În calitate de furnizor de unități de frecvență variabilă de 45kW (VFD), am asistat de prima dată la impactul transformator pe care aceste dispozitive îl pot avea asupra sistemelor de ventilatoare și pompe. În această postare pe blog, voi aprofunda știința din spatele VFD -urilor și voi explora cât de multă energie pot economisi în aceste aplicații cruciale.
Înțelegerea VFD -urilor
Înainte de a ne scufunda în economiile de energie, să înțelegem mai întâi ce este un VFD. Un VFD, cunoscut și sub denumirea de unitate de frecvență variabilă sau un acționare de control AC, este un dispozitiv electronic care controlează viteza unui motor electric prin variația frecvenței și a tensiunii furnizate. Acest lucru permite un control precis al vitezei motorului, ceea ce la rândul său poate duce la economii semnificative de energie.
Unitate de frecvență variabilă VFDFuncționează prin transformarea puterii de curent alternativ în curent continuu și apoi înapoi la puterea de curent alternativ la frecvența și tensiunea dorite. Acest proces este cunoscut sub numele de control al frecvenței variabile și permite motorului să funcționeze la viteze diferite, în funcție de cerințele de încărcare.
Importanța sistemelor de ventilatoare și pompe
Sistemele de ventilatoare și pompe sunt componente esențiale în multe aplicații industriale și comerciale. Sunt folosite pentru a muta aerul, apa și alte fluide și consumă o cantitate semnificativă de energie. De fapt, sistemele de ventilatoare și pompe reprezintă o mare parte din consumul total de energie în multe clădiri și instalații industriale.
Prin optimizarea funcționării sistemelor de ventilatoare și pompe, putem reduce consumul de energie, mai scăzute costurile de operare și să îmbunătățim eficiența generală a acestor sisteme. Aici intră VFD -urile.
Modul în care VFD -urile economisesc energie în sistemele de ventilatoare și pompe
Cheia pentru a înțelege modul în care VFD -urile economisesc energie în sistemele de ventilatoare și pompe constă în relația dintre viteza motorului, consumul de energie și cerințele de încărcare. Într-un motor tradițional cu viteză fixă, motorul funcționează cu o viteză constantă, indiferent de cerințele de încărcare. Aceasta înseamnă că motorul funcționează adesea la viteză maximă chiar și atunci când sarcina este scăzută, ceea ce duce la pierderea energiei.
În schimb, un VFD permite motorului să funcționeze la o viteză variabilă, ceea ce înseamnă că motorul poate fi reglat pentru a se potrivi cu cerințele de încărcare. Când sarcina este scăzută, VFD poate reduce viteza motorului, ceea ce la rândul său reduce consumul de energie. Aceasta este cunoscută sub numele de legi de afinitate, care afirmă că consumul de energie al unui ventilator sau pompă este proporțional cu cubul vitezei motorului.
De exemplu, dacă viteza motorului este redusă cu 20%, consumul de energie va fi redus cu aproximativ 50%. Aceasta înseamnă că chiar și o mică reducere a vitezei motorului poate duce la economii semnificative de energie.
Calcularea economiilor de energie
Pentru a calcula economiile de energie care pot fi obținute folosind un VFD de 45kW într -un sistem de ventilator sau pompe, trebuie să luăm în considerare mai mulți factori, inclusiv profilul de încărcare, orele de funcționare și eficiența motorului și a VFD.
Să presupunem că avem un sistem de ventilator care funcționează 24 de ore pe zi, 365 de zile pe an și că profilul de încărcare este astfel încât ventilatorul să funcționeze la încărcare completă pentru 50% din timp și la jumătate de încărcare pentru restul de 50% din timp. Motorul este un motor cu viteză fixă de 45kW, iar eficiența motorului și VFD este de 90%.
Folosind legile de afinitate, putem calcula consumul de energie al sistemului de ventilatoare la încărcare completă și la jumătate de încărcare. La încărcare completă, consumul de energie al motorului de 45kW este de 45kW. La jumătate de încărcare, consumul de energie al motorului este de aproximativ 11,25kW (deoarece consumul de energie este proporțional cu cubul vitezei motorului).
