Ako dodávateľ 45 kW variabilných frekvenčných jednotiek (VFDS) som bol svedkom prvej ruky transformačný vplyv, ktorý tieto zariadenia môžu mať na systémy ventilátora a čerpadla. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do vedy za VFD a preskúmam, koľko energie môžu ušetriť v týchto rozhodujúcich aplikáciách.
Pochopenie VFD
Predtým, ako sa ponoríme do úspor energie, najprv pochopme, čo je VFD. VFD, tiež známa ako variabilná frekvenčná jednotka alebo ovládacia jednotka striedavého prúdu, je elektronické zariadenie, ktoré riadi rýchlosť elektrického motora zmenou frekvencie a napätia, ktoré sa mu dodáva. To umožňuje presnú kontrolu rýchlosti motora, ktorá môže viesť k výrazným úsporám energie.
TenVFD Premenná frekvenčná jednotkaFunguje tým, že prevedie prichádzajúci striedavý prúd na DC Power a potom späť k striedavému výkonu pri požadovanej frekvencii a napätí. Tento proces je známy ako riadenie premennej frekvencie a umožňuje motoru pracovať pri rôznych rýchlostiach v závislosti od požiadaviek na zaťaženie.
Dôležitosť systémov ventilátora a čerpadla
Systémy ventilátorov a čerpadiel sú základnými komponentmi v mnohých priemyselných a komerčných aplikáciách. Používajú sa na pohyb vzduchu, vody a iných tekutín a konzumujú značné množstvo energie. Systémy ventilátorov a čerpadiel v skutočnosti tvoria veľkú časť celkovej spotreby energie v mnohých budovách a priemyselných zariadeniach.
Optimalizáciou prevádzky systémov ventilátorov a čerpadiel môžeme znížiť spotrebu energie, nižšie prevádzkové náklady a zlepšiť celkovú účinnosť týchto systémov. Tu prichádzajú VFD.
Ako VFD ukladajú energiu v systémoch ventilátora a čerpadla
Kľúč k pochopeniu toho, ako VFD ukladajú energiu v systémoch ventilátora a pumpy, spočíva vo vzťahu medzi rýchlosťou motora, spotrebou energie a požiadavkami na zaťaženie. V tradičnom motore s pevnou rýchlosťou motor beží konštantnou rýchlosťou bez ohľadu na požiadavky na zaťaženie. To znamená, že motor často beží plnou rýchlosťou, aj keď je zaťaženie nízke, čo má za následok zbytočnú energiu.
Naopak, VFD umožňuje motoru pracovať pri premenlivej rýchlosti, čo znamená, že motor je možné upraviť tak, aby zodpovedal požiadavkám na zaťaženie. Ak je zaťaženie nízke, VFD môže znížiť rýchlosť motora, čo následne znižuje spotrebu energie. Toto je známe ako afinitné zákony, ktoré tvrdia, že spotreba energie ventilátora alebo čerpadla je úmerná kocke rýchlosti motora.
Napríklad, ak sa rýchlosť motora zníži o 20%, spotreba energie sa zníži približne o 50%. To znamená, že aj malé zníženie rýchlosti motora môže mať za následok významné úspory energie.
Výpočet úspor energie
Na výpočet úspor energie, ktoré je možné dosiahnuť pomocou 45 kW VFD v systéme ventilátora alebo čerpadla, musíme zvážiť niekoľko faktorov vrátane profilu zaťaženia, prevádzkových hodín a účinnosti motora a VFD.
Predpokladajme, že máme systém ventilátora, ktorý pracuje 24 hodín denne, 365 dní v roku, a že profil zaťaženia je taký, že ventilátor pracuje pri plnom zaťažení po dobu 50% času a pri polovičnom zaťažení zostávajúcich 50% času. Motor je motor s pevnou rýchlosťou 45 kW a účinnosť motora a VFD je 90%.
