В качестве поставщика с частотными приводами с переменной частотой 45 кВт (VFD) я воочию свидетельствовал о преобразующем воздействии, которое эти устройства могут оказать на системы вентилятора и насосов. В этом сообщении в блоге я углубляюсь в науку, стоящую за VFD, и изучу, сколько энергии они могут сэкономить в этих важных приложениях.
Понимание VFD
Прежде чем мы погрузимся в экономию энергии, давайте сначала поймем, что такое VFD. VFD, также известный как переменный частотный привод или привод управления переменным током, представляет собой электронное устройство, которое управляет скоростью электродвигателя, варьируя частоту и напряжение, поставляемую ему. Это позволяет точно контролировать скорость двигателя, что, в свою очередь, может привести к значительной экономии энергии.
АЧастотный диск переменной VFDРаботает путем преобразования входящей мощности переменного тока в мощность постоянного тока, а затем обратно в мощность переменного тока на желаемой частоте и напряжении. Этот процесс известен как управление частотой переменной и позволяет двигателю работать на разных скоростях в зависимости от требований нагрузки.
Важность систем вентилятора и насосов
Вентиляционные и насосные системы являются важными компонентами во многих промышленных и коммерческих приложениях. Они используются для перемещения воздуха, воды и других жидкостей, и они потребляют значительное количество энергии. Фактически, вентиляционные и насосные системы составляют большую часть общего потребления энергии во многих зданиях и промышленных объектах.
Оптимизируя работу систем вентилятора и насосов, мы можем снизить потребление энергии, снизить эксплуатационные расходы и повысить общую эффективность этих систем. Здесь входят VFD.
Как VFD экономит энергию в системах вентилятора и насосов
Ключ к пониманию того, как VFD экономит энергию в вентиляционных и насосных системах, заключается в взаимосвязи между скоростью двигателя, энергопотреблением и требованиями нагрузки. В традиционном двигателе с фиксированной скоростью двигатель работает с постоянной скоростью независимо от требований к нагрузке. Это означает, что двигатель часто работает на полной скорости, даже когда нагрузка низкая, что приводит к потраченной энергии.
Напротив, VFD позволяет двигателю работать с переменной скоростью, что означает, что двигатель может быть скорректирован в соответствии с требованиями нагрузки. Когда нагрузка низкая, VFD может снизить скорость двигателя, что, в свою очередь, уменьшает энергопотребление. Это известно как законы о сродстве, в которых указывается, что энергопотребление вентилятора или насоса пропорционально кубу скорости двигателя.
Например, если скорость двигателя снижается на 20%, потребление энергии будет уменьшено примерно на 50%. Это означает, что даже небольшое снижение скорости двигателя может привести к значительной экономии энергии.
Расчет экономии энергии
Чтобы рассчитать экономию энергии, которая может быть достигнута с помощью VFD мощностью 45 кВт в системе вентилятора или насоса, нам необходимо рассмотреть несколько факторов, включая профиль нагрузки, рабочие часы и эффективность двигателя и VFD.
Давайте предположим, что у нас есть вентиляционная система, которая работает 24 часа в сутки, 365 дней в году, и что профиль нагрузки такова, что вентилятор работает при полной нагрузке в течение 50% времени и при половине нагрузки для оставшихся 50% случаев. Двигатель представляет собой мотор с фиксированной скоростью 45 кВт, а эффективность двигателя и VFD составляет 90%.
Используя законы о сродстве, мы можем рассчитать энергопотребление системы вентилятора при полной нагрузке и при половине нагрузки. При полной нагрузке энергопотребление двигателя мощностью 45 кВт составляет 45 кВт. При половине нагрузки энергопотребление двигателя составляет приблизительно 11,25 кВт (поскольку энергопотребление пропорционально кубу скорости двигателя).
Если мы установим VFD мощностью 45 кВт в систему вентилятора, мы можем настроить скорость двигателя в соответствии с требованиями нагрузки. При полной нагрузке VFD будет управлять двигателем на полной скорости, а энергопотребление будет составлять 45 кВт. При половине нагрузки VFD снизит скорость двигателя на 50%, а энергопотребление будет приблизительно 2,8 кВт (поскольку энергопотребление пропорционально кубу скорости двигателя).
Общее энергопотребление системы вентилятора без VFD составляет:
(45 кВт х 0,5 х 24 часа x 365 дней) + (11,25 кВт х 0,5 х 24 часа x 365 дней) = 236 550 кВтч/год
Общее потребление энергии системы вентилятора с VFD:
(45 кВт х 0,5 х 24 часа x 365 дней) + (2,8 кВт х 0,5 х 24 часа x 365 дней) = 194 760 кВтч/год
Экономия энергии, достигнутая с использованием VFD:
236 550 кВтч/год - 194 760 кВтч/год = 41 790 кВтч/год
Предполагая, что стоимость электроэнергии в размере 0,10 долл. США за кВтч, годовая экономия затрат, достигнутая с использованием VFD, составляет:
41 790 кВтч/год x 0,10 долл. США/кВтч = 4,179 долл. США в год
Другие преимущества использования VFD в системах вентилятора и насосов
В дополнение к экономии энергии, существует несколько других преимуществ использования VFD в системах вентилятора и насосов. К ним относятся:
- Улучшенная производительность системы:Позволяя двигателю работать с переменной скоростью, VFDS может улучшить производительность систем вентилятора и насосов. Это может привести к лучшему контролю воздуха и потока жидкости, снижению шума и вибрации и повышению надежности системы.
- Снижение затрат на техническое обслуживание:Поскольку VFD позволяют двигателю работать с более низкой скоростью, они могут уменьшить износ на двигателе и другие компоненты в системе. Это может привести к снижению затрат на техническое обслуживание и более длительным сроком службы оборудования.
- Повышенная безопасность:VFD могут предоставлять дополнительные функции безопасности, такие как защита от перегрузки и защита короткого замыкания. Это может помочь предотвратить повреждение оборудования и снизить риск несчастных случаев.
Заключение
В заключение, VFD мощностью 45 кВт может сэкономить значительное количество энергии в системах вентилятора и насосов. Позволяя двигателю работать с переменной скоростью, VFD могут соответствовать требованиям нагрузки и снизить энергопотребление. Это может привести к снижению эксплуатационных расходов, улучшению производительности системы и снижению затрат на техническое обслуживание.
Если вы заинтересованы в том, чтобы узнать больше о том, как VFD мощностью 45 кВт может принести пользу вашим системам вентилятора и насоса, или если вы готовы начать экономить энергию и деньги, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы ведущий поставщикАк управляющего приводаиКонтроллеры переменных частотных двигателей, и мы стремимся предоставить нашим клиентам продукты и услуги высочайшего качества.
Ссылки
- Справочник Ashrae - Системы и оборудование HVAC, Американское общество отопления, охлаждения и кондиционеров Инженеры, Inc., 2015.
- IEEE Standard 112 - Процедуры испытаний для полифазных индукционных двигателей и генераторов, Институт электротехники и электроники, Inc., 2004.
- «Энергоэффективные моторные системы: руководство по промышленности», Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, 2008.