VFD na stráži pro úspory energie

Obsah článku



Článek pojednává o tom, jak snížit spotřebu energie již instalovaného nebo plánovaného na instalaci vývrtového čerpadla, vysvětlit, co je frekvenčně řízený elektrický pohon, pojmenovat jeho hlavní vlastnosti, výhody a aplikace.

VFD na stráži pro úspory energie

Čím více výhod se v našem domě objeví, tím větší zátěž připadá na ramena energetického systému. V důsledku toho rostou platby za elektřinu a mnoho vlastníků se snaží jakýmkoli způsobem snížit tuto nákladovou položku a uchýlit se k různým energeticky úsporným technologiím. Domácí spotřebiče s energetickou třídou alespoň „A“, úsporná osvětlovací zařízení a mnohem více lze vidět téměř v každém domě. Pro příměstské bydlení s autonomním zásobováním vodou však lze kromě výše uvedených metod navrhnout ještě výhodnější způsob úspory energie..

Velká část elektřiny se používá k pohybu vody a plynů v zařízeních, jako jsou čerpadla, ventilátory, kompresory. Takové zařízení se používá pro provoz systému zásobování teplem, zásobování pitnou vodou (nejen centralizovanou, ale i individuální), fungování kanalizačního systému, průmyslový pohyb tekutin a plynů. Ve většině případů se zde plýtvá energií. Důvodem je skutečnost, že spotřeba v těchto systémech je nerovnoměrná. Má vrcholy s maximálním zatížením, které zabírají velmi malou část doby provozu a zřídka překračují několik hodin denně. Pro tyto vrcholy je navrženo zařízení, jako je čerpadlo nebo dmychadlo. V zásadě není zapotřebí 100% dodávka kapaliny nebo plynu, ale v oblasti 30-40% maximálního možného zatížení. To je snadné vidět na příkladu vrcholů příjmu vody v centrálních systémech zásobování pitnou vodou: ranní a večerní maxima jsou v rozporu s minimem noci. Čerpadlo však stále celou dobu běží na plný výkon a spotřebovává 100% energie..

K dnešnímu dni již existuje řešení tohoto problému – frekvenčně řízený elektrický pohon (VREP), který bude popsán níže.

Principy řízení toku kapaliny bez VFEP

Aby bylo možné posoudit přínosy zavedení regulace frekvence, připomenout běžně používané metody tradičního snižování dodávek kapaliny nebo plynu. Pro zjednodušení budou uvedeny příklady pravidelného vodovodního systému se standardním čerpadlem, které ponechá stranou pohyb vzduchu, oleje, plynů a všech druhů průmyslových tekutin. Mimochodem, principy budou velmi podobné.

Jedním z prvních, který je třeba zvážit, je regulace s obtokem. Jedná se o obtokové potrubí, což je větev z hlavního potrubí, která vrací část kapaliny, již čerpané čerpadlem, zpět do napájení stejného čerpadla. Přes možnost poměrně přesného přizpůsobení systému specifikovaným parametrům průtoku vody je jeho účinnost neuvěřitelně nízká.

VFD na stráži pro úspory energie

Další na tomto seznamu lze považovat za regulaci pomocí ventilů a dalších zařízení instalovaných za čerpadlem a omezením užitečného úseku potrubí. Tuto možnost lze také považovat za plýtvání značnou část zbytečné elektřiny, protože vytvořená velká hlava je těmito zařízeními odříznuta na požadovanou úroveň.

Další možností ovládání je periodický provoz čerpadel. Jedná se o zapnutí zařízení pouze k naplnění zásobních nádrží vodou, po které dojde k automatickému zastavení. Z výše popsaných má snad nejlepší účinnost, ale není to bez jeho nevýhod:

  • konstantní spouštění / zastavování snižují životnost zařízení;
  • během příštího startu hrozí nebezpečí vodního kladiva, které může poškodit potrubí;
  • nerovnoměrný tlak v síti.

VFD na stráži pro úspory energie

Spolehlivější možností je současný provoz skupiny čerpadel. Tato metoda zahrnuje zahrnutí záložní jednotky se zvýšením příjmu vody. Má však také spoustu nevýhod. Například při použití čerpadel s různým výkonem a parametry bude provoz celého systému nestabilní. A náklady na takovou regulační metodu jsou poměrně vysoké, protože zahrnují nákup ne jednoho, ale několika kusů zařízení najednou..

