VFD на охрана за икономия на енергия

Съдържанието на статията

• Принципи на контрол на потока на течността без VFEP
• Принципът за контрол на потока на течността с помощта на VREP
• VREP приложение за сондажни помпи
• Предимства на VREP освен икономия на енергия
• Фирми-производители и период на изплащане

Статията ще говори за това как да намалите консумацията на енергия на вече инсталирана или току-що планирана да бъде монтирана сондажна помпа, да обясни какво е честотно управлявано електрическо задвижване, да посочи основните му характеристики, предимства и приложения.

Колкото повече ползи се появяват в нашата къща, толкова по-голяма тежест пада върху раменете на енергийната система. В резултат на това плащанията за електроенергия растат и много собственици се опитват по всякакъв начин да намалят този елемент на разходите, прибягвайки до различни енергоспестяващи технологии. Битовите уреди с енергиен клас поне „А“, икономични осветителни устройства и много повече могат да се видят в почти всеки дом. За крайградските жилища с автономно водоснабдяване обаче, в допълнение към горните методи, може да се предложи и друг доста печеливш метод за пестене на енергия..

Голяма част от електричеството се използва за преместване на вода и газове в устройства като помпи, вентилатори, компресори. Такова оборудване се използва за работата на топлоснабдителната система, доставката на питейна вода (и не само централизирана, но и индивидуална), функционирането на канализационната система, промишленото движение на течности и газове. В повечето случаи тук се губи енергия. Това се дължи на факта, че потреблението в тези системи е неравномерно. Той има пикове с максимално натоварване, които заемат много малка част от работното време и рядко надвишават няколко часа на ден. Именно за тези върхове е проектирано оборудване като помпа или вентилатор. По принцип не се изисква 100% подаване на течност или газ, но в района на 30-40% от максималния възможен товар. Лесно е да се види това на примера на пиковете на приема на вода в централните системи за питейна вода: сутрешните и вечерни максимуми са противоположни на нощния минимум. Помпата обаче продължава да работи с пълен капацитет през цялото това време и консумира 100% от енергията..

Към днешна дата вече има решение на този проблем – честотно управлявано електрическо задвижване (VREP), той ще бъде разгледан по-долу.

Принципи на контрол на потока на течността без VFEP

За да прецените ползите от въвеждането на честотен контрол, припомнете често използваните методи за традиционно намаляване на доставката на течност или газ. За простота ще бъдат дадени примери за обикновена водоснабдителна система със стандартна помпа, оставяйки настрана движението на въздуха, маслото, газовете и всички видове промишлени течности. Между другото, принципите ще са много сходни.

Едно от първите, които обмислят, е регулирането с байпас. Това е байпасна линия, която е клон от главния тръбопровод, който връща част от течността, която вече е изпомпана от помпата, обратно към захранването на същата помпа. Въпреки възможността за доста точно регулиране на системата към зададените параметри на водния поток, нейната ефективност е невероятно ниска.

Следващият в този списък може да се счита за регулиране с помощта на клапани и други устройства, инсталирани надолу по течението на помпата и ограничаващи полезния участък от тръбопровода. Тази опция може да се счита и за изхабяване на значителна част от загубеното електричество, тъй като създадената голяма глава е отрязана от тези устройства до необходимото ниво.

Друг вариант за управление е периодичната работа на помпите. Той включва включване на оборудването само за пълнене на резервоарите за съхранение с вода, след което се извършва автоматично спиране. От описаните по-горе, той е може би най-добрата ефективност, но не е без недостатъците си:

• постоянните стартове / стопове намаляват живота на оборудването;
• има риск от воден чук по време на следващото изстрелване, което може да повреди тръбопровода;
• неравномерно мрежово налягане.

По-надежден вариант е едновременната работа на група помпи. Този метод включва включването на резервно устройство с увеличаване на приема на вода. Въпреки това има и куп недостатъци. Например, когато използвате помпи с различна мощност и параметри, работата на цялата система ще бъде нестабилна. И цената на такъв метод на регулиране е доста висока, тъй като включва закупуване на не едно, а няколко бройки оборудване наведнъж..

Принципът за контрол на потока на течността с помощта на VREP

Контролът на потока на течността чрез задвижване с променлива честота е проектиран да намали процента на загубена енергия във всички области, където се използват електродвигатели, а също така има променлив товар.

Съставът на такова оборудване включва не само работния механизъм на помпата и електродвигателя. Тук основната роля се играе от така наречения „честотен преобразувател“, той също е честотен преобразувател. Чрез сензори, инсталирани в мрежата, той реагира на всички промени и контролира потока: при изхода му се генерира дадено напрежение с определена амплитуда, което от своя страна кара двигателя и съответно работния механизъм на помпата да се върти с определена (по-бавна) скорост. Така че, когато дебитът се увеличи до пика, помпата ще работи с пълна ефективност, но веднага след като всмукването на вода намалява, тя ще реагира чрез намаляване на скоростта на въртене на работещия механизъм. И съответно намален разход на енергия.

Следователно, един и същ обем течност, доставен до желания кран с помпа с VFEP, ще изисква по-малко средства, отколкото подобна схема с постоянна скорост на въртене на механизма за работа на оборудването ще консумира. Това елиминира необходимостта от неефективни методи за контрол, като дроселиране или използване на байпаси..

VREP приложение за сондажни помпи

Както бе споменато по-горе, технологията за регулиране на честотата може да се прилага и в обикновена селска къща. Възможно е да го приложите на система за подаване на топла вода, отопление или на помпа за сондаж. Нека разгледаме последния вариант по-подробно, тъй като именно там най-ясно и разбираемо за обикновения човек е честотата на натоварването:

• нощта е минимумът, в разглежданата ситуация често е равна на нула;
• сутрин – максимум (измиване, душ, готвене закуска и т.н.);
• ден – среден (измиване, готвене, почистване);
• вечер – максимум (душ, вана, готвене и т.н.);
• нощта е друг минимум.

