من به عنوان تأمین کننده درایوهای فرکانس متغیر 45 کیلو وات (VFDS) ، من از اول شاهد تأثیر تحول آمیز این دستگاه ها بر روی سیستم های فن و پمپ بوده ام. در این پست وبلاگ ، من به علم پشت VFD ها می پردازم و کشف می کنم که چقدر انرژی می توانند در این برنامه های مهم صرفه جویی کنند.
درک VFDS
قبل از شیرجه زدن به صرفه جویی در مصرف انرژی ، ابتدا درک کنیم که یک VFD چیست. VFD ، همچنین به عنوان درایو فرکانس متغیر یا درایو کنترل AC شناخته می شود ، یک وسیله الکترونیکی است که با تغییر فرکانس و ولتاژ عرضه شده به آن ، سرعت یک موتور الکتریکی را کنترل می کند. این امر امکان کنترل دقیق سرعت موتور را فراهم می کند ، که به نوبه خود می تواند منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجهی شود.
دردرایو فرکانس متغیر VFDبا تبدیل قدرت AC ورودی به قدرت DC و سپس به قدرت AC در فرکانس و ولتاژ مورد نظر کار می کند. این فرآیند به عنوان کنترل فرکانس متغیر شناخته می شود و به موتور اجازه می دهد بسته به نیاز بار ، با سرعت های مختلف کار کند.
اهمیت سیستم های فن و پمپ
سیستم های فن و پمپ در بسیاری از کاربردهای صنعتی و تجاری مؤلفه های اساسی هستند. آنها برای جابجایی هوا ، آب و سایر مایعات استفاده می شوند و انرژی قابل توجهی مصرف می کنند. در حقیقت ، سیستم های فن و پمپ بخش بزرگی از کل مصرف انرژی را در بسیاری از ساختمانها و امکانات صنعتی تشکیل می دهند.
با بهینه سازی عملکرد سیستم های فن و پمپ ، می توانیم مصرف انرژی ، کاهش هزینه های عملیاتی را کاهش داده و کارایی کلی این سیستم ها را بهبود بخشیم. اینجاست که VFD ها وارد می شوند.
چگونه VFDS در سیستم های فن و پمپ انرژی صرفه جویی می کند
کلید درک چگونگی صرفه جویی در VFD در سیستم های فن و پمپ در رابطه بین سرعت حرکتی ، مصرف برق و نیازهای بار قرار دارد. در یک موتور با سرعت ثابت سنتی ، موتور بدون در نظر گرفتن نیاز بار با سرعت ثابت حرکت می کند. این بدان معنی است که موتور اغلب با سرعت کامل در حال کار است حتی اگر بار کم باشد ، که منجر به هدر رفتن انرژی می شود.
در مقابل ، یک VFD به موتور اجازه می دهد تا با سرعت متغیر کار کند ، به این معنی که موتور را می توان تنظیم کرد تا با نیازهای بار مطابقت داشته باشد. هنگامی که بار کم است ، VFD می تواند سرعت موتور را کاهش دهد ، که به نوبه خود باعث کاهش مصرف برق می شود. این به عنوان قوانین وابستگی شناخته می شود ، که حاکی از آن است که مصرف برق یک فن یا پمپ متناسب با مکعب سرعت موتور است.
به عنوان مثال ، اگر سرعت موتور 20 ٪ کاهش یابد ، مصرف برق تقریباً 50 ٪ کاهش می یابد. این بدان معنی است که حتی کاهش اندک در سرعت حرکتی می تواند منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی شود.
محاسبه صرفه جویی در مصرف انرژی
برای محاسبه صرفه جویی در مصرف انرژی که می توان با استفاده از یک VFD 45 کیلو وات در سیستم فن یا پمپ به دست آورد ، باید چندین عامل از جمله مشخصات بار ، ساعات کار و راندمان موتور و VFD را در نظر بگیریم.
بیایید فرض کنیم که ما یک سیستم فن داریم که 24 ساعت شبانه روز ، 365 روز در سال کار می کند و مشخصات بار به گونه ای است که فن برای 50 ٪ از زمان و در نیمه بار برای 50 ٪ باقیمانده از زمان با بار کامل کار می کند. موتور یک موتور با سرعت ثابت 45 کیلو وات است و راندمان موتور و VFD 90 ٪ است.
با استفاده از قوانین وابستگی ، می توانیم مصرف برق سیستم فن را با بار کامل و در نیمه بار محاسبه کنیم. با بار کامل ، مصرف برق موتور 45 کیلو وات 45 کیلو وات است. در نیمه بار ، مصرف برق موتور تقریباً 11.25 کیلو وات است (از آنجا که مصرف برق متناسب با مکعب سرعت موتور است).
