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離心泵運轉耗能管理離心泵運轉耗能管理
教師：教師：簡煥然簡煥然 講師講師
經歷：勤益科大冷凍系經歷：勤益科大冷凍系 流體機械兼任講師流體機械兼任講師
煜然有限公司煜然有限公司 智權研發經理智權研發經理
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大綱大綱大綱大綱
1.1.泵浦耗泵浦耗能計算能計算
22 EupEup指令與泵浦耗能指令與泵浦耗能2.2. EupEup指令與泵浦耗能指令與泵浦耗能
3.運轉耗能監控
4 耗能改善方案4.耗能改善方案
附件A 陸上泵細部資料
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3. UBERTY
1.1.泵浦耗泵浦耗能計算能計算
1.1 泵浦耗能的重要參數
1. 泵浦效率
泵浦效率是使用者最習慣於關注的焦點之一，由CNS標
準到歐盟都有相關的泵浦效率值供參考，製造商在銷售泵
浦時除了提供流量、揚程、功率等規格以外，也多半會提
供效率值供客戶作為選擇比價依據。
2. 馬達效率
馬達軸供是使用者最習慣於關注的焦點之一，而馬達
效率最近由於能源效率的推動而受到廣泛性重視，製造商效率最近由於能源效率的推動而受到廣泛性重視，製造商
在銷售馬達時除了提供電壓、電流、功率等規格以外，也
會提供效率值供客戶作為選擇依據，IE2等級的馬達將自
2011年起成為馬達效率標準2011年起成為馬達效率標準。
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3. 管路阻抗曲線
管路阻抗其實是泵浦耗能最根本的原因，泵浦所輸出的流
功多數用於克服管路的摩擦阻力，也就是管路阻抗曲線代表管功多數用於克服管路的摩擦阻力 也就是管路阻抗曲線代表管
路系統對流功的需求。
使用者通常最無法關注到的焦點之一，管路阻抗曲線分別
由管路高低位差與流動阻力所構成，高低位差牽涉到建築結構由管路高低位差與流動阻力所構成，高低位差牽涉到建築結構
或地形高低位差，其可以改善的空間較少，但流動阻力卻可以
在管路新裝設時選用較合理的管徑，就是合理的降低管路內的
流速 並減少彎頭與伐或其他裝置的數量來獲得改善 現有的流速，並減少彎頭與伐或其他裝置的數量來獲得改善，現有的
舊管路也常因為無法改變管路而無法改善。
流功 耗電功曲線4. 流功-耗電功曲線
管制泵浦的輸入電功與輸出流功，可以更明確掌握泵浦能
源效率變化，尤其在泵浦驗收與現場安裝時做的測試所記錄的
流功-耗電功曲線，最能提供未來使用時泵浦磨耗監控之參考，
而且現場測試的曲線並可以用來確認泵浦是否運轉在高效率區
域。
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域