Princip řízení toku tekutin pomocí VFEP

Řízení toku tekutin pomocí měniče kmitočtu je navrženo tak, aby snížilo procento plýtvané energie ve všech oblastech, kde se používají elektromotory, a také existuje proměnné zatížení.

Složení takového zařízení zahrnuje nejen ovládací mechanismus čerpadla a elektromotoru. Zde hraje hlavní roli tzv. „Měnič kmitočtu“, je to také měnič kmitočtu. Prostřednictvím senzorů instalovaných v síti reaguje na všechny změny a řídí tok: na jeho výstupu je generováno dané napětí s určitou amplitudou, což zase způsobuje, že motor a podle toho i pracovní mechanismus čerpadla se otáčí určitou (pomalejší) rychlostí. Takže když se průtok zvýší na vrchol, čerpadlo bude pracovat s plnou účinností, ale okamžitě, když se sníží přívod vody, bude reagovat snížením rychlosti otáčení pracovního mechanismu. A v důsledku toho snížená spotřeba energie.

VFD na stráži pro úspory energie

V důsledku toho bude stejný objem kapaliny dodávaný do požadovaného odtoku čerpadlem s VFEP vyžadovat méně prostředků než podobné schéma s konstantní rychlostí rotace provozního mechanismu zařízení spotřebovává. To vylučuje potřebu neúčinných metod řízení, jako je škrtení nebo použití obtoků..

Aplikace VREP pro vrtná čerpadla

Jak je uvedeno výše, technologie regulace frekvence může být také použita v běžném venkovském domě. Je možné jej implementovat na přívod teplé vody, topení nebo na vrtací čerpadlo. Podívejme se na poslední možnost podrobněji, protože právě tam je nejvýraznější a nejsrozumitelnější pro obyčejnou osobu frekvence zátěže:

  • noc je minimum, v uvažované situaci se často rovná nule;
  • ráno – maximum (mytí, sprcha, vaření, atd.);
  • den – střední (praní, vaření, čištění);
  • večer – maximum (sprcha, vana, vaření atd.);
  • noc je další minimum.

Rozdělení je samozřejmě podmíněné, ale majitelé příměstských domů někdy velmi jasně pociťují vrcholy, když v důsledku poklesu tlaku v síti voda z vodovodu teče se slabým tlakem. Co není pozorováno jindy.

Dnes je možné nejen zakoupit hotové čerpadlo s variabilním pohonem, ale také dovybavit již nainstalovaný frekvenční měnič. Pokud se použije ve spojení s ponorným čerpadlem, musí mít následující sadu funkcí:

  1. Vestavěný PID (někdy PI, ale ty jsou na trhu méně běžné).
  2. Schopnost optimalizace energie umožňující normální pokles napětí při nízkém zatížení pohonu.
  3. Možnost restartování měniče po jakékoli poruše nebo chybě automatizace bez zásahu člověka.
  4. Ochrana motoru proti přetížení.
  5. Ochrana proti přehřátí motoru.
  6. Ochrana proti zkratu.
  7. Ochrana čerpadla proti chodu nasucho, tj. Proti chodu bez vody, když hladina v jímce klesne pod sací trubku. Čerpaná kapalina je chladicí a mazací prostředek pro jednotku, proto její nepřítomnost v běžícím čerpadle vede k přehřátí a rychlému selhání.
  8. Režim „spánku“ při použití převodníku ve spojení s čerpadlem, které je omezeno na práci při velmi nízkých rychlostech.
  9. Archiv nehod. Tato volba je nezbytná, když specifikujete vlastnosti provozu zařízení za specifických okolností s opakovanými (periodickými) poruchami.
  10. Skalární (volt-hertz U / f) nebo vektorové řízení pro přesnější nastavení pohonu, zajišťující normální hladký chod (bez trhání) mechanismu.