Dacă instalăm un VFD de 45kW în sistemul de ventilatoare, putem regla viteza motorului pentru a se potrivi cu cerințele de încărcare. La încărcare completă, VFD va funcționa motorul la viteză maximă, iar consumul de energie va fi de 45kW. La jumătate de încărcare, VFD va reduce viteza motorului cu 50%, iar consumul de energie va fi de aproximativ 2,8kW (deoarece consumul de energie este proporțional cu cubul vitezei motorului).
Consumul total de energie al sistemului de ventilatoare fără VFD este:
(45kW x 0,5 x 24 ore x 365 zile) + (11.25kW x 0,5 x 24 ore x 365 zile) = 236.550 kWh/an
Consumul total de energie al sistemului de ventilatoare cu VFD este:
(45kW x 0,5 x 24 ore x 365 zile) + (2,8kW x 0,5 x 24 ore x 365 zile) = 194.760 kWh/an
Economiile de energie obținute prin utilizarea VFD este:
236.550 kWh/an - 194.760 kWh/an = 41.790 kWh/an
Presupunând un cost de energie electrică de 0,10 USD pe kWh, economiile anuale de costuri obținute prin utilizarea VFD este:
41.790 kWh/an x 0,10 USD/kWh = 4.179 USD/an
Alte beneficii ale utilizării VFD -urilor în sistemele de ventilatoare și pompe
Pe lângă economiile de energie, există mai multe alte avantaje ale utilizării VFD -urilor în sistemele de ventilatoare și pompe. Acestea includ:
- Performanță îmbunătățită a sistemului:Permițând motorului să funcționeze la o viteză variabilă, VFD -urile pot îmbunătăți performanța sistemelor de ventilatoare și pompe. Acest lucru poate duce la un control mai bun al fluxului de aer și fluid, zgomot redus și vibrații și îmbunătățirea fiabilității sistemului.
- Costuri reduse de întreținere:Deoarece VFD -urile permit motorului să funcționeze cu o viteză mai mică, acestea pot reduce uzura pe motor și alte componente din sistem. Acest lucru poate duce la reducerea costurilor de întreținere și la durata de viață a echipamentelor mai lungi.
- Siguranță îmbunătățită:VFD-urile pot oferi caracteristici suplimentare de siguranță, cum ar fi protecția suprasarcină și protecția la scurtcircuit. Acest lucru poate ajuta la prevenirea deteriorării echipamentelor și la reducerea riscului de accidente.
Concluzie
În concluzie, un VFD de 45kW poate economisi o cantitate semnificativă de energie în sistemele de ventilatoare și pompe. Permițând motorului să funcționeze la o viteză variabilă, VFD -urile pot corespunde cerințelor de încărcare și poate reduce consumul de energie. Acest lucru poate duce la costuri de operare mai mici, performanță îmbunătățită a sistemului și costuri reduse de întreținere.
Dacă sunteți interesat să aflați mai multe despre modul în care un VFD de 45kW poate beneficia de sistemele dvs. de fani și pompe sau dacă sunteți gata să începeți să economisiți energie și bani, nu ezitați să ne contactați. Suntem un furnizor principal deDrive de control ACşiControlere de motor cu frecvență variabilăși ne -am angajat să oferim clienților noștri produse și servicii de cea mai înaltă calitate.
Referințe
- ASHRAE HANDBOOK - HVAC Systems and Equipment, American Society of Heating, refrigerare și aer condiționat, Inc., 2015.
- IEEE Standard 112 - Proceduri de testare pentru motoare și generatoare de inducție de polifază, Institutul de Ingineri Electrici și Electronici, Inc., 2004.
- „Sisteme auto eficiente din punct de vedere energetic: un ghid pentru industrie”, Departamentul de Energie al SUA, Oficiul pentru Eficiență Energetică și Energie Regenerabilă, 2008.