VFD az energiamegtakarítás érdekében

A cikk tartalma

• A folyadékáram-szabályozás alapelvei VFEP nélkül
• A folyadékáram-szabályozás elve a VREP segítségével
• A VREP alkalmazása fúrólyuk-szivattyúkhoz
• A VREP előnyei az energiamegtakarítás mellett
• Gyártó cégek és a megtérülési időszak

A cikk arról szól, hogyan lehet csökkenteni egy fúrólyuk-szivattyú telepítéséhez vagy éppen beépítéséhez tervezett energiafogyasztást, elmagyarázza, mi a frekvenciavezérelt elektromos hajtás, megnevezi annak főbb jellemzőit, előnyeit és alkalmazását.

Minél több előnye jelenik meg a házunkban, annál nagyobb a teher az energiarendszer vállán. Ennek eredményeként növekszik a villamos energia fizetése, és sok tulajdonos bármilyen módon megpróbálja csökkenteni ezt a költségtételt, különféle energiatakarékos technológiák alkalmazásával. Legalább „A” energiaosztályú háztartási készülékek, gazdaságos világítóberendezések és még sok minden más szinte minden otthonban látható. Autonóm vízellátással rendelkező külvárosi házakban a fenti módszereken túlmenően még egy meglehetősen jövedelmező energia-megtakarítási módszer is javasolható.

Az áram nagy részét víz és gázok mozgatására használják olyan készülékekben, mint a szivattyúk, ventilátorok, kompresszorok. Ezeket a berendezéseket használják a hőellátó rendszer üzemeltetésére, az ivóvízellátásra (és nemcsak központosított, hanem az egyénileg is), a szennyvízcsatorna működésére, a folyadékok és gázok ipari mozgására. A legtöbb esetben itt pazarlik az energia. Ennek oka az a tény, hogy ezekben a rendszerekben a fogyasztás egyenetlen. Csúcsai vannak a maximális terheléssel, amelyek a működési idő nagyon kis részét igénylik, és ritkán haladják meg a napi néhány órát. Ezekre a csúcsokra tervezték meg olyan berendezéseket, mint a szivattyú vagy a fúvó. Alapvetően nem 100% -os folyadék- vagy gázellátásra van szükség, hanem a maximális lehetséges terhelés 30–40% -ában. Ezt könnyen megfigyelhetjük a központi ivóvízellátó rendszerek vízfelvételének csúcsán: a reggeli és az esti maximumok szemben vannak az éjszakai minimummal. A szivattyú mindazonáltal továbbra is teljes kapacitással működik, és az energia 100% -át fogyasztja..

Ma már létezik megoldás erre a problémára – egy frekvenciavezérelt elektromos hajtás (VREP), az alábbiakban tárgyaljuk.

A folyadékáram-szabályozás alapelvei VFEP nélkül

A frekvenciaszabályozás bevezetésének előnyeinek felmérése érdekében emlékeztessen a folyadék vagy gázellátás hagyományos csökkentésének általánosan alkalmazott módszerekre. Az egyszerűség kedvéért példákat mutatunk be egy szokásos szivattyúval ellátott rendszeres vízellátó rendszerre, eltekintve a levegő, olaj, gázok és mindenféle ipari folyadék mozgásától. Egyébként az alapelvek nagyon hasonlóak lesznek.

Az egyik az első, amelyet megfontoltak, a bypass szabályozás. Ez egy bypass vezeték, amely egy ág a fővezetékből, amely a szivattyú által már pumpált folyadék egy részét visszajuttatja ugyanazon szivattyú ellátásához. Annak ellenére, hogy a rendszert meglehetõsen pontosan lehet beállítani a megadott vízáramlási paraméterekhez, hatékonysága hihetetlenül alacsony.

A listán szereplő következő szabályozásnak tekinthető szivattyúkkal és egyéb szivattyúkkal később telepített eszközökkel és a csővezeték hasznos szakaszának korlátozásával. Ez az opció úgy tekinthető, hogy a villamos energia jelentős részét pazarolja el, mivel ezek a készülékek a szükséges szintre vágják a létrehozott nagy fejet.

Egy másik szabályozási lehetőség a szivattyúk időszakos működése. Ez magában foglalja a berendezés bekapcsolását, hogy a tárolótartályokat csak vízzel töltsék fel, amely után automatikusan leáll. A fentebb leírtak közül talán a legjobb hatékonysággal rendelkezik, de nem hiányzik hátrányai nélkül:

• az állandó indítás / leállítás csökkenti a berendezés élettartamát;
• fennáll a vízkalapács veszélye a következő indítás során, amely károsíthatja a csővezetéket;
• egyenetlen hálózati nyomás.