VFD na stráži pro úspory energie

Pokud jde o výběr zařízení, lze zdůraznit následující body:

  1. Při výběru „chastotniku“ by měla být věnována větší pozornost nikoli síle, ale jmenovitému proudu a měla by být zajištěna určitá rezerva. Důvodem je skutečnost, že jmenovitý proud ponorných elektrických motorů je o něco vyšší než u standardních modelů motorů..
  2. Přetížená kapacita instalované „frekvence“ musí být dostatečně velká (přes 120%), jinak musí být tato nevýhoda kompenzována výkonem motoru, který bude mírně zvýšen.
  3. V případech, kdy má být vysílač umístěn v nevytápěné místnosti, musí mít vhodný rozsah provozních teplot a odpovídající třídu ochrany..

Kromě hlavního vybavení byste měli věnovat pozornost také kabelu – musí mít velký průřez, aby nedošlo ke ztrátě napětí po celé délce. Jako dodatečnou ochranu můžete nainstalovat motorovou tlumivku, která navíc chrání před velkým únikem proudu a ochranou proti přetížení. Síťová tlumivka může být také instalována před střídačem (převodníkem), což zase eliminuje problémy při provozu z distribučního transformátoru.

Výhody VREP kromě úspory energie

Kromě úspory energie má vybavení čerpadel variabilním elektrickým pohonem další pozitivní aspekty..

Zaprvé je zdroj zařízení výrazně, téměř zdvojnásoben, protože se snižuje počet startů a zastavení.

Za druhé, je možné výrazně snížit kapacitu akumulační nádrže, protože při zvýšení průtoku začne čerpadlo automaticky pracovat s větší účinností. Aby žádná maximální spotřeba nevedla ke snížení tlaku v síti, může být pro instalaci zajištěno také čerpadlo s úmyslně vyšším výkonem – spotřeba energie se mírně zvýší.

Dalším pozitivním faktorem jsou plynulé rozběhy a zastávky, které negují pravděpodobnost, že vodní kladivo v síti. Výsledkem bude, že nejen zařízení, ale i samotný přívod vody vydrží déle než obvykle..

Výrobní firmy a doba návratnosti

Na trhu jsou různí výrobci měničů kmitočtu. Uvidíte celou řadu produktů od renomovaných světových společností, jako jsou ABB a SIMENS, a ukázky domácí produkce. Náklady na významné značky budou přiměřené, ale pokud jde o kvalitu, je možné se s nimi setkat s ruskými společnostmi..

Pokud jde o dobu návratnosti, bude v každém případě vypočítána individuálně. Obvykle jsou finanční prostředky plně kryty úsporami po dobu šesti měsíců až dvou let, ale mohou existovat izolované výjimky.

Následující vzorec lze rozlišit – čím více energie má čerpadlo, tím dražší to bude stát, respektive frekvenčně řízený elektrický pohon bude dražší než méně výkonný analog. Ale takové čerpadlo také spotřebovává více elektřiny – proto úspory při používání „frekvence“ budou významnější a bude se platit dříve.

VFD na stráži pro úspory energie

Další skutečnost: instalace frekvenčního měniče se ospravedlní dříve v síti, ve které je nerovnoměrný provoz výraznější a vrcholy (maximální zatížení) se vyskytují jen zřídka a jsou krátkodobé.

Na závěr bych rád poznamenal, že by bylo dobré použít tuto metodu regulace nejen doma. Pro mnoho podniků by toto opatření na úsporu energie pomohlo snížit energetickou náročnost výroby. Poplatky za veřejné služby by byly nižší na dopravu vody v systémech vytápění a zásobování vodou. Technologie VFD navíc není použitelná pouze na čerpadla. Může být úspěšně použit ve všech oblastech, kde se používají elektrické motory: výtahy, zdviháky, hydraulické komponenty mechanismů a další. Přechodem na racionální spotřebu elektřiny snižujeme zátěž na kogeneraci a JE, což má v konečném důsledku pozitivní vliv nejen na materiální stav státu, ale také na ekologii regionu..

Přečtěte si více  DIY instalace systému nuceného větrání
Ohodnoťte tento článek
( Zatím žádné hodnocení )
Agatha Poradce
Nejlepší tipy a triky
Comments: 1
  1. Jan Málek

    Je tato technologie naprosto spolehlivá a bezpečná?

    Odpovědět
Přidejte komentáře