Jako dostawca napędów o zmiennej częstotliwości 45 kW (VFD), byłem świadkiem, że z pierwszej ręki wpływ te urządzenia mogą mieć na systemy wentylatora i pompy. W tym poście na blogu zagłębię się w naukę VFD i zbadam, ile energii mogą zaoszczędzić w tych kluczowych aplikacjach.
Zrozumienie VFD
Zanim zanurzymy się w oszczędności energii, najpierw zrozummy, czym jest VFD. VFD, znany również jako zmienny napęd częstotliwości lub napęd sterujący prądem przemiennym, jest urządzeniem elektronicznym, które kontroluje prędkość silnika elektrycznego poprzez zmianę dostarczonej częstotliwości i napięcia. Pozwala to na precyzyjną kontrolę prędkości silnika, co z kolei może prowadzić do znacznych oszczędności energii.
.VFD Zmienna częstotliwośćDziała poprzez przekształcenie przychodzącej mocy prądu przemiennego na moc prądu stałego, a następnie z powrotem do zasilania prądu przemiennego przy pożądanej częstotliwości i napięciu. Proces ten jest znany jako zmienna kontrola częstotliwości i pozwala silnikowi działać przy różnych prędkościach w zależności od wymagań obciążenia.
Znaczenie systemów wentylatorów i pomp
Systemy wentylatora i pomp są niezbędnymi komponentami w wielu zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych. Są używane do przemieszczania powietrza, wody i innych płynów i spożywają znaczną ilość energii. W rzeczywistości systemy wentylatorów i pompy stanowią dużą część całkowitego zużycia energii w wielu budynkach i obiektach przemysłowych.
Optymalizując działanie systemów wentylatora i pomp, możemy zmniejszyć zużycie energii, obniżyć koszty operacyjne i poprawić ogólną wydajność tych systemów. Tutaj pojawiają się VFD.
Jak VFD oszczędzają energię w systemach wentylatorów i pomp
Kluczem do zrozumienia, w jaki sposób VFD oszczędzają energię w systemach wentylatora i pomp, jest związek między prędkością silnika, zużyciem energii i wymaganiami obciążenia. W tradycyjnym silniku o stałej prędkości silnik działa ze stałym prędkością, niezależnie od wymagań obciążenia. Oznacza to, że silnik często działa z pełną prędkością, nawet gdy obciążenie jest niskie, co powoduje zmarnowaną energię.
Natomiast VFD umożliwia działanie silnika ze zmienną prędkością, co oznacza, że silnik można regulować w celu spełnienia wymagań obciążenia. Gdy obciążenie jest niskie, VFD może zmniejszyć prędkość silnika, co z kolei zmniejsza zużycie energii. Jest to znane jako prawa powinowactwa, które stwierdzają, że zużycie energii wentylatora lub pompy jest proporcjonalne do sześcianu prędkości silnika.
Na przykład, jeśli prędkość silnika zostanie zmniejszona o 20%, zużycie energii zostanie zmniejszone o około 50%. Oznacza to, że nawet niewielkie zmniejszenie prędkości silnika może powodować znaczne oszczędności energii.
Obliczanie oszczędności energii
Aby obliczyć oszczędności energii, które można osiągnąć za pomocą VFD 45 kW w systemie wentylatora lub pompy, musimy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym profil obciążenia, godziny pracy oraz wydajność silnika i VFD.
Załóżmy, że mamy system wentylatorów, który działa 24 godziny na dobę, 365 dni w roku, i że profil obciążenia jest taki, że wentylator działa z pełnym obciążeniem przez 50% czasu i przy połowie ładunku przez pozostałe 50% czasu. Silnik to silnik o stałej prędkości 45 kW, a wydajność silnika i VFD wynosi 90%.
Korzystając z przepisów dotyczących powinowactwa, możemy obliczyć zużycie energii systemu wentylatora przy pełnym obciążeniu i na połowie obciążenia. Przy pełnym obciążeniu zużycie energii silnika 45 kW wynosi 45 kW. Przy pół ładunku zużycie energii silnika wynosi około 11,25 kW (ponieważ zużycie energii jest proporcjonalne do kostki prędkości silnika).
