Menič frekvencie na stráži pre úsporu energie

Obsah článku

• Princípy riadenia toku tekutín bez VREP
• Princíp riadenia toku tekutín pomocou VREP
• Použitie VREP pre vrty
• Výhody VREP okrem úspory energie
• Výrobné firmy a doba návratnosti

V článku sa bude hovoriť o tom, ako znížiť spotrebu energie už nainštalovaného alebo práve plánovaného inštalačného vrtu, vysvetliť, čo je menič frekvencie, pomenovať jeho hlavné charakteristiky, výhody a aplikácie..

Čím viac výhod sa u nás prejaví, tým väčšie bremeno leží na pleciach energetického systému. Výsledkom je, že platby za elektrinu rastú a mnohí vlastníci sa snažia akýmkoľvek spôsobom znížiť túto nákladovú položku, využívajúc rôzne technológie šetriace energiu. Domáce spotrebiče s energetickou triedou najmenej „A“, úsporné osvetľovacie zariadenia a oveľa viac je možné vidieť takmer v každej domácnosti. Pre prímestské bývanie s autonómnym zásobovaním vodou sa však okrem vyššie uvedených metód môže navrhnúť aj jeden ziskový spôsob úspory energie..

Veľká časť elektriny sa používa na pohyb vody a plynov v zariadeniach, ako sú čerpadlá, ventilátory, kompresory. Takéto zariadenie sa používa na prevádzku systému zásobovania teplom, dodávky pitnej vody (nielen centralizovanej, ale aj individuálnej), fungovania kanalizačného systému a priemyselného pohybu tekutín a plynov. Vo väčšine prípadov sa tu stráca energia. Dôvodom je skutočnosť, že spotreba v týchto systémoch je nerovnomerná. Má vrcholy s maximálnym zaťažením, ktoré zaberajú veľmi malú časť prevádzkového času a zriedka presahujú pár hodín denne. Pre tieto vrcholy je navrhnuté také vybavenie, ako je čerpadlo alebo dúchadlo. V zásade sa nevyžaduje 100% dodávka kvapaliny alebo plynu, ale v oblasti 30 – 40% maximálneho možného zaťaženia. Je ľahké to vidieť na príklade vrcholov prívodu vody v centrálnych systémoch zásobovania pitnou vodou: ranné a večerné maximá sú v rozpore s minimom noci. Čerpadlo však stále beží po celý čas na plný výkon a spotrebúva 100% energie..

K dnešnému dňu už existuje riešenie tohto problému – frekvenčne riadený elektrický pohon (VREP), ktorý bude uvedený nižšie..

Princípy riadenia toku tekutín bez VREP

Aby sa vyhodnotili prínosy zavedenia regulácie frekvencie, pripomeňte si bežne používané metódy tradičného znižovania dodávok kvapaliny alebo plynu. Pre jednoduchosť budú uvedené príklady pravidelného systému prívodu vody so štandardným čerpadlom, pričom sa nezabráni pohybu vzduchu, oleja, plynov a všetkých druhov priemyselných tekutín. Mimochodom, zásady budú veľmi podobné.

Jedným z prvých, ktorý sa má zvážiť, je regulácia s obtokom. Toto je obtokové potrubie, ktoré je vetvou z hlavného potrubia, ktoré vracia časť tekutiny, ktorá je už čerpaná pumpou, späť na dodávku toho istého čerpadla. Napriek možnosti pomerne presného prispôsobenia systému špecifikovaným parametrom prietoku vody je jeho účinnosť neuveriteľne nízka.

Nasledujúci zoznam možno považovať za reguláciu pomocou ventilov a iných zariadení inštalovaných za čerpadlom a obmedzujúcich užitočnú časť potrubia. Túto možnosť možno tiež považovať za zbytočnú stratu značnej časti elektrickej energie, pretože vytvorená veľká hlava je týmito zariadeniami odrezaná na požadovanú úroveň..

Ďalšou možnosťou regulácie je pravidelná prevádzka čerpadiel. Zahŕňa to zapnutie zariadenia iba na naplnenie zásobníkov vodou, potom dôjde k automatickému zastaveniu. Z tých, ktoré sú opísané vyššie, má pravdepodobne najlepšiu účinnosť, nie je to však bez jeho nevýhod:

• konštantné zapínanie / vypínanie znižuje životnosť zariadenia;
• pri nasledujúcom spustení existuje riziko vodného kladiva, ktoré môže poškodiť potrubie;
• nerovnomerný tlak v sieti.

