Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen ???????
Consulting & Sales Engineer Drives & Controls
Bij voorkeur de juiste !!!!
ELEKTRICITEITSVERBRUIK Onderzochte en bewezen stellingen: Besparingen op het elektriciteitsverbruik zijn een relatief vergeten optie binnen de industriesector. Van het totale primaire energiegebruik in de industrie gaat ongeveer 25% naar de consumptie van elektriciteit. Van deze 25% is weer ongeveer 65% bestemd voor industriële motorsystemen De overige 35% van het elektriciteitsverbruik in de industrie wordt ingezet voor verschillende specifieke productieprocessen Definitie industrieel motorsysteem Met een industrieel motorsysteem wordt bedoeld een systeem dat aangedrevenwordt door een elektromotor en bestaat uit: · een elektromotor · soms een regelbare aandrijving · het systeem dat door de motor aangedreven wordt zoals een compressor, pompsysteem en/of ventilatoren.
Besparingsmogelijkheden
Het gebruik van een toerentalregeling (Variable Speed Drives of VSD). Motoren draaien nu meestal met een vast toerental (bepaald door de netfrequentie). Een pomp die door een dergelijke motor wordt aangedreven verpompt altijd dezelfde hoeveelheid vloeistof, vaak is dit niet nodig. In veel van de huidige systemen wordt de vloeistofstroom geregeld door bijvoorbeeld een regelkraan. Dit levert onnodig energieverlies op. Bij toepassing van een toerenregeling kan de omwentelingssnelheid van de motor aangepast worden waardoor energieverspilling wordt voorkomen (afgezien van kleine omzettingsverliezen in de toerenregelingsapparatuur). Besparingen die met deze technieken gerealiseerd kunnen worden op het elektriciteitsverbruik liggen tussen de 15% en de 35%. De hoogte van de besparingen is afhankelijk van het type toepassing
% 13 26 13 10 23 16 België
100
Energie besparing met frequentie-omvormers: situatie zonder f-regelaar
transfo verliezen motor verliezen pomp verliezen afsluiter & regelklep verliezen
Met een conventionele oplossing: om 100% « nuttige » energie aan de uitgang te leveren moet men 285% aan de ingang ter beschikking stellen !
Energie besparing met frequentie-omvormers:situatie met f-regelaar
transfo verliezen omvormer verlies motor verliezen pomp verliezen
•
Om 100% nuttige uitgangsenergie te leveren, dient men slechts 160% aan de ingang ter beschikking te stellen De verliezen zijn m.a.w. met meer dan 40% verminderd t.o.v. niet VSD geregelde installaties 160% i.p.v. 285%).
Centrifugaalpomp
Bij verdringerpompen is de capaciteit lineair afhankelijk van het toerental. De capaciteit kan dus eenvoudig aan alle bedrijfsomstandigheden worden aangepast door het toerental te regelen.
Q H pom
p
Toerental
Ve
rm
e og
n
Voorbeeld toepassing dosering/menging
Snelheid pomp A Master
Master encoder Product A
Product B Slave encoder
Slave
Reservoir met gemengd product
Bij centrifgaalpompen is de capaciteit lineair afhankelijk van het toerental. De capaciteit kan worden aangepast door de opvoerhoogte te regelen Het optimale bedrijfspunt kan dus eenvoudig worden ingesteld
H
De opvoerhoogte is kwadratisch afhankelijk van het toerental
Pompkarakteristiek 40 Hz
Let op minimum opvoerhoogte
Pompkarakteristiek 50 Hz
HDesign
Stuurkarakteristiek Hmin
Q QDesign
Het drukverschil tussen de zuig- en de persaansluiting is bij een centrifugaalpomp bepalend voor de opbrengst. Wanneer het drukverschil toeneemt zal de opbrengst afnemen. De pompkarakteristiek geeft steeds de verhouding tussen verschildruk en de pompcapaciteit weer.