Megbízhatóbb lehetőség a szivattyúcsoport egyidejű működése. Ez a módszer magában foglalja egy tartalék egység beépítését és a vízfelvétel növekedését. Ennek azonban van egy csomó hátránya is. Például, ha különböző teljesítményű és paraméterű szivattyúkat használ, a teljes rendszer működése instabil lesz. És egy ilyen szabályozási módszer költsége meglehetősen magas, mivel nem egy, hanem több berendezés vásárlását vonja maga után..

A folyadékáram-szabályozás elve a VREP segítségével

A folyadékáram-szabályozást egy változó frekvenciájú meghajtóval úgy tervezték, hogy csökkentse a pazarolt energia százalékát minden olyan területen, ahol villamos motorokat használnak, valamint változó terhelés esetén is.

Az ilyen berendezések összetétele nemcsak a szivattyú és az elektromos motor működési mechanizmusát tartalmazza. Itt a fő szerepet az úgynevezett „frekvenciaváltó” játszik, ez szintén frekvenciaváltó. A hálózatba telepített érzékelők segítségével reagál az összes változásra és szabályozza az áramlást: a kimeneten egy adott amplitúdójú feszültség jön létre, ami viszont a motort és ennek megfelelően a szivattyú működési mechanizmusát egy bizonyos (lassabb) sebességgel forog. Tehát amikor az áramlási sebesség a csúcsra növekszik, a szivattyú teljes hatékonysággal működik, de ha a vízbevitel csökken, azonnal reagál a működő mechanizmus forgási sebességének csökkentésével. Ennek megfelelően csökken az energiafogyasztás.

Következésképpen ugyanannyi folyadékmennyiség, amelyet egy VFEP-szivattyúval a kívánt csaphoz juttatnak, kevesebb pénzt igényel, mint egy hasonló séma, amelynél a berendezés működtető mechanizmusának állandó fordulatszáma szükséges. Ez kiküszöböli az olyan nem hatékony ellenőrzési módszerek szükségességét, mint például a fojtószelep vagy az áthidalások..

A VREP alkalmazása fúrólyuk-szivattyúkhoz

Mint fentebb említettük, a frekvenciaszabályozó technológia egy közönséges házban is használható. Lehetséges melegvíz-ellátó rendszerre, fűtésre vagy fúrólyuk-szivattyúra megvalósítani. Nézzük meg részletesebben az utolsó opciót, mivel ott van a legszembetűnőbb és érthetőbb hétköznapi ember számára a terhelés gyakorisága:

• éjszaka – a minimum a vizsgált helyzetben gyakran egyenlő nullával;
• reggel – maximum (mosás, zuhanyzás, reggeli főzése stb.);
• nap – közepes (mosás, főzés, tisztítás);
• este – maximális (zuhany, fürdő, főzés és így tovább);
• az éjszaka egy újabb minimum.

A felosztás természetesen feltételes, azonban a külvárosi házak tulajdonosai gyakran egyértelműen érzik magukat csúcsokkal, amikor a hálózat nyomásának csökkenése miatt a csapból víz gyenge nyomással folyik. Amit más napszakokban nem figyelnek meg.

Manapság nemcsak megvásárolható kész szivattyú változó hajtással, hanem egy már telepített frekvenciaváltó utólagos felszerelése is lehetséges. Ez utóbbinak, ha merülőszivattyúval együtt használják, a következő funkciókkal kell rendelkeznie:

1. Beépített PID (néha PI, de ezek a piacon kevésbé általánosak) vezérlő.
2. Energiaoptimalizáló képesség, amely lehetővé teszi a normál feszültségcsökkentést alacsony hajtásterhelés mellett.
3. A meghajtó újraindításának lehetősége az automatizálás bármilyen meghibásodása vagy hibája után, emberi beavatkozás nélkül.
4. Motor túlterhelés elleni védelem.
5. Motor túlmelegedés elleni védelem.
6. Rövidzárlat-védelem.
7. A szivattyú védelme a száraz futás ellen, azaz a víz nélküli futás ellen, amikor a kútban a vízszint a szívócső alá esik. A szivattyúzott folyadék hűtő és kenőanyag az egység számára, ezért annak hiánya működő szivattyúban túlmelegedéshez és gyors meghibásodáshoz vezet.
8. „Alvó” mód, ha az átalakítót olyan pumpával együtt használják, amely korlátozottan működik nagyon alacsony fordulatszámon.
9. A balesetek archívuma. Ez az opció nélkülözhetetlen, ha tisztázzuk az eszköz működését sajátos körülmények között, ismételt (időszakos) hibák esetén.
10. Skaláris (volt-hertz U / f) vagy vektorvezérlés a hajtás pontosabb beállításához, biztosítva a mechanizmus normál zökkenőmentes (jerk-mentes) működését.

