More space for solutions. Pump efficiency in datacenters Rob van Roijen. 1 I KSB Nederland BV Rob van Roijen 2011

More space for solutions.

Pump efficiency in datacenters Rob van Roijen

1

I KSB Nederland BV Rob van Roijen 2011

Concern en merk KSB

Over ons KSB is een leidende aanbieder van pompen, appendages, systeemoplossingen en service. Ons merk staat voor kwaliteit, competentie, zekerheid en internationalteit.

2


Maximaal uitnutten van potentie om energie te besparen bij het gebruik van centrifugaal pompen

Stroomverbruik in de EU

Stroomverbruik in de industrie Andere 32%

Overige 2% Verkeer 24% INDUSTRIE 42%

POMPEN 30%

Perslucht, koeling, compressoren 24% Landbouw 2% Ventilatoren 14%

Woningen 30%

Stroomverbruik De industrie verbruikt met afstand de meeste elektrische energie. Binnen de industrie zijn pompen de grootste energieverbruikers

4


Gangbare kostenverdeling over 10 jaar

Onderhoud Middelgrote industriepomp

Investering Energie

Energiekosten bedragen ca. 30% van de totale kosten

Overige

5


Onderhoud Energie Investering

Aanschaf op basis van Life cycle cost (TCO) Bij aanschaf van pompen is de weging van de Factoren energie, onderhoud en investering beslissend Wie minder investeren wil moet rekening houden met hogere energie- en onderhoudskosten Omgekeerd houdt dat in: Hoe geringer het energieverbruik des te hoger de inverstering. Op lange termijn is dit de gunstigste en meest efficiente oplossing.

6


Het van hart elke centrifugaalpomp: de waaier

7


De Q/H-Curve

8


Grondbeginsel I Capaciteits aanpassing met by-pass H [%]

Pompcurve

Systeemcurve (deellast)

160

Systeemcurve (vollast)

140 120 100

Benodigde capaciteit

Bypass volume

B1

B2 80

Opverschot opvoerhoogte

60 40 20 0

Benodigde opvoerhoogte 20

40

60

80

100

Q [%]

PW [%]

Toepassen van een bypassleiding parallel over een pomp Verdeling van volumestroom in benodigde- en bypasscapaciteit Terugvoeren van bypasscapaciteit naar zuigzijde van de pomp Continu vollastbedrijf Geen vermogensbesparing!

120 100

PW1

Constant asvermogen (geen besparing)

80 60 40 20 0

20

40

60

Grafiek: pompen vermogenscurve

80

100

Q [%]

Schema bypassregeling 9


Grondbeginsel II Capaciteits aanpassing door smoren H [%]

Pompcurve

Systeemcurve (deellast)

160 140

Systeemcurve (vollast)

smoren

B2

120 100

B1 Overschot opvoerhoogte

80 60 40 20 0

Benodigde opvoerhoogte 20

40

60

80

100

Q [%]

Geringe vermogensbesparing in vergelijk met vollastbedrijf!

PW [%] 120

PW1

100 Vermogensbesparing 80

Inbouw van een smoorafsluiter in de installatie (meestal aan de perszijde) Beïnvloeden van de systeemcurve door doelbewust de systeemdruk te verhogen Pomp draait bij constant toerental

PW2

60 40 20 0

20

40

60


80

100

Q [%]

Schema druk smoren 10


Grondbeginsel III Capaciteits aanpassing door toerenregeling H [%] 160 Systeemcurve (vollast)

140 120

B1

100 n = 100 %

80 60 40

70 %

B2

60 % 50 % Benodigde opvoerhoogte

20 0

90 %

80 %

20

60

40

80

100

PW [%]

P1

100

n = 100 %

80 60

90 % Vermogensbesparing

~ ~ ~ ~

80 %

40

70 % 60 %

20

50 %

P2 0

Q [%]

Doel is om exact de druk te leveren die voor het gewenste bedrijfspunt nodig is. Met reduceren van de capaciteit door het toerental te verlagen loopt het bedrijfspunt langs de systeemcurve van B1 naar B2. Er is een vermogensbesparing tot 60% haalbaar!

20

40

60


80

100

M

Q [%]

Schema van de toerenregeling 11


Grondbeginsel IV Grafische vergelijking smoorregeling en toerenregeling Systeemcurve

Systeemcurve bij smoren

Selectiepunt

60% ongebruikte vermogensopname bij vast toerental

Etanorm 32-200, waaier-∅ 209 mm

P=ρ*g*Q*H 12

^ rode vlak


Energy Efficiency by KSB

Energie efficiënt „In hoogcomplexe systemen ook de kleinste details te vinden, bevordert transparantie. Daarvoor zorg ik.“ Dr. Falk Schäfer SES System Efficiency Service

13


Maar weinig pompen worden in het optimum gebruikt Analyse van het systeem

Bedrijfsuren in h.