Spoľahlivejšou možnosťou je súčasná prevádzka skupiny čerpadiel. Táto metóda zahŕňa zahrnutie záložnej jednotky so zvýšeným príjmom vody. Má však aj veľa nevýhod. Napríklad pri používaní čerpadiel s rôznym výkonom a parametrami bude prevádzka celého systému nestabilná. A náklady na túto metódu regulácie sú dosť vysoké, pretože zahŕňajú nákup nie jedného, ​​ale niekoľkých kusov vybavenia naraz..

Princíp riadenia toku tekutín pomocou VREP

Regulácia toku tekutín pomocou pohonu s premenlivou frekvenciou je navrhnutá tak, aby znížila percento plytvania energiou vo všetkých oblastiach, v ktorých sa používajú elektrické motory, a tiež existuje premenlivé zaťaženie..

Zloženie takéhoto zariadenia zahŕňa nielen ovládací mechanizmus pumpy a elektromotora. Tu hrá hlavnú úlohu takzvaný „frekvenčný menič“, je to tiež frekvenčný menič. Prostredníctvom senzorov nainštalovaných v sieti reaguje na všetky zmeny a reguluje tok: na jeho výstupe sa generuje dané napätie s určitou amplitúdou, čo zase núti motor a podľa toho aj mechanizmus ovládania čerpadla otáčať sa pri určitej (spomalenej) rýchlosti. Takže keď sa prietok zvýši na vrchol, čerpadlo bude pracovať s plnou účinnosťou, ale okamžite, keď sa zníži prívod vody, bude reagovať znížením rýchlosti otáčania pracovného mechanizmu. A v dôsledku toho znížená spotreba energie.

V dôsledku toho bude rovnaký objem kvapaliny dodávaný do požadovaného kohútika pomocou pumpy s VREP vyžadovať menej finančných prostriedkov ako pri podobnej schéme s konštantnou rýchlosťou otáčania pracovného mechanizmu zariadenia, ktoré spotrebuje. To vylučuje neúčinné metódy riadenia, ako je škrtenie alebo použitie obtokov..

Použitie VREP pre vrty

Ako je uvedené vyššie, technológia regulácie frekvencie sa môže použiť aj v typickom vidieckom dome. Je možné ho implementovať na prívod teplej vody, kúrenie alebo na vrtu čerpadlo. Pozrime sa podrobnejšie na poslednú možnosť, pretože najbežnejšou a zrozumiteľnejšou otázkou pre bežnú osobu je frekvencia záťaže:

• noc je minimum, v posudzovanej situácii sa často rovná nule;
• ráno – maximum (umývanie, sprcha, varenie raňajok atď.);
• deň – médium (umývanie, varenie, čistenie);
• večer – maximum (sprcha, vaňa, varenie atď.);
• noc je ďalšie minimum.

Rozdelenie je samozrejme podmienené, ale majitelia prímestských bytov niekedy veľmi jasne pociťujú vrcholy, keď v dôsledku poklesu tlaku v sieti voda z vodovodu tečie so slabým tlakom. Čo sa nedodržiava v iných častiach dňa.

Dnes je možné kúpiť nielen hotové čerpadlo s variabilným pohonom, ale aj dovybaviť už nainštalovaný frekvenčný menič. Ak sa použije v spojení s ponorným čerpadlom, musí mať nasledujúcu sadu funkcií:

1. Vstavaný ovládač PID (niekedy PI, ale na trhu sú menej bežné).
2. Schopnosť optimalizácie energie, ktorá umožňuje zníženie normálneho napätia pri nízkom zaťažení pohonu.
3. Možnosť reštartovania jednotky po akejkoľvek poruche alebo automatickej chybe bez zásahu človeka.
4. Ochrana motora proti preťaženiu.
5. Ochrana motora pred prehriatím.
6. Ochrana proti skratu.
7. Ochrana čerpadla proti chodu nasucho, t. J. Pred spustením bez vody, keď hladina v studni klesne pod sacie potrubie. Čerpaná kvapalina je chladivom a mazivom pre jednotku, preto jej neprítomnosť v bežiacom čerpadle vedie k prehriatiu a rýchlemu zlyhaniu.
8. Režim „spánku“ pri používaní prevodníka v spojení s čerpadlom, ktoré je obmedzené na prácu pri veľmi nízkych rýchlostiach.
9. Archív nehôd. Táto voľba je nevyhnutná, keď sa špecifikujú vlastnosti zariadenia za konkrétnych okolností s opakovanými (periodickými) poruchami..
10. Skalárne (volt-hertz U / f) alebo vektorové ovládanie pre presnejšie nastavenie pohonu, zabezpečujúce normálnu hladkú (bez trhania) fungovanie mechanizmu.