Разделението, разбира се, е условно, но собствениците на крайградски жилища понякога много ясно усещат пикове, когато поради намаляване на налягането в мрежата водата от чешмата тече със слабо налягане. Какво не се наблюдава през друго време на деня.

Днес е възможно не само да закупите готова помпа с променливо задвижване, но и да преоборудвате вече инсталиран честотен преобразувател. Последната, когато се използва заедно с потопяема помпа, трябва да има следния набор от функции:

1. Вграден PID (понякога PI, но те са по-рядко срещани на пазара) контролер.
2. Възможност за енергийна оптимизация, която позволява нормално намаляване на напрежението при ниско натоварване на задвижването.
3. Възможност за рестартиране на задвижването след всяка повреда или грешка в автоматизацията без човешка намеса.
4. Защита на двигателя от претоварване.
5. Защита на двигателя от прегряване.
6. Защита от късо съединение.
7. Защита на помпата от сухо движение, т.е. от работа без вода, когато нивото в кладенеца падне под смукателната тръба. Изпомпаната течност е охлаждащо и смазващо средство за агрегата, поради което отсъствието му в работеща помпа води до прегряване и бърза повреда.
8. „Sleep“ режим при използване на конвертора във връзка с помпа, която е ограничена да работи при много ниски скорости.
9. Архив на произшествия. Тази опция е незаменима при уточняване на характеристиките на работата на устройството при специфични обстоятелства с повтарящи се (периодични) повреди.
10. Скаларен (волто-херцов U / f) или векторен контрол за по-точно регулиране на задвижването, осигурявайки нормална безпроблемна работа (без дръзки) на механизма.

Що се отнася до избора на оборудване, могат да се подчертаят следните точки:

1. При избора на „chastotnik“ трябва да се обърне повече внимание не на мощността, а на номиналния ток и трябва да се осигури определен марж. Това се дължи на факта, че номиналният ток на потопяемите електродвигатели е малко по-висок от този на стандартните модели двигатели.
2. Капацитетът на претоварване на инсталираната „честота“ трябва да бъде достатъчно голям (над 120%), в противен случай този недостатък трябва да се компенсира от мощността на двигателя, която ще бъде леко увеличена.
3. Когато предавателят трябва да бъде поставен в неотопляемо помещение, той трябва да има подходящ работен температурен диапазон и подходящ клас на защита..

В допълнение към основното оборудване, трябва да обърнете внимание и на кабела – той трябва да има голямо напречно сечение, за да предотвратите загуба на напрежение по дължината. Като допълнителна защита можете да инсталирате дросел на двигателя, той допълнително предпазва от големи токове и защита от претоварване. Пред инвертора (конвертора) може да се монтира и линейна дросел, което от своя страна елиминира проблемите при работа от разпределителен трансформатор.

Предимства на VREP освен икономия на енергия

В допълнение към спестяването на енергия, оборудването на помпите с променливо електрическо задвижване има и други положителни аспекти..

Първо, ресурсът на оборудването е значително, почти удвоен, тъй като броят на стартовете и спирките е намален.

На второ място, е възможно значително да се намали капацитетът на резервоара за съхранение, тъй като когато дебитът се увеличи, помпата автоматично започва да работи с по-голяма ефективност. За да може всяка максимална консумация да не доведе до намаляване на налягането в мрежата, за инсталирането може да се осигури и помпа с умишлено по-голяма мощност – консумацията на енергия ще се увеличи леко.

Друг положителен фактор са плавните стартирания и стопове, които отменят вероятността от воден чук в мрежата. В резултат не само оборудването, но и самото водоснабдяване ще продължи по-дълго от обикновено..

Фирми-производители и период на изплащане

На пазара има различни производители на устройства с променлива честота. Можете да видите най-различни продукти от известни компании от световна класа като ABB и SIMENS, както и мостри от местно производство. Цената на изтъкнатите марки ще бъде подходяща, но що се отнася до качеството, е напълно възможно да го посрещнете с руски компании..

Що се отнася до периода на изплащане, във всеки случай той ще се изчислява индивидуално. Обикновено средствата са напълно покрити от спестявания за период от шест месеца до две години, но може да има изолирани изключения.

Следният модел може да бъде разграничен – колкото по-голяма мощност има помпата, толкова по-скъпа ще струва съответно, а честотното електрическо задвижване към нея ще бъде по-скъпо от по-малко мощен аналог. Но такава помпа също консумира повече електроенергия – следователно, спестяванията при използване на „честотата“ ще бъдат по-значителни и тя ще се изплати по-рано.

Друг факт: инсталирането на честотно контролирано електрическо задвижване ще се оправдае по-рано в мрежата, в която неравномерната работа е по-изразена, а върховете (максимално натоварване) се срещат рядко и са краткотрайни.

В заключение искам да отбележа, че би било добре този метод на регулиране да се прилага не само у дома. За много предприятия тази мярка за пестене на енергия би помогнала за намаляване на енергоемкостта на производството. Комуналните услуги ще харчат по-малко за транспортиране на вода в отоплителни и водоснабдителни системи. Освен това VFD технологията не е приложима само за помпите. Може успешно да се използва във всякакви области, където се използват електродвигатели: асансьори, подемници, всякакви хидравлични компоненти на механизмите и други. Преминавайки към рационално потребление на електроенергия, намаляваме натоварването на ТЕЦ и АЕЦ, което в крайна сметка има положителен ефект не само върху материалното състояние на държавата, но и върху екологията на региона..