اگر یک VFD 45 کیلو وات را در سیستم فن نصب کنیم ، می توانیم سرعت موتور را برای مطابقت با نیازهای بار تنظیم کنیم. با بار کامل ، VFD موتور را با سرعت کامل کار می کند و مصرف برق 45 کیلو وات خواهد بود. در نیمه بار ، VFD سرعت موتور را 50 ٪ کاهش می دهد و مصرف برق تقریباً 2.8 کیلو وات خواهد بود (از آنجا که مصرف برق متناسب با مکعب سرعت موتور است).
مصرف کل انرژی سیستم فن بدون VFD:
(45kW x 0.5 x 24 ساعت x 365 روز) + (11.25kW x 0.5 x 24 ساعت x 365 روز) = 236،550 کیلووات ساعت در سال
مصرف کل انرژی سیستم فن با VFD:
(45kW x 0.5 x 24 ساعت x 365 روز) + (2.8kW x 0.5 x 24 ساعت x 365 روز) = 194،760 کیلووات ساعت در سال
صرفه جویی در مصرف انرژی حاصل از استفاده از VFD:
236،550 کیلووات ساعت در سال - 194،760 کیلووات ساعت در سال = 41،790 کیلووات ساعت در سال
با فرض هزینه برق 0.10 دلار در هر کیلووات ساعت ، پس انداز هزینه سالانه با استفاده از VFD: این است:
41،790 کیلووات ساعت در سال x x 0.10/kwh = 4،179 دلار در سال
از دیگر مزایای استفاده از VFD در سیستم های فن و پمپ
علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی ، چندین مزایای دیگر استفاده از VFD در سیستم های فن و پمپ وجود دارد. اینها شامل:
- بهبود عملکرد سیستم:VFD ها با اجازه دادن به موتور با سرعت متغیر ، می توانند عملکرد سیستم های فن و پمپ را بهبود بخشند. این می تواند منجر به کنترل بهتر جریان هوا و سیال ، کاهش نویز و لرزش و بهبود قابلیت اطمینان سیستم شود.
- کاهش هزینه های نگهداری:از آنجا که VFD ها به موتور اجازه می دهند با سرعت کمتری کار کنند ، می توانند سایش و پارگی را روی موتور و سایر اجزای موجود در سیستم کاهش دهند. این می تواند منجر به کاهش هزینه های نگهداری و طول عمر تجهیزات طولانی تر شود.
- ایمنی پیشرفته:VFD ها می توانند ویژگی های ایمنی اضافی مانند محافظت از اضافه بار و محافظت از اتصال کوتاه را ارائه دهند. این می تواند به جلوگیری از آسیب تجهیزات و کاهش خطر تصادفات کمک کند.
پایان
در پایان ، یک VFD 45 کیلو وات می تواند مقدار قابل توجهی از انرژی را در سیستم های فن و پمپ ذخیره کند. VFD ها با اجازه دادن به موتور با سرعت متغیر ، می توانند با نیاز بار مطابقت داشته و مصرف برق را کاهش دهند. این می تواند منجر به کاهش هزینه های عملیاتی ، بهبود عملکرد سیستم و کاهش هزینه های نگهداری شود.
اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی بهره مندی از VFD 45 کیلو وات از سیستم های فن و پمپ شما هستید ، یا اگر آماده شروع به صرفه جویی در مصرف انرژی و پول هستید ، لطفاً با ما تماس نگیرید. ما تأمین کننده پیشرو هستیمدرایو کنترل ACوتکنترل کننده های موتور فرکانس متغیر، و ما متعهد هستیم که محصولات و خدمات با بالاترین کیفیت را به مشتریان خود ارائه دهیم.
منابع
- کتاب راهنمای ASHRAE - سیستم ها و تجهیزات HVAC ، انجمن گرمایشی ، یخچال و تهویه هوا ، مهندسین تهویه مطبوع ، شرکت ، 2015.
- IEEE Standard 112 - روش های آزمایش برای موتورها و ژنراتورهای القایی پلی فاز ، موسسه مهندسان برق و الکترونیک ، شرکت ، 2004.
- "سیستم های حرکتی با کارآیی انرژی: راهنمای صنعت" ، وزارت انرژی ایالات متحده ، دفتر بهره وری انرژی و انرژی تجدید پذیر ، 2008.