仔细。简单来说,核心目的不是为了提高效率,而是为了在满足曝气需求的前提下,实现最佳的“性价比”和“适用性”。
我们可以从以下几个层面来理解为什么这样做:
一. 根本原因:罗茨风机是恒容积式风机
这与离心风机有本质区别。罗茨风机的输出风量 基本由转速决定,而出口压力 由管路系统的阻力(背压)决定。电机功率主要用于克服这个背压。
功率 ≈ 风量 × 压力
在养殖曝气中,需要的**风量(气量)通常不大,因为水体不能剧烈翻滚,否则对鱼虾有应激反应。
但曝气需要的压力(背压)却不低,因为要克服水深(主要因素,约每米水深增加0.1个大气压)和管道、曝气头的阻力。
二. “配小电机功率”与“降低转速”的逻辑
养殖户的实际需求是:在足够的压力下,提供适量的风量。
选型过程:
1. 确定需求风量: 根据池塘大小、养殖密度、水温等计算出所需的总供氧量,再折算成所需风量(立方米/分钟)。
2. 确定需求压力:根据最深的水位(比如1.5米深,需约15kPa压力)加上管路损耗,确定所需压力。
3. 选择风机:到风机样本上寻找能满足此风量和压力的型号。
“配小”的真相: 风机厂商的标准型号通常是按工业用途设计的,额定转速较高(如1450rpm或2950rpm),对应的额定风量很大。如果直接用于养殖,风量会严重过剩。
解决方法: 选择一个小一号的机头(转子尺寸更小),同时降低其转速(通过更换皮带轮或使用变频器)。小机头在低转速下,既能提供养殖所需的风量,又能达到所需的压力。
结果: 由于转速N大幅降低,而功率与转速大致成正比,所需驱动功率也大幅下降。因此,可以匹配一个功率更小的电机。这并不是“偷工减料”,而是按需匹配。
三. 这样做的好处(为什么流行)
1. 初投资成本更低:小功率电机和小一号的机头,价格更便宜。
2. 运行能耗更低(关键!):虽然风机本身的机械效率在非设计点可能会略降,但从整个系统看:
避免了“大马拉小车”。如果用大风量风机,只能通过大量排放或变频大幅降速来运行,此时风机效率反而可能更低。
小功率电机在接近满负荷运行时,其电机效率通常很高。综合下来,系统整体能耗更优。
3. 噪音更低: 转速是罗茨风机噪音的主要来源。降低转速能显著降低噪音,这对养殖场的环境非常重要。
4. 维护成本更低: 转速降低,轴承、齿轮(如果有)的磨损减小,风机寿命延长,故障率降低。
四. 关于“减少了效率”的辨析
您提到的“减少了效率”需要分清楚是哪一部分的效率:
风机的绝热效率或机械效率:在偏离设计转速和压力点时,确实可能有所下降。但这通常是次要因素。
系统的整体能效(用户最关心的): 即“用多少电,提供多少池塘所需的氧气”。通过匹配小功率电机和降低转速,实现了用最小的输入功率,恰好满足养殖需求。从“完成工作任务”的角度看,系统的应用效率是提高的,避免了无谓的能耗浪费。
总结
养殖行业将曝气罗茨风机“配小电机、降低转速”的做法,是一种基于实际工况的精细化、合理化选型。它深刻理解了罗茨风机的工作特性,其核心思想是:
用低转速、小机头来匹配养殖业“小风量、较高压力”的独特需求,最终达到降低设备投资、节约运行电费、减少噪音和延长寿命的综合目的。这不是技术上的妥协,而是一种非常经济实用的工程解决方案。