Falowniki (VFD) oszczędzają energię na pompach i wentylatorach, dopasowując prędkość silnika do rzeczywistego zapotrzebowania zamiast pracy na pełnych obrotach i dławienia nadmiaru. Oszczędności są duże i często niedoszacowane ze względu na prawo fizyczne zwane prawami afiniczności: dla obciążeń odśrodkowych moc rośnie z sześcianem prędkości, więc umiarkowane zmniejszenie prędkości daje nieproporcjonalnie duże oszczędności energii.
Dla pomp i wentylatorów odśrodkowych: przepływ skaluje się z prędkością, ciśnienie z kwadratem prędkości, a moc z sześcianem prędkości . Ten sześcian to cała historia.
Zwolnienie wentylatora do 80 procent prędkości nie obniża mocy o 20 procent, lecz do mniej więcej 0,8 do trzeciej, czyli około 51 procent, niemal połowa energii przy spadku prędkości o jedną piątą.
Dlatego dławienie zaworu lub przepustnicy w celu zmniejszenia przepływu jest tak marnotrawne: utrzymuje silnik na pełnej mocy i po prostu traci nadmiar jako spadek ciśnienia, podczas gdy falownik zwalnia silnik, a prawo sześcianu robi resztę.
Pompa procesowa o mocy 30 kW pracuje z pełną prędkością przeciwko zaworowi regulacyjnemu, który jest przymknięty, aby dostarczyć 70 procent przepływu, typowa konfiguracja. Przy pełnej prędkości silnik pobiera niemal 30 kW; dławienie marnuje energię jako spadek ciśnienia na zaworze.
Zastąp kontrolę dławiącą falownikiem, który zwolni pompę tak, aby dostarczyć te same 70 procent przepływu, a moc spadnie do około 0,7^3 mocy pełnej, czyli mniej więcej 0,34, około 10 kW. To oszczędność rzędu 20 kW zawsze, gdy pompa pracuje przy zmniejszonym zapotrzebowaniu.
Przy 6 000 godzin pracy rocznie to około 120 000 kWh zaoszczędzonych na jednej pompie, zwrot inwestycji liczony w miesiącach, a dodatkowo element ten łagodzi rozruchy i zmniejsza naprężenia mechaniczne. Zawór dławiący po cichu marnował tę różnicę każdej godziny pracy.
Falownik nie jest urządzeniem „zamontuj i zapomnij”. Jego oszczędności zależą od prawidłowego działania napędu i zdrowia systemu, który on kontroluje: chłodzenie szafy falownika i filtry (przegrzany falownik obniża moc lub wyłącza się), prawidłowa konfiguracja parametrów oraz samo napędzane urządzenie, wentylator tracący sprawność z powodu niewyważenia lub pompa z powodu zużycia niweczą zyski z napędu.
Falowniki wprowadzają też harmoniczne, które mogą wpływać na jakość zasilania, a ich kody błędów (zob. referencję falowników ABB ) są sygnałem serwisowym samym w sobie. Oszczędność energii realizuje się w czasie eksploatacji tylko wtedy, gdy napęd i jego obciążenie są odpowiednio utrzymane.
Szacunkowe oszczędności z falowników na papierze bywają notorycznie zbyt optymistyczne. Rzeczywista weryfikacja wymaga profilu obciążenia przed i po, ile czasu urządzenie faktycznie pracowało przy zmniejszonym zapotrzebowaniu, co wymaga znajomości produkcji i stanów pracy, a nie tylko założeń z tabliczki znamionowej. Falownik dobrany pod kątem dużych oszczędności dla obciążenia, które w praktyce pracuje przez większość czasu blisko pełnej mocy, rozczaruje; ten sam falownik na naprawdę zmiennym obciążeniu przewyższy szacunki.
Fabrico nie jest licznikiem energii ani sterownikiem falownika i nie mierzy kilowatogodzin zaoszczędzonych przez falownik.
Tam, gdzie się przyczynia, to w dostarczaniu kontekstu operacyjnego, który decyduje, czy falownik się opłaca i będzie się opłacał: stanu pracy i profilu zapotrzebowania pokazujących, jak zmienne jest naprawdę obciążenie, oraz dyscypliny utrzymaniowej, która utrzymuje falownik i jego pompę lub wentylator w efektywnym stanie
tak aby oszczędność wynikająca z prawa sześcianu nie była zniweczona przez zużycie, niewyważenie czy zabrudzony filtr chłodzenia. Falownik dostarcza fizykę; Fabrico pomaga zapewnić warunki, które to umożliwiają. Wyprodukowano w UE, z przechowywaniem danych w UE.
To zależy od tego, jak często obciążenie pracuje poniżej pełnego zapotrzebowania, ale ponieważ moc skaluje się z sześcianem prędkości, oszczędności rzędu 30, 50 procent lub więcej są powszechne w przypadku naprawdę zmiennych obciążeń odśrodkowych wcześniej sterowanych przez dławienie lub tłumienie. Obciążenia pracujące przez większość czasu na pełnej mocy oszczędzają niewiele.
Większość nowoczesnych silników indukcyjnych może być napędzana falownikiem, ale korzyść energetyczna zależy od typu obciążenia: najwięcej zysku mają pompy i wentylatory odśrodkowe dzięki prawu sześcianu, podczas gdy obciążenia o stałym momencie i wyporowe oszczędzają inaczej, a czasem wcale. Należy też sprawdzić kompatybilność silnika i napędu (izolacja, chłodzenie przy niskich prędkościach itp.).
Dodają koszt i złożoność, wprowadzają harmoniczne, które mogą wpływać na jakość zasilania, wymagają chłodzenia i prawidłowej konfiguracji oraz mogą obciążać izolację silnika, jeśli są nieprawidłowo stosowane. Są też elementem wymagającym utrzymania: zaniedbany napęd, który ogranicza moc lub wyłącza się, przestaje dostarczać oszczędności. Przy prawidłowym zastosowaniu i konserwacji zwrot energetyczny zwykle przewyższa te wady.
Chcesz wiedzieć, które z Twoich obciążeń są na tyle zmienne, by uzasadniać falownik? Zarezerwuj demo Fabrico, aby zobaczyć dane stanu pracy, które oddzielają realne oszczędności od optymistycznych szacunków.
Zaloguj
Blog
