風機馬力需求怎麼算?從風量、全壓到效率係數一次搞懂
選對馬力,不只是避免風機「不夠力」,更是避免馬力抓太大、長期低效運轉反而多花電費的關鍵一步。只要知道所需風量與全壓,再抓一個合理的效率係數,就能快速估出理論所需動力,事後再與風機型錄對照確認即可。
上方試算表提供最快速的初步估算,填入風量Q、全壓Pt、風機效率ηe三個數字,立即算出需求馬力。以下則提供更完整的工程計算方式,協助你確認每一個效率係數該怎麼抓、抓多少才合理。
完整版動力計算公式
適用於已組裝完成風機的馬力需求計算:
H = ( Q × Pt × Kp ) / ηe
- H:理論需求動力值,單位 W
- Q:風量,單位 cms(m³/s)
- Pt:全壓,單位 Pa(全壓=靜壓+動壓)
- Kp:壓縮係數
- ηe:總效率,單位 %
總效率 ηe 由 6 個係數組成
ηe = ηr × ηm × ηT × ηc × Cm × Cc
每個係數分別對應風機系統中不同環節的效率損失,以下逐一說明如何抓取合理數值。
葉輪效率 ηr
取風機最高效率點,可由風機實驗室測得,沒有實測數據時可概算 65%~85%。
馬達效率 ηm
依照CNS14400規範,馬達應為IE3以上標準,馬達效率通常標示於銘牌上,但需注意測試規範是否為最新IEC要求標準。舉例來說,一個11kW、4P的舊制eff1馬達雖標示91%效率,但約僅等於歐洲新制IE2馬達的89.8%,選用或比對時建議留意規範版本差異。
| 額定功率 Pn | 馬達效率 ηm |
|---|---|
| 1 hp | 85.5% |
| 2 hp | 87.5% |
| 3 hp | 89.5% |
| 5 hp | 89.5% |
| 7.5 hp | 91.7% |
| 10 hp | 92.0% |
| 15 hp | 92.4% |
| 20 hp | 93.0% |
| ~100 hp | ~95.4% |
機械傳動效率 ηT
直結傳動(葉輪直結馬達軸)取值100%;採用V型皮帶傳動時,傳動損失預設值可參考下表:
| 額定功率 Pn | 傳動損失 ηT |
|---|---|
| Pn < 1 kW | 0.89 |
| 1kW < Pn < 5kW | 0.0175 × Pn + 0.8725 |
| Pn > 5kW | 0.96 |
組件匹配的補償因數 Cm
依風機裸機(不含裝配件,如軸承組、支架等)進行組裝時,需估算為固定值 0.9。
調速器效率 ηc、部分負載補償係數 Cc
未使用調速器時,這兩個值皆取 100%(即不影響總效率計算)。
電效率參考表(節能標章下限值)
下表為消耗功率對應的電效率ηe下限參考值,可作為判斷所選風機是否符合節能標章基準的依據:
| 消耗功率(非出力) | 電效率 ηe(節能標章下限值) |
|---|---|
| 1 hp | 55.2% |
| 2 hp | 58.3% |
| 3 hp | 60.1% |
| 5 hp | 62.5% |
| 7.5 hp | 64.3% |
| 10 hp | 65.7% |
| 15 hp | 67.0% |
| 20 hp | 67.4% |
| ~100 hp | ~69.1% |
常見問題
節能標章的下限值是什麼意思?
節能標章對不同消耗功率的風機設有最低總效率ηe門檻,數值愈高代表該功率等級的風機被要求的能源轉換效率愈嚴格。選型時可對照上表,確認目標機型是否達到對應功率區間的下限要求。
為什麼馬達效率新舊標準會不一樣?
馬達效率的測試規範會隨IEC標準版本更新而調整,同一顆馬達用舊制(如eff1)測出來的效率,換算到新制(如IE2、IE3)標準時數值可能不同。比對不同時期的型錄或報價時,建議先確認雙方採用的是同一套測試規範,才能有意義地比較。
沒有調速器時,ηc與Cc要怎麼填?
未使用調速器(變頻器)時,這兩個係數皆直接取100%即可,代表不會因調速造成額外的效率損失。若日後加裝變頻器,則需依實際設備規格重新評估這兩個係數。
這個估算結果可以直接拿去訂馬力嗎?
估算結果是理論所需動力,建議在此基礎上保留適當安全餘裕,並與實際風機性能曲線、型錄規格對照確認後再決定訂購馬力,避免因係數估算誤差導致選型偏差。
如果你在抓取效率係數時不確定該怎麼選、或想請我們協助確認估算結果是否合理,歡迎直接與我們聯繫,我們會依實際使用條件提供評估建議。