De gunstigste eigenschappen van een pomp liggen in de buurt van het ontwerpbedrijfspunt waar het rendement het hoogst is (BEP = Best Efficiency Point). Bij dit optimale bedrijfspunt BEP is het rendement van de pomp maximaal. De stroming door de waaier is dan gelijkmatig en botsvrij. Binnen het normale werkgebied POR ( = Preferred Operating Range) zullen de hydraulische belasting, trillingen of stromingsonderbrekingen praktisch geen invloed hebben op de levensduur van de pomp.
Energiebesparingsmogelijkheden bij pompsystemen doen zich voor op het vlak van : - Rendement van pompen; - Regeling van het pompsysteem; - Rendement van motoren; - Overbrenging; - Leidingsysteem.
Men kan de volumestroom van een pompsysteem aan de schommelende behoeften aanpassen door: - aan/uit- regeling. Men schakelt één of meerdere pompen – drukafhankelijk of met behulp van een drukschakelaar – in en uit. De pompen wekken periodiek hogere drukken op dan noodzakelijk, waarbij zij onnodig veel energie gebruiken; - regeling d.m.v. een afsluiter in de persleiding (“drukregelklep”; “smoorklep”; “throttle valve”). Het dichter draaien van de afsluiter verhoogt de leidingweerstand waardoor de volumestroom vermindert. Een regelafsluiter aan de perszijde is energetisch niet efficiënt, omdat men de opvoerdruk onnodig verhoogt; - regeling d.m.v. een omloopafsluiter tussen pers- en zuigleiding (“terugvoerklep”; “bypass line”). Een deel van de volumestroom gaat via een omloopleiding terug naar de zuigleiding. Een bypass is energetisch niet efficiënt, omdat de pomp onnodig veel verpompt; - schoepverstelling bij axiale pompen. Men past – terwijl de pomp in bedrijf is – de schoephoek aan voor verschillende volumestromen, zodat de aanstroming van de schoepen altijd optimaal is. Deze regeling is kostbaar en enkel rendabel bij grote aandrijfvermogens. - regeling van het toerental (“variable speed drive”). De volumestroom is – bij kleine veranderingen van het toerental – evenredig met het toerental. Toerenregeling is energetisch het meest efficiënt, omdat het asvermogen evenredig is met de derde macht van het toerental
Een zelfregelend pompsysteem zorgt er o.m. voor dat de pompcapaciteit precies is aangepast aan de systeemcondities, en dat de pomp altijd met het laagst mogelijke toerental en bij het optimale bedrijfspunt werkt.
Door het gebruik van automatische toerenregelingen op pompen kan men het toerental van de elektrische aandrijving van de pomp aanpassen aan de actuele vraag. Door het vloeistoftransport capaciteitsafhankelijk te regelen daalt het energiegebruik voor pompen.
Waarom Drives specifiek voor pompen ? •
Als men bijvoorbeeld de snelheid verdubbelt, zal het debiet proportioneel toenemen. De drukverliezen zullen echter kwadratisch toenemen. Om de pomp aan te drijven zal men dus een 4x hoger koppel ter beschikking moeten stellen.
•
Het vermogen is het product van het koppel en de snelheid, dwz dit zal met de derde macht verhogen. Anders: indien men de snelheid met 50% kan laten verminderen, zal het nuttig vermogen slechts 12.5% meer bedragen!
Waarop letten bij toepassing van frequentieregelaars • Kastruimte en warmte ontwikkeling • Invloeden op motor • Veiligheid • Bekabeling • Storing naar omgeving • Verkrijgbaarheid • Service en ondersteuning
Kastruimte en warmte ontwikkeling
Frequentieregelaar
LC filter
Energie terug naar net
Invloeden op motor
Is deklassering van de motor noodzakelijk ???? • Let op regelprincipe frequentieregelaar !! • Wat is maximale piekspanning ?? • Wat is schakel (drager) frequentie ?? • Du/dt ?? • Pitting ??
Bekabeling • Mag bestaande kabel blijven ?? • Hoe staat het met hogere harmonischen ? Spoelen ? • Hoe ben ik conform met EMC richtlijnen ? • Wat te doen met stuurleidingen ? • Buscommunicatie ?
De nieuwe frequentie-omvormer VLT® FC 102 0.37 tot 500 kW
Minimale cost of ownership