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1.21.2 泵浦耗能計算公式泵浦耗能計算公式
流功（kW）＝壓力P（Nt/m2）×流量Q（m3/sec）/1000（ ） （ ） Q（ ）
壓力P（Nt/m2）＝ρgH
＝密度ρ（Kg/m3）×加速度g(m/sec2) ×揚程H（m）密度ρ（Kg/m ）×加速度g(m/sec ) ×揚程H（m）
CNSB4004/CNS11327列出泵浦額定規格，額定流量與揚程
額定點流功（kW）=ρ × g × H（m）× Q（m3/sec）/1000額定點流功（kW） ρ × g × H（m）× Q（m /sec）/1000
CNSB4004/CNS11327 流量－效率 A/B曲線計算馬達軸功
馬達軸功＝流功/泵浦效率 (額定點)馬達軸功 流功/泵浦效率 (額定點)
馬達軸功＝流功/泵浦效率 (操作範圍)
CNS14400高效率馬達(目前IE1，未來IE3)計算耗電功
馬達實際耗電功(kW)＝馬達軸功(kW)/馬達效率(％)
CNS11330沉水深井馬達效率計算耗電功
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1.3 單位輸送成本計算
馬達輸入電力（kW）：使用電力計在馬達電源側量得馬達輸入電力（kW）：使用電力計在馬達電源側量得
每度電可獲得水量(m3/kWh)=抽水量(m3/h)/輸入電力(kW)
每噸水耗電力(kWh/ 3) 輸入電力(kW)/抽水量( 3/h)每噸水耗電力(kWh/m3)=輸入電力(kW)/抽水量(m3/h)
每噸水成本(NT$/m3)
每噸水耗電力 電價=每噸水耗電力(kWh/m3)*電價(NT$/kWh)
當發現每噸水的輸送成本過高時：當發現每噸水的輸送成本過高時：
1. 檢查管路阻抗曲線是否合理，是否能進一步降低管路阻抗
2 檢查選用的泵浦與馬達的操作點是否合理，是否能與阻抗2. 檢查選用的泵浦與馬達的操作點是否合理，是否能與阻抗
曲線變動範圍匹配，以避免在效率過低區域運轉
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2.Eup指令與泵浦耗能(Energy-using products)p ( gy g p )
2005/32/EC指令要求泵浦必須以合理耗能運轉
要求：要求
1.耗能包含泵浦、馬達、驅動器等及管路系統
2.以單位輸出流功與輸入電功做為耗能評價的基準
3.泵浦耗能計算也必須反映管路系統負載變動
泵浦的操作範圍必須與管路系統負載變動匹配 並且位於較4.泵浦的操作範圍必須與管路系統負載變動匹配，並且位於較
佳效率區
5 標準馬達效率會由IE1提高到IE3，但沉水深井三相馬達尚未5.標準馬達效率會由IE1提高到IE3，但沉水深井三相馬達尚未
列入管制
6.變轉速驅動被納入能耗問題的解決方案之一6.變轉速驅動被納入能耗問題的解決方案之一
7.管路系統不再以傳統的壓損觀點看待，進一步追求低耗能的
使用成本
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8. UBERTY
2 1 離心泵的性能與單位成本2.1 離心泵的性能與單位成本
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9. UBERTY
2.2 離心泵的操作點選用
A效率代表泵浦的額定點效率必須高於A效率
B效率代表泵浦的操作範圍效率必須高於B效率
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10. UBERTY
2.3 泵浦的實際操作點檢查
低能源效率的風險 管路阻抗曲線計算的不確定
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低能源效率的風險---管路阻抗曲線計算的不確定

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確認泵浦運轉在高效率區
1 操作點A是最佳的操作點1.操作點A是最佳的操作點
2.操作點B是在大流量低揚程區域
3.操作點B代表管路為低阻力管路系統
4.操作點B與操作點C應重新選用正確規格的泵浦
5.操作點C代表管路為高阻力管路系統
降低管路系統阻抗曲線 可以大幅降低運轉耗能6.降低管路系統阻抗曲線，可以大幅降低運轉耗能
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12. UBERTY
3 1 流功 電功曲線的建立
3.運轉耗能監控
1.陸上泵產品，使用者可以要求供應商增加流功-電功曲線，
3.1 流功-電功曲線的建立
以方便比較不同產品間的性能差異，。
2.流功-電功曲線可以讓使用者直接在線長量取並紀錄，經.流功 電功曲線可以讓使用者直接在線長量取並紀錄 經
由統計數據分析泵浦能源效率。
3 經由泵浦出口閥的調整，可以記錄下泵浦在操作範圍內的3.經由泵浦出口閥的調整，可以記錄下泵浦在操作範圍內的
流功-電功曲線，每隔一段時間重新紀錄就可以觀察到流
功-電功曲線的變化並判斷泵浦能源效率是否過低。
4.馬達效率以CNS 14400(=IE1)計算消耗電功，未來隨著法
規的實施將以IE3高效率馬達計算。
5.泵浦測試報告把每噸水成本，元/m3或kWh/m3，一併計算並
列入測試報告
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3 2 陸上泵各標準之流功 電功比較
CNS B效率 CNS A效率 歐盟C10%
歐盟B效率 歐盟A效率 中國 A效率
3.2 陸上泵各標準之流功-電功比較
160
歐盟B效率 歐盟A效率 中國 A效率
中國B效率 多項式(CNS B效率) 多項式(歐盟C10%)
多項式(歐盟A效率)
120
140
160
耗
電
80
100
120電
功
(kW)
40
60
0
20
0 20 40 60 80 100
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0 20 40 60 80 100
額定點輸出流功(kW)