De System Efficiency Service van KSB

Be las ti ngs g

p Pom

Bron: Projekt ReMain, Meting aan 65 pompen,

er m m nu

21.05. – 10.06.2009

ra ad 14


Tot 60% Analyse van het systeem

Systeem

Tot 10%

Module

Ca. 3,5%

Componenten

Overzicht van de mogelijk potentie tot besparen KSB-adviseur bekijkt altijd het complete hydraulische systeem om de maximale besparingsmogelijkheden te identificeren

15



Energie efficiënt „Partnerschap betekent voor mij, de klant te begrijpen, om hem de beste oplossing te kunnen bieden.“ Jürgen Schraff Verkoop Zuid-Duitsland

16


Selectie criteria 3. Systeem-niveau (Installatie-niveau)

Beschikbaarheid van de installatie Energie efficiënt Technische geschiktheid

2. Module-niveau (Product-niveau)

1. Component-niveau

Capaciteit

Medium

Opvoerhoogte

Temperatuur

NPSH

Locale eisen

Toerental

Voorschriften, geving

Rendement Levensduur

Zwaartepunt 17


Besparingspotentieel benutten bij de pompselectie Uitwerking van toeslagen in de plannningsfase Pompselectie

Q en H behoefte van de installatie

10%

Veiligheid tegen vervuiling leiding

10%

Evt. kortstondige overbelasting

20%

Keuze van de pomp uit de databank

Werkwijze tijdens de selectie

Vermogensbehoefte van het datablad Keuze van eerstvolgend grotere normmotor

Elektromotoren tot 45% overgedimensioneerd

De actuele analyse toont aan:

tot 12%

Veel pompen worden te ruim gedimensioneerd. Het gevolg: verslechtering van de efficiency van de totale installatie 18


Overdimensionering en deellastbedijf Meest voorkomend bedrijfspunt

Opvoerhoogte

Berekend vollastpunt

Selectiepunt (met reserve)

Druk in optimum

Praktijk: lagere behoefte

Capaciteit in optimum 19

Capaciteit


Slijtage waaier

Levensduur [%]

De selectie

Opvoerhoogte [%]

100 Ideaal =-10% ..+5% van optimum

Cavitatie Oververhitting

Kortere levensduur lagers en seals

Deellastwervels

goed: -20%..+10%

Kortere levensduur lagers en seals

92

Draaien in optimum spaart energie en verhoogt levensduur

53

Pompcurve rendementskromme

Normaal: -30%..+15%

10 Cavitatie

Capaciteit [%]

Bron: Judy Hodgson (Du Pont): “Predicting Maintenance Costs Accurately”, Pumps & Systems, April 2004

20


Rekenvoorbeeld Pompselectie voor; Q = 35 m3/h bij H = 100 kPa, 6000 uur per jaar, € 0,12 /kWh Selectie 1: Rio Eco 80-120 P= 1,51 kW (η pomp = 63%) Energieverbruik € 1.090,- per jaar Bruto prijs pomp € 3.761,TCO (10 jaar) € 14.661,-

nat

Selectie 2: P= 1,28 kW Energieverbruik Bruto prijs pomp TCO (10 jaar)

Etaline GN 80-210/224 G11 PD (η pomp = 74,2%) € 925,- per jaar € 3.130,€ 12.380,-

inline

Selectie 3: P= 1,20 kW Energieverbruik Bruto prijs pomp TCO (10 jaar)

Etabloc GN 50-160/224 G11 PD bloc (η pomp = 79%) € 869,- per jaar € 3.313,€ 12.003,21



Energie efficiënt „Voor goede resultaten heeft men niet alleen de modernste gereedschappen nodig maar ook mensen met de juiste competenties.“ Dr. Jochen Fritz Leider Ontwikkeling hydrauliek en mechanische constructies

22


Hoog efficiënte hydrauliek

BOA-H BOAX®-S / -SF Juiste selectie appendages van essentieel belang Reductie dynamische verliezen door keuze van juiste diameter voor appendage Verhoogde energie efficiëntie door optimale KV-/Zeta-waarde

23


Efficiënte hydrauliek

Datacentrale Juiste diameter keuze leidingen Juiste diameter keuze appendages en compensator Appendages beperken (geen compensator in de zuigleiding)

24



Energie efficiënt „Wat mij drijft? Het maximale er uit te halen. Wat een klant daar aan heeft? Maximale energiebesparing.“ Ralf Kurrich Leider Ontwikkeling onderwatermotoren

25


Hoog efficiënte aandrijving

EG 640/2009 (EuP-Richtlijn) Vanaf Juni 2011 vanaf 0,75 kW minstens IE2 Vanaf Jan 2015 vanaf 7,5 kW: minstens IE3 of IE2 + toerenregeling Vanaf Jan 2017 vanaf 0,75 kW: minstens IE3 of IE2 + toerenregling

26



IE2 (Eff1) is standaard zonder meerprijs

IE3 op aanvraag

27



KSB SuPremE-Motor Synchrone-reluktantiemotor Magneetvrij Voldoet aan IE4 volgens IEC/TS 60034-31 Ed. 1, 2010-4

28


15% lagere verliezen in vergelijk met IE3 zijn mogelijk!

Ontwerp

hoog rendement motor *

29



KSB SuPremE-Motor Het voordeel van synchroonmotortechniek ligt vooral in deellastbereik Daar waar bijna alle pompen gebruikt worden

Asynchronemotor IE3

KSB SuPremE-Motor

Rendementsgrafiek

30



Energie efficiënt „Optimalisatie is een continue aanpassing aan de vraag, terwijl deze ook veranderen kan, men moet flexibel blijven.“ Marjan Silovic, Internationale ontwikkeling Automation

31


Rekenvoorbeeld 2 bedrijfspunten met toerenregeling m

Etabloc GN 080-250/1104 PDB smoren

20 4000 h @ 6,91 kW

1386 1/min

6 716 1/min

4000 h @ 0,72 kW 33

102

32


m³/h

Toerenregeling € 1.630 minder energiekosten Etabloc GN 080-250/1104

33


Hartelijk dank

34


Contact en Copyright KSB Nederland BV Rob van Roijen Wilgenlaan 68 1161 JN Zwanenburg Tel. +31 20 4079800 E-Mail: [email protected]

© Copyright 2011 KSB

35

I KSB Nederland BV Bert den Hollander 2011

More space for solutions. Pump efficiency in datacenters Rob van Roijen. 1 I KSB Nederland BV Rob van Roijen 2011

Recommend Documents