Pokiaľ ide o výber vybavenia, je možné zdôrazniť nasledujúce body:

1. Pri výbere „frekvenčného meniča“ by sa mala venovať väčšia pozornosť nie výkonu, ale menovitému prúdu a mala by sa poskytnúť určitá rezerva. Je to spôsobené skutočnosťou, že menovitý prúd ponorných elektrických motorov je o niečo vyšší ako menovitý prúd štandardných modelov motorov.
2. Preťažovacia kapacita nainštalovanej „frekvencie“ musí byť dostatočne veľká (nad 120%), inak sa táto nevýhoda musí kompenzovať výkonom motora, ktorý sa mierne zvýši..
3. Ak sa má vysielač umiestniť do nevykurovanej miestnosti, musí mať vhodný rozsah prevádzkových teplôt a vhodnú triedu ochrany..

Okrem hlavného vybavenia je potrebné venovať pozornosť aj káblu – musí mať veľký prierez, aby sa zabránilo strate napätia po celej dĺžke. Ako ďalšiu ochranu môžete nainštalovať motorovú tlmivku, ktorá navyše chráni pred veľkými únikmi prúdu a ochranou proti preťaženiu. Sieťovú tlmivku je možné nainštalovať aj pred menič (prevodník), čo zase eliminuje problémy pri prevádzke z distribučného transformátora..

Výhody VREP okrem úspory energie

Vybavenie čerpadiel variabilným elektrickým pohonom má okrem úspory energie aj ďalšie pozitívne aspekty..

Po prvé, zdroj zariadenia sa výrazne, takmer zdvojnásobil, pretože počet štartov a zastavení sa znížil..

Po druhé, je možné výrazne znížiť kapacitu zásobnej nádrže, pretože keď sa zvýši prietok, čerpadlo začne automaticky pracovať s väčšou účinnosťou. Aby maximálna spotreba neviedla k zníženiu tlaku v sieti, na inštaláciu môže byť poskytnuté aj čerpadlo s úmyselne vyšším výkonom – spotreba energie sa mierne zvýši.

Ďalším pozitívnym faktorom je plynulý rozbeh a zastavenie, ktoré neguje pravdepodobnosť, že by vodné kladivo v sieti bolo. Výsledkom bude, že nielen zariadenie, ale aj samotná dodávka vody vydrží dlhšie ako obvykle..

Výrobné firmy a doba návratnosti

Na trhu existujú rôzni výrobcovia meničov frekvencie. Uvidíte množstvo produktov od renomovaných svetových spoločností, ako sú ABB a SIMENS, a ukážky domácej výroby. Cena slávnych značiek bude primeraná, ale pokiaľ ide o kvalitu, je celkom možné sa s ňou stretnúť s ruskými spoločnosťami..

Pokiaľ ide o dobu návratnosti, v každom prípade sa vypočíta individuálne. Finančné prostriedky sú zvyčajne úplne kryté úsporami na obdobie šiestich mesiacov až dvoch rokov, ale môžu existovať ojedinelé výnimky.

Nasledujúci model možno rozlíšiť – čím viac energie má čerpadlo, tým drahšie bude stáť, resp. Frekvenčný elektrický pohon bude drahší ako menej výkonný analóg. Takéto čerpadlo však tiež spotrebúva viac elektriny – preto úspory pri použití „frekvencie“ budú výraznejšie a zaplatí sa skôr.

Ďalšia skutočnosť: inštalácia meniča frekvencie sa ospravedlní skôr v sieti, v ktorej je nerovnomerná prevádzka výraznejšia a vrcholy (maximálne zaťaženie) sa vyskytujú zriedkavo a sú krátkodobé..

Na záver by som chcel poznamenať, že by bolo dobré uplatňovať túto metódu regulácie nielen doma. Pre mnohé podniky by toto opatrenie na úsporu energie pomohlo znížiť energetickú náročnosť výroby. Verejné služby by utrácali menej za prepravu vody vo vykurovacích a vodovodných systémoch. Navyše technológia VFD nie je len pre čerpadlá. Úspešne sa používa v oblastiach, kde sa používajú elektrické motory: výťahy, zdviháky, hydraulické komponenty mechanizmov a iné. Prechodom na racionálne využívanie elektriny znižujeme zaťaženie KVET a JE, čo má pozitívny vplyv nielen na materiálny stav štátu, ale aj na ekológiu regiónu..