Hoe directe ketelvoedingoplossingen geld besparen Grundfos ketelvoedingsystemen: Doe het regelventiel weg! Standaard ketelvoedingsystemen zijn voorzien van een regelventiel, bypasse en overgedimensioneerde pompen. Grundfos hanteert een unieke, directe benadering om de installatie goedkoper te maken en de jaarlijkse bedrijfskosten met bijna 60 procent te reduceren.
Technische analyse Grundfos engineers hebben een uniek ketelvoedingsysteem ontwikkeld waarvoor geen voedingsventiel nodig is en dit betekent voor klanten enorme besparingen bij de installatie maar ook tijdens het gebruik. De voordelen en nadelen van voedingsventiel-geregelde systemen In ketelvoedingsystemen via een voedingsventiel (zie figuur 1), wordt het waterpeil gecontroleerd door het ventiel, dat op zijn beurt wordt bestuurd door een niveausensor welke op de ketel is gepositioneerd. Het voedingsventiel regelt de waterinname, welke wordt aangepast naar gelang het stoomverbruik. Hiervoor is het echter noodzakelijk dat de voedingspomp wordt ingesteld op "continu bedrijf". 1
Figuur 1: Ketelvoeding via regelventiel
"Het staat buiten kijf dat dit systeem soepel werkt en het voordeel kent toepasbaar te zijn voor ketels van elke grootte," zegt Søren Mortensen, Application Manager voor Grundfos Industrial Solutions. "Omdat de hoeveelheid water welke aan de ketel wordt toegevoerd proportioneel is aan het stoomverbruik, is de kans op overkoken minimaal en de stoomkwaliteit blijft hoog dankzij een constant niveau in de ketel. Een ketelvoedingsysteem met een voedingsventiel met pompen met variabel toerental biedt dezelfde voordelen plus energiebesparingen voor het pompgebruik." Echter, Søren Mortensen wijst op drie belangrijke nadelen van deze ventielgeregelde ketelvoedingsystemen: • Het voedingsventiel is duur in aanschaf en onderhoud. • Drukverlies over het voedingsventiel betekent dat een zwaardere toevoerpomp nodig is dan nodig zou zijn bij een efficiëntere methode. • Met een bypass, dit betekent overtollige flow en het kost meer geld om dat extra water te pompen.
2
“In geavanceerdere en duurdere installaties, wordt een ventiel toegevoegd, zodat u de bypass kan afsluiten wanneer deze niet nodig is,” voegt Søren Mortensen toe. “Hierdoor nemen de kosten toe.” De directe benadering Om deze zaken aan te pakken koos Grundfos voor een intelligente, systeem-georiënteerde benadering als onderdeel van haar Grundfos iSOLUTIONS programma. “Wij ontwikkelden het idee van directe voeding, door de ketel te beschouwen als een open tank met een enorme druk die we op een bepaald niveau moesten houden,” zegt Søren Mortensen. “We dachten eerst na over het systeem en hoe we de voedingsventielen zouden kunnen dumpen door gebruik te maken van sensoren in het systeem om de pompen te regelen.” Het resultaat was een gestroomlijnd systeem (zie Figuur 2) waarin het waterniveau in de ketel direct wordt gecontroleerd door een pomp met variabel toerental zonder het gebruik van een voedingsventiel. Een niveausensor op de ketel fungeert als regeling voor de waterinname overeenkomstig het stoomverbruik en een constant waterniveau wordt daarom gehandhaafd. Figuur 2: Ketelvoeding met pompen met variabel toerental zonder voedingsventiel
“Net als bij voedingsventiel geregelde systemen, werkt de ventielloze configuratie efficiënt met alle typen en groottes van ketels, voor het minimaliseren van overkoken,” zegt Søren
3
Mortensen. “Echter, waar ventielgeregelde systemen te leiden hebben van drukverlies over het hele voedingsventiel, wordt dit probleem opgelost door de directe benadering.” Ventielvrije besparingen Het belangrijkste voor de klanten is dat de energiezuinigheidwinsten en de resulterende financiële besparingen van de ventielloze oplossing aanzienlijk zijn zoals de testgevevens hieronder aantonen (zie Figuur 3): Figuur 3
Figuur: De jaarlijkse energiekosten met Grundfos directe ketelvoeding zijn significant lager dan die bij een ketelvoedingsysteem met een regelventiel.
