Частотний перетворювач – регулювання роботи вентиляторів, насосів та компресорів
Керівники та економісти промислових виробництв знають, що більш ніж 60% витраченої електроенергії витрачається на роботу електродвигунів. Крім того, із цих відсотків більшу частину енергії споживають саме приводні вентиляторні, компресорні та насосні системи, що мають циклічний режим навантаження.
Особливості використання насосів, вентиляторів та компресорів
Вентилятори та насоси – це електромеханізми, що мають режим тривалого навантаження: вал приводного двигуна у робочому стані функціонує в умовах постійного навантаження, і перевантажень зазвичай не виникає. Вал великих електродвигунів має середню частоту оборотів не більше 730 за хвилину. А ось під час розрахунку пускових характеристик електроприводів для вентиляторів і насосів важливо враховувати їх особливість – це більший момент інерції.
Пуск обладнання можливий за умови розвантаженого агрегата і під час роботи мережі за нормальних показників. У цей момент на валу електродвигуна максимальний момент може змінюватися і бути на половину меншим за номінальний або ж досягати 5- чи 7-кратного значення. Щоб уникнути утворення сильних навантажень і зростання пускового струму на старті роботи потужних насосів та вентиляторів, необхідно обмежити пускове прискорення.
Сьогодні на виробництві для такого типу машин використовується нерегульований двигун асинхронного типу із пуском електромотора напряму. Регулювання рідини (під час роботи з насосом) і повітря (під час роботи вентиляції) залежно від особливостей техпроцесу відбувається налаштуванням на пульті керування шляхом зміни розташування клапанів.
Дослідження такого способу регулювання за допомогою клапанів свідчать, що ефективність використання димососів, дуттьових вентиляторів та відцентрових насосів дуже низька і пов'язана з перевитратою енергії. Що мається на увазі? Це означає, що всі ці агрегати використовуються за низьких показників ККД, але при цьому потребують для своєї роботи дуже багато потужності.
Перетворювачі частоти як спосіб економії
Зменшення витрат – це все, чого вдається домогтися регулюванням потоку шляхом зміни положення клапанів. Це ніяк не впливає на зниження потужності, що, відповідно, свідчить і про зменшення ККД вентилятора або насоса в цілому. Домогтися зниження споживаної електроенергії можна лише шляхом зменшення швидкості електромотора. Із цією метою використовується частотно-регульований привід, який і призводить до того, що ККД насоса або вентилятора збільшується приблизно на 15-20%, а це істотна економія енергії.
Перетворювачі частоти (або частотники), окрім своїх економних характеристик, мають також і інші переваги використання:
- у системах водопостачання знижується знос клапанів, адже запірна арматура більшість часу відкрита;
- оскільки насоси у системах водопостачання, де встановлені частотники, працюють на знижених показниках тиску, то і термін експлуатації труб збільшується, а ймовірність утворення витоку, проривів зменшується;
- виключається виникнення гідравлічних ударів, що зменшує число аварій на лініях;
- підшипники, крильчатки двигунів вентиляторів та насосів зношуються не так швидко за рахунок того, що за використання частотника немає різкої зміни числа обертів і повністю відсутні пускові струми великих параметрів;
- трубопроводи, електромотори служать набагато довше;
- скорочується кількість