Pomocou zákonov o afinite môžeme vypočítať spotrebu energie v systéme ventilátora pri plnom zaťažení a pri polovičnom zaťažení. Pri plnom zaťažení je spotreba energie 45 kW motora 45 kW. Pri polovičnom zaťažení je spotreba energie motora približne 11,25 kW (pretože spotreba energie je úmerná kocky rýchlosti motora).
Ak nainštalujeme VFD 45 kW v systéme ventilátora, môžeme upraviť rýchlosť motora tak, aby zodpovedala požiadavkám na zaťaženie. Pri úplnom zaťažení bude VFD prevádzkovať motor plnou rýchlosťou a spotreba energie bude 45 kW. Pri polovičnom zaťažení VFD zníži rýchlosť motora o 50%a spotreba energie bude približne 2,8 kW (pretože spotreba energie je úmerná kocke rýchlosti motora).
Celková spotreba energie v systéme ventilátora bez VFD je:
(45 kW x 0,5 x 24 hodín x 365 dní) + (11,25 kW x 0,5 x 24 hodín x 365 dní) = 236 550 kWh/rok
Celková spotreba energie v systéme ventilátora s VFD je:
(45 kW x 0,5 x 24 hodín x 365 dní) + (2,8 kW x 0,5 x 24 hodín x 365 dní) = 194 760 kWh/rok
Úspora energie dosiahnutá pomocou VFD je:
236 550 kWh/rok - 194 760 kWh/rok = 41 790 kWh/rok
Za predpokladu, že náklady na elektrinu vo výške 0,10 USD za kWh, ročné úspory nákladov dosiahnuté pomocou VFD je:
41 790 kWh/rok x 0,10 $/kWh = 4 179 dolárov ročne
Ďalšie výhody používania VFD v systémoch ventilátora a čerpadla
Okrem úspor energie existuje niekoľko ďalších výhod používania VFD v systémoch ventilátora a čerpadla. Patria sem:
- Vylepšený výkon systému:Tým, že motor umožňuje pracovať pri premenlivej rýchlosti, môžu VFD zlepšiť výkon systémov ventilátora a čerpadla. To môže mať za následok lepšie riadenie prietoku vzduchu a tekutiny, znížený hluk a vibrácie a zlepšenie spoľahlivosti systému.
- Znížené náklady na údržbu:Pretože VFD umožňujú motoru pracovať pri nižšej rýchlosti, môžu znížiť opotrebenie motora a iných komponentov v systéme. To môže mať za následok znížené náklady na údržbu a dlhšiu životnosť zariadenia.
- Zvýšená bezpečnosť:VFD môžu poskytovať ďalšie bezpečnostné prvky, ako je ochrana preťaženia a ochrana skratu. To môže pomôcť zabrániť poškodeniu zariadenia a znížiť riziko nehôd.
Záver
Záverom možno povedať, že 45 kW VFD môže ušetriť značné množstvo energie v systémoch ventilátora a čerpadla. Tým, že motor umožňuje pracovať pri premenlivej rýchlosti, môžu VFD zodpovedať požiadavkám na zaťaženie a znížiť spotrebu energie. To môže mať za následok nižšie prevádzkové náklady, zlepšenie výkonu systému a zníženie nákladov na údržbu.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o tom, ako môže VFD 45 kW prospieť vašim ventilátorom a pumpovým systémom, alebo ak ste pripravení začať šetriť energiu a peniaze, neváhajte nás kontaktovať. Sme popredným dodávateľomOvládacia jednotka ACaOvládače motora s variabilnou frekvencioua sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom produkty a služby najvyššej kvality.
Odkazy
- Handbook ASHRAE - systémy a vybavenie HVAC, Americká spoločnosť pre vykurovanie, chladiace a klimatizačné inžinieri, Inc., 2015.
- IEEE Standard 112 - testovacie postupy pre polyfázové indukčné motory a generátory, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 2004.
- „Energeticky efektívne motorické systémy: Sprievodca pre priemysel,“ Ministerstvo energetiky USA, Úrad energetickej účinnosti a obnoviteľnej energie, 2008.