Het uitgangspunt is het voeden van een stoomketel bij een druk van 10 bar en 12 ton/uur. Het opgenomen vermogen in beide gevallen is van een Grundfos CR pump – directe ketelvoeding is een CRE15-8 en met een regelventiel is het een CR15-14. Bron: Grundfos "Zoals we kunnen zien," zegt Søren Mortensen, "betekent het drukverlies over het voedingsventiel dat een ketelvoeding met dit component veel meer vermogen nodig heeft om te draaien op hetzelfde niveau – in dit voorbeeld, 59.450 kWh vergeleken met 32.095 kWh, of 85 procent meer." Het gevolg is dat de jaarlijkse energiekosten met Grundfos directe ketelvoeding zoals hier weergegeven 46% minder zijn dan bij een ventielgeregeld systeem. De kosten van ventielonderhoud voegt nog eens €1.000 per jaar toe aan de kosten van ketelvoeding met een ventiel, waardoor de jaarlijkse totale kosten oplopen tot €3.972,50, meer dan twee maal de jaarlijkse operationele kosten van directe ketelvoeding.
4
Inderdaad, het geld dat in slechts één jaar wordt bespaard met Grundfos direct boiler voeding dekte de aanschafkosten van het dure (€1.500-€2.000) voedingsventiel met elektrische aandrijving voor de ventielgeregelde ketel die werd gebruikt in dit experiment, zoals Søren Mortensen duidelijk maakt.
Goedkopere installatie Een ketelvoedingsysteem zonder voedingsventiel en bypass betekent lagere installatiekosten. "Met directe voeding, zal de pomp ook kleiner zijn dan een pomp met een voedingsventiel, omdat er geen sprake is van drukverlies via het ventiel," voegt Søren Mortensen toe. "Hoe klein de pomp kan zijn hangt af van de druk, flow en de verplichte veiligheidsfactoren, maar de pomp zal altijd kleiner zijn met directe voeding, en dus goedkoper.
Afbeelding: Voor ketels zonder ventiel of bypass, reduceert een gestroomlijnd systeem de installatie- en onderhoudskosten, zo stelt de Grundfos Application Manager Søren Mortensen.
"Installatiekosten verschillen wereldwijd, maar hoe hoger de druk, des te duurder type voedingsventiel is benodigd. Dus wanneer een hogere druk is vereist, zullen de besparingen nog groter zijn bij directe voeding."
5
Directe voeding is echter niet van toepassing wanneer er meerdere ketels een gemeenschappelijke voedingslijn delen. "De pomp kan slechts reageren op één sensorsignaal," legt Søren Mortensen uit. "Deze situatie komt veel voor in oude fabrieken – bijvoorbeeld brouwerijen, slachthuizen, melkfabrieken, etc. – die weinig stoom produceerden toen ze begonnen, maar met het groeien plaatsten ze steeds ketels bij, aangesloten op één enkele voedingslijn. In deze gevallen kunnen we een voedingsventieloplossing leveren. Maar overal waar mogelijk, bieden we het directe voedingssysteem, dat veel efficiënter en goedkoper is in de exploitatie." Samenvatting Voor ketels met hun eigen voedingslijn zijn de voordelen van de Grundfos directe ketelvoeding aanzienlijk. Zonder ventiel of bypass, reduceert een gestroomlijnd systeem installatie- en onderhoudskosten. Door eliminatie van het probleem van drukverlies via het voedingsventiel, kan men kleinere, voordeligere pompen gebruiken, waardoor bijna slechts de helft van de energie nodig is om de pompen te voeden. Deze energie-efficiency winsten betekenen een sterke daling in de jaarlijkse bedrijfskosten.
Over Grundfos iSOLUTIONS Grundfos iSOLUTIONS is een systeembenadering. Grundfos iSOLUTIONS combineert het volledige spectrum van het Grundfos programma, inclusief de standaard en geïntegreerde pompen met besturing en variabele frequentieregelaars, voor het creëren van de intelligente systeemvereisten. Dit reduceert de totale "cost of ownership" van uw pompsysteem, terwijl de lat voor efficiënte prestaties hoger wordt gelegd. Lees meer over Grundfos iSOLUTIONS
6