A felszerelés megválasztásával kapcsolatban a következő pontokat lehet kiemelni:

1. A „chastotnik” kiválasztásakor nagyobb figyelmet kell fordítani nem a hatalomra, hanem a névleges áramra, és biztosítani kell egy bizonyos különbözetet. Ennek oka az a tény, hogy a merülő villamos motorok névleges árama valamivel magasabb, mint a szokásos motoroknál.
2. A telepített „frekvencia” túlterhelési képességének elég nagynak kell lennie (több mint 120%), különben ezt a hátrányt a motor teljesítményével kell kompenzálni, amely kissé növekszik.
3. Ha az adókészüléket fűtetlen helyiségben kell elhelyezni, akkor annak megfelelő üzemi hőmérsékleti tartománynak és megfelelő védelmi osztálynak kell lennie..

A főberendezésen kívül ügyeljen a kábelre is – nagy keresztmetszetűnek kell lennie annak érdekében, hogy elkerülhető legyen a feszültség vesztesége a teljes hosszán. További védelemként motorfojtót telepíthet, ezenkívül megvédi a nagy áramszivárgásokat és a túlterhelés elleni védelmet. A fojtótekercs beépíthető az inverter (átalakító) elé is, amely viszont kiküszöböli a problémákat, amikor egy elosztó transzformátorról üzemelnek.

A VREP előnyei az energiamegtakarítás mellett

Az energiamegtakarításon kívül a szivattyúk változtatható villamos hajtással történő felszerelése további pozitív aspektusokkal is jár..

Először: a felszerelések erőforrása jelentősen, szinte megkétszereződik, mivel csökken az indítás és leállítás száma.

Másodszor, jelentősen csökkenthető a tárolótartály kapacitása, mivel amikor az áramlási sebesség növekszik, a szivattyú automatikusan nagyobb hatékonysággal kezd működni. Annak érdekében, hogy egy maximális fogyasztás ne eredményezzen nyomáscsökkenést a hálózatban, szándékosan nagyobb teljesítményű szivattyút is lehet biztosítani a telepítéshez – az energiafogyasztás kissé növekszik.

Egy másik pozitív tényező a zökkenőmentes indítás és leállítás, ami meggátolja a víz kalapács valószínűségét a hálózatban. Ennek eredményeként nem csak a felszerelés, hanem a vízellátás is hosszabb ideig tart, mint a szokásos..

Gyártó cégek és a megtérülési időszak

Különböző gyártók vannak a változó frekvenciájú meghajtók piacán. Megtekintheti a neves világszínvonalú cégek, például az ABB és a SIMENS, különféle termékeit és a hazai termelés mintáit. A kiemelkedő márkák költsége megfelelő lesz, de ami a minőséget illeti, az orosz társaságokkal való valószínűséggel kielégítő..

Ami a megtérülési időszakot illeti, azt minden esetben külön-külön kell kiszámítani. Általában a pénzeszközöket hat hónaptól két évig tartó megtakarításokkal fedezik teljes egészében, de lehetnek kivételek is.

A következő mintát lehet megkülönböztetni – minél több szivattyú rendelkezik energiával, annál drágább lesz, és a frekvenciavezérelt elektromos meghajtó drágább, mint egy kevésbé erős analóg. De egy ilyen szivattyú több energiát is fogyaszt – tehát a „frekvencia” használatakor jelentősen csökkennek a megtakarítások, és korábban fizet.

Egy másik tény: a frekvenciavezérelt elektromos hajtás bevezetése korábban igazolja a hálózatot, ahol az egyenetlen működés kifejezettebb, és a csúcsok (maximális terhelés) ritkán fordulnak elő és rövid élettartamúak..

Végezetül szeretném megjegyezni, hogy jó lenne ezt a szabályozási módszert nemcsak otthon alkalmazni. Sok vállalkozás számára ez az energiatakarékossági intézkedés hozzájárulna a termelés energiaintenzitásának csökkentéséhez. A közművek kevesebbet költenek a víz szállítására a fűtési és vízellátó rendszerekben. Ráadásul a VFD technológia nemcsak a szivattyúkra alkalmazható. Sikeresen használható minden olyan területen, ahol elektromos motorokat használnak: felvonókban, emelőkben, a mechanizmusok hidraulikus alkatrészeiben és másokban. A racionális villamosenergia-fogyasztásra való áttéréssel csökkentjük a kapcsolt energiatermelés és az atomerőmű terhelését, ami végső soron nemcsak az állam anyagi helyzetére, hanem a régió ökológiájára is pozitív hatással van..