Jeśli zainstalujemy VFD 45 kW w systemie wentylatora, możemy dostosować prędkość silnika, aby dopasować wymagania obciążenia. Przy pełnym obciążeniu VFD będzie obsługiwać silnik z pełną prędkością, a zużycie energii wyniesie 45 kW. Przy pół ładunku VFD zmniejszy prędkość silnika o 50%, a zużycie energii wyniesie około 2,8 kW (ponieważ zużycie energii jest proporcjonalne do sześcianu prędkości silnika).
Całkowite zużycie energii systemu wentylatora bez VFD wynosi:
(45 kW x 0,5 x 24 godziny x 365 dni) + (11,25 kW x 0,5 x 24 godziny x 365 dni) = 236 550 kWh/rok/rok
Całkowite zużycie energii systemu wentylatora z VFD wynosi:
(45 kW x 0,5 x 24 godziny x 365 dni) + (2,8 kW x 0,5 x 24 godziny x 365 dni) = 194 760 kWh/rok
Oszczędności energii osiągnięte przy użyciu VFD to:
236 550 kWh/rok - 194 760 kWh/rok = 41 790 kWh/rok
Zakładając koszt energii elektrycznej w wysokości 0,10 USD za kWh, roczne oszczędności kosztów osiągnięte przy użyciu VFD wynosi:
41 790 kWh/rok x 0,10 USD/kWh = 4179 USD/rok
Inne korzyści z korzystania z VFD w systemach wentylatorów i pomp
Oprócz oszczędności energii istnieje kilka innych korzyści z korzystania z VFD w systemach wentylatorów i pomp. Należą do nich:
- Ulepszona wydajność systemu:Pozwalając silnikowi działać ze zmienną prędkością, VFD mogą poprawić wydajność systemów wentylatora i pomp. Może to spowodować lepszą kontrolę przepływu powietrza i płynu, zmniejszonym hałasem i wibracjami oraz lepszą niezawodność systemu.
- Obniżone koszty utrzymania:Ponieważ VFD umożliwiają działanie silnika z niższą prędkością, mogą zmniejszyć zużycie silnika i innych elementów w systemie. Może to spowodować obniżenie kosztów konserwacji i dłuższą żywotność sprzętu.
- Zwiększone bezpieczeństwo:VFD mogą zapewnić dodatkowe funkcje bezpieczeństwa, takie jak ochrona przed przeciążeniem i ochrona przed zwarciem. Może to pomóc w zapobieganiu uszkodzeniom sprzętu i zmniejszeniu ryzyka wypadków.
Wniosek
Podsumowując, VFD 45 kW może zaoszczędzić znaczną ilość energii w systemach wentylatora i pomp. Umożliwiając działanie silnika ze zmienną prędkością, VFD mogą spełniać wymagania obciążenia i zmniejszyć zużycie energii. Może to spowodować niższe koszty operacyjne, lepszą wydajność systemu i obniżone koszty utrzymania.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak VFD 45 kW może przynieść korzyści Twojemu wentylatorowi i systemom pomp lub jeśli jesteś gotowy, aby zacząć oszczędzać energię i pieniądze, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy wiodącym dostawcąNapęd kontroli prądu przemiennegoIKontrolery silnika o zmiennej częstotliwościi jesteśmy zobowiązani do zapewnienia naszym klientom najwyższej jakości produktów i usług.
Odniesienia
- Ashrae Handbook - HVAC Systems and Equipment, American Society of Heating, Lecgering and Air Strontioning Engineers, Inc., 2015.
- IEEE Standard 112 - Procedury testowe silników i generatorów indukcyjnych polifazy, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 2004.
- „Energooszczędne systemy motoryczne: przewodnik dla przemysłu”, amerykański Departament Energii, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, 2008.