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,會造成能源的浪費。聽到這種說法，令我們大吃一驚，因為我們工廠里的送風(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)小時會很對風(fēng)吹過去而減少風(fēng)量，而且馬達所需要的電流事實上也減少了（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)機出口以及設(shè)于送風(fēng)機入口的，這兩種方法使用起來對于能源問題有什么同的效果嗎？以上的問題不知能否請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，只有移動手把調(diào)整擋片的角度，就可以達到調(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)為什么會浪費能源。任何妨疑空氣流動的物體放在風(fēng)管中都會造成阻力，而要使空氣通過這物體保持流動，必然需要多花費力氣，這些多花費的馬力數(shù)甚至可以計算出來，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，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)小時馬達所吃的電流也減少了，所以認為是節(jié)省了能源。馬達所吃的電流減少，所花費的電能確實降低了，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到同樣的送風(fēng)目的時，那么對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，這時電流應(yīng)該降低更多才對，可是你所採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)機應(yīng)該是屬于離心式的，也許是透浦送風(fēng)機，也可能是多翼送風(fēng)機為例來說明，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，圖片為了遠面比較清楚起見接下來我們會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)機出口所裝設(shè)的出口，當(dāng)風(fēng)門全開時，全部管路的阻力曲線如圖2中的L曲線所示（風(fēng)門全開時其阻力極少），這時L曲線PS~Q曲線的交點A就是運轉(zhuǎn)點（或稱使用點），所以風(fēng)門全開時其阻力極少），這時L曲線與Ps~Q曲線的交點A就是運轉(zhuǎn)點（或稱使用點），所以風(fēng)門全開時應(yīng)該可以送出風(fēng)量QA,這時所需要的馬力是U點，當(dāng)您想把風(fēng)量減少為Qa時，就把風(fēng)門關(guān)少便運轉(zhuǎn)點移至B點，這時原來的管路與關(guān)少了的風(fēng)門之合成阻力曲線就成為M曲線。
這時馬力確實如你所說地減低為V點，如果再把風(fēng)門開得更少的話，轉(zhuǎn)換點即為C點，阻力曲線為N，馬力為W點。換句話說，在你關(guān)少風(fēng)門把風(fēng)量由Qa減少到Qc時，阻力曲線就由L漸次提高為N曲線，而馬力由U點漸漸降到W點，這一切就如同你所說的一樣。
但是我們在這里所應(yīng)注意的是，既然上面說過能源我們節(jié)省得還不夠，那么是浪費在哪里呢？浪費當(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地方。我們先從A點說起，您需要量QA時，全間的風(fēng)門興管路所造成的損失是AQA長度的靜壓，這時因為送風(fēng)機運轉(zhuǎn)在A點，它所造成的靜壓也是AQA長度，送風(fēng)機所造出的靜壓興管路所需要的阻力耗費靜壓相等，所以可說毫無浪費?？墒钱?dāng)您只需要風(fēng)量QH時，管路阻力損失本來只要EQB的長度（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)機運轉(zhuǎn)在B點，這是送風(fēng)機反而造出了更高的靜壓BQB長度，這兩個靜壓的差額BE就*是浪費的部分了，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，這風(fēng)門損失就更 大到CF長度了。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。一個不到半公分長的在關(guān)小時，它的阻力居然會比長達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，也許正由于的長度短，構(gòu)造簡單，并且風(fēng)又看不見，阻力也摸不到，所以造成了大家的疏忽，使得中國臺灣大小廠里到處都可看到浪費的現(xiàn)象。假如您們工廠地長期班開風(fēng)門在使用的話，只要稍微改善一下，所花的改善費用相信在一年之內(nèi)必定可從所節(jié)省的電費里頭回收回來。
其次，我們再來談?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，這時我們從圖3就可看出這風(fēng)機的運轉(zhuǎn)點非沿A→E→F順序移動不可，但是送風(fēng)機的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，可降速使PS~Q曲線變?yōu)镹2曲線，這時運轉(zhuǎn)點即未管路阻力曲線L與N2曲線的交點E，所送出的風(fēng)量正是QB。如此一來，我們在圖上看不出有任何的阻力損失。而更重要的是，送風(fēng)機的運轉(zhuǎn)速既經(jīng)降低，所需要的馬力則隨運轉(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，這時所需要的馬力僅僅只有XQa長度而已。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，可以比采用關(guān)小出口風(fēng)門時減少VX長度的馬力了！這也就證實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，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，它的馬力 就會沿U→X→Y降低，這兩者之間的差額是夠大的了。每天24小時多花了這么多的電費，相信您一定是一百個不甘心的。
接下去，就要談到如何來改變轉(zhuǎn)速了，這個問題必須要分兩方面來談才行。首先，如果風(fēng)量的改變只是長期（譬如冬天或夏天）才需要變動一次而已的話，那么醉簡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 結(jié)驅(qū)動方式的話，就要稍花一點經(jīng)費淮備一個大小不同的葉輪或者采用下達（短裙改變風(fēng)量）的方法了。其次，談到短期變動風(fēng)量，也許兩三天一次，也許一天號幾次，這時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了。在變速馬達之中，變極馬達還不算太太貴，不過所改變的轉(zhuǎn)速會受到限制，至于無段變速馬達當(dāng)然比較貴，目前中國臺灣使用還不多，不過像日本等國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而只需加裝一套控制裝置就可以達到無段變速的方法，相信使用者在比較得失之后會漸漸可與采用的。
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)初購置送風(fēng)機時，由于所開列的性能過后高，以至于一開始使用時就發(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，因為控制風(fēng)量只是它的作用之一而已，在起動送風(fēng)機時，為了降低馬達的起動電流或者 短起動延續(xù)時間，還是需要把全部關(guān)閉的（ 心式 機的情形），何況在意想不到的情況下也有 關(guān)一下不可的時候呢！因此這個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，但是對于節(jié)省能源的想而言，兩者是有些差別的，風(fēng)門開動裝在送風(fēng)機出口的情形已如上述，可是 入口時，由于它會改變送風(fēng)機的性能所以我們時常把入口看成是送風(fēng)機的 之一，而來討論兩者合成后的性能曲線。譬如讓入口全開時， 的PS~Q曲線如圖4的M 曲線所示（與 入口風(fēng)門時的性能幾乎一致，因為全開的入口風(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，其整體的PS~Q曲線就會變?yōu)镸2甚至M3，而更值得注意的是，它的HP~Q曲線會分別降低成為K2甚至K3，這是與出口的多不痛之處，此時出口管路上并無，所以管路阻力曲線就只有一條不會改變，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，送風(fēng)機的運轉(zhuǎn)點就漸漸沿A→E→F移動，在此同時，其馬力就沿U→R→S而移動，談到這里就要請您特別注意一下，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時馬力可節(jié)省VR長度，而QC時則可節(jié)省WS長度。
這時您心里也許會有個疑問：「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)機的出入口尺寸通常是入口比出口為大，入口風(fēng)門總會比出口風(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），它對節(jié)省能源的趨勢類似圖4的入口，但由于它會造成流入氣體的預(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需要變動風(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，我在這里不敢過分推 ，這還要您們自行精打細算一番再作定奪；但是如果您們的是長期半開狀態(tài)使用的話，那就值得即刻著手進行改善了。
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到「令人信服」的要求，因此只能采取比較詳細解脫的方式而已，希望同樣能讓您有所收獲。
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