14. UBERTY
3.3 陸上泵各標準之每噸電費比較(流量cmh)
1 6
CNS
B效率
CNS
A效率
歐盟
C10%
歐盟
B修效率
歐盟
A效率
中國
A效率
中國
B效率
1.4
1.6
電價2.02元/kWh
1.0
1.2
每
噸
0.6
0.8電
費
元
0.2
0.4
0.0
0 100 200 300 400 500
額定點流量( 3 )
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額定點流量(m3/hr)

15. UBERTY
3.4 陸上泵各標準之每噸電費比較(比速率Ns)
1 6
CNS
B效率
CNS
A效率
歐盟
C10%
歐盟
B修效率
歐盟
A效率
中國
A效率
中國
B效率
1 2
1.4
1.6
電價2.02元/kWh
1.0
1.2
每
噸
電
0.6
0.8
電
費
元
0.2
0.4
0.0
50 150 250 350 450
額定點比速率 N *( 3/ i )0 5/( )0 75
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額定點比速率 Ns=rpm*(m3/min)0.5/(m)0.75

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3.5 流功-電功的耗能監測
1. 使用者可以針對廠內的泵浦進行流功-電功數據的紀錄監測，並
建立平均耗能曲線。
2 當泵浦磨損之後流功 電功數據將會落在高耗能區，使用者容易2. 當泵浦磨損之後流功-電功數據將會落在高耗能區，使用者容易
判斷泵浦能源效率是否低下並決定是否維修或更新。
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17. UBERTY
3.6 運轉中泵浦之耗能監控
使用者在監控運轉中泵浦時，常常以需求水量與耗電流來判
斷泵浦的磨耗情況，正常磨耗的泵浦其輸出流功的減少量會
大於輸入電功的減少量，而非使用者認知的尚在合理範圍
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18. UBERTY
4. 耗能改善方案
4 1 修改管路系統節能4.1 修改管路系統節能
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19. UBERTY
4.2 節能管理的實務做法---管理密封環間隙
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20. UBERTY
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21. UBERTY
附件A 陸上泵細部資料
A.1 ISO 2858 泵浦規格與輸入電功
A.2 ISO 2858 泵浦規格與單位成本
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22. UBERTY
A.1 ISO 2858 泵浦規格與輸入電功(1)
轉速
rpm
入口
mm
出口
mm
葉輪
mm
流量
m3
/hr
揚程
m
流功
kW
比速
率
Ns
CNS
B效率
電力
kW
CNS
A效率
電力
kW
歐盟
B效率
電力
kW
歐盟
A效率
電力
kW
歐盟
B效率
修電力
kW
歐盟
C10%
電功
kW
中國
A效率
電功
kW
中國
B效率
電功
kWkW kW kW kW kW kW kW kW
1750 40 32 125 7.2 7 0.14 140.9 0.58 0.47 0.45 0.36 0.39
1750 40 32 160 7.2 11.5 0.23 97.1 0.93 0.76 0.93 0.65 0.73
1750 40 32 200 7.2 18 0.35 69.4 1.28 1.04 1.88 1.04 1.18
1750 50 40 125 15 7 0.29 203.3 1.00 0.81 0.73 0.62 0.67
3450 50 40 125 15 29 1.2 138.0 3.46 2.81 2.39 2.14 2.93 2.86 2.30 2.50
1750 50 40 160 15 11.5 0.47 140.1 1.41 1.15 1.16 0.94 1.02
3450 50 40 160 15 46 1.9 97.7 5.29 4.31 3.79 3.28 5.36 5.30 3.88 4.25
1750 50 40 200 15 18 0.74 100.1 2.19 1.78 2.15 1.59 1.74
3450 50 40 200 15 72 2.9 69.8 8.19 6.66 5.86 5.07 11.33 11.22 6.85 7.61
1750 65 50 125 30 7 0.57 287.5 1.5 1.2 1.1 0.9 1.1 1.1 1.0 1.0
3450 65 50 125 30 29 2.4 195.2 5.72 4.69 4.33 3.90 4.69 4.53 3.85 4.13
1750 65 50 160 30 11.5 0.94 198.2 2.38 1.96 1.72 1.54 1.83 1.88 1.60 1.72
3450 65 50 160 30 46 3.8 138.1 8.87 7.28 6.71 6.05 8.02 7.77 6.36 6.87
1750 65 50 200 30 18 1.47 141.6 3.55 2.91 2.57 2.29 3.02 3.08 2.53 2.73
3450 65 50 200 30 72 5.9 98.7 13.73 11.26 10.38 9.36 14.76 14.19 10.75 11.69
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23. UBERTY
A.1 ISO 2858 泵浦規格與輸入電功(2)
轉速
rpm
入口
mm
出口
mm
葉輪
mm
流量
m3
/hr
揚程
m
流功
kW
比速率
Ns
CNS
B效率
電力
kW
CNS
A效率
電力
kW
歐盟
B效率
電力
kW
歐盟
A效率
電力
kW
歐盟
B效率
修電力
kW
歐盟
C10%
電功
kW
中國
A效率
電功
kW
中國
B效率
電功
kW
( )
kW kW kW kW kW kW kW kW
1750 65 50 250 30 29 2.37 99.0 5.72 4.69 4.13 3.69 5.65 5.90 4.48 4.87
3450 65 50 250 30 80 6.5 91.2 15.25 12.51 11.53 10.40 16.78 16.60 12.25 13.35
1750 80 65 125 60 7 1 1 406 6 2 6 2 1 2 0 1 8 2 0 2 0 1 8 1 91750 80 65 125 60 7 1.1 406.6 2.6 2.1 2.0 1.8 2.0 2.0 1.8 1.9
3450 80 65 125 60 29 4.7 276.1 10.1 8.3 8.1 7.2 8.1 7.9 7.0 7.4
1750 80 65 160 60 11.5 1.9 280.2 4.1 3.4 3.1 2.8 3.2 3.2 2.8 3.0
3450 80 65 160 60 46 7.5 195.3 15.8 13.0 12.7 11.3 13.5 13.0 11.2 12.03450 80 65 160 60 46 7.5 195.3 15.8 13.0 12.7 11.3 13.5 13.0 11.2 12.0
1750 80 65 200 60 18 2.9 200.3 6.4 5.3 4.9 4.4 5.3 5.3 4.5 4.8
3450 80 65 200 60 72 11.8 139.6 24.5 20.1 19.6 17.5 23.5 22.0 18.3 19.7
1750 80 65 250 60 29 4.7 140.0 10.1 8.3 7.7 6.9 8.9 9.1 7.6 8.1
3450 80 65 250 60 80 13.1 129.0 27.2 22.3 21.8 19.5 26.8 25.2 20.8 22.4
3450 100 80 125 120 29 9.5 390.4 18.5 15.2 14.7 13.4 14.7 14.9 13.3 14.2
1750 100 80 160 94.8 11.5 3.0 352.2 6.1 5.0 4.8 4.4 4.8 4.9 4.4 4.6
3450 100 80 160 120 46 15.0 276.2 29.0 23.8 23.0 21.0 23.2 23.5 20.8 22.2
1750 100 80 200 94.8 18 4.6 251.7 9.3 7.7 7.4 6.7 7.5 7.6 6.7 7.1
3450 100 80 200 120 72 23.5 197.4 44.7 36.7 35.4 32.3 38.0 37.7 32.7 35.0
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24. UBERTY
A.1 ISO 2858 泵浦規格與輸入電功(3)
轉速
rpm
入口
mm
出口
mm
葉輪
mm
流量
m3
/hr
揚程
m
流功
kW
比速率
Ns
CNS
B效率
電力
CNS
A效率
電力
歐盟
B效率
電力
歐盟
A效率
電力
歐盟
B效率
修電力
歐盟
C10%
電功
中國
A效率
電功
中國
B效率
電功
kW kW kW kW kW kW kW kW
1750 100 80 250 94.8 29 7.5 176.0 14.8 12.3 11.7 10.7 12.9 12.8 11.0 11.7
3450 100 80 250 120 80 26.1 182.4 49.3 40.4 39.0 35.6 41.9 42.2 36.4 38.9
1750 100 80 315 94.8 46 11.9 124.5 23.3 19.2 18.4 16.8 24.3 22.3 18.5 19.9
1750 125 100 160 120 11.5 3.8 396.3 7.5 6.2 5.9 5.4 5.9 6.1 5.4 5.7
1750 125 100 160 150 11.5 4.7 443.1 9.0 7.5 7.3 6.7 7.3 7.5 6.6 7.0
3450 125 100 160 190.2 46 23.8 347.8 43.5 35.7 34.4 31.9 34.4 35.6 31.7 33.7
3450 125 100 160 240 46 30.1 390.6 54.0 44.3 43.4 39.7 43.4 44.3 39.3 41.8
1750 125 100 200 120 18 5.9 283.2 11.6 9.5 9.2 8.4 9.3 9.4 8.3 8.9
1750 125 100 200 150 18 7.4 316.6 14.0 11.5 11.2 10.3 11.2 11.4 10.2 10.8
3450 125 100 200 190.2 72 37.3 248.5 67.6 55.5 53.5 49.6 55.7 56.0 49.4 52.6
3450 125 100 200 240 72 47 0 279 2 83 9 68 8 67 4 61 7 70 2 68 9 61 1 65 03450 125 100 200 240 72 47.0 279.2 83.9 68.8 67.4 61.7 70.2 68.9 61.1 65.0
1750 125 100 250 120 29 9.5 198.0 18.3 15.0 14.5 13.2 15.5 15.4 13.4 14.3
1750 125 100 250 150 29 11.8 221.4 22.2 18.4 17.9 16.4 18.6 18.7 16.4 17.5
3450 125 100 250 190 2 80 41 4 229 6 75 2 61 6 59 4 55 1 62 3 62 8 55 1 58 7
UBERTY 24 簡煥然老師 huan12@ms5.hinet.net
3450 125 100 250 190.2 80 41.4 229.6 75.2 61.6 59.4 55.1 62.3 62.8 55.1 58.7

25. UBERTY
A.1 ISO 2858 泵浦規格與輸入電功(4)
轉速
rpm
入口
mm
出口
mm
葉輪
mm
流量
m3
/hr
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m
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kW
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Ns
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B效率
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CNS
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電力
歐盟
B效率
電力
歐盟
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歐盟
B效率
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歐盟
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電功
中國
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UBERTY 25 簡煥然老師 huan12@ms5.hinet.net
1750 200 150 400 480 72 94.1 200.3 156.2 131.6 137.3 120.3 126.4

26. UBERTY
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UBERTY 26 簡煥然老師 huan12@ms5.hinet.net

27. UBERTY
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UBERTY 27 簡煥然老師 huan12@ms5.hinet.net

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UBERTY 28 簡煥然老師 huan12@ms5.hinet.net

29. UBERTY
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m
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UBERTY 29 簡煥然老師 huan12@ms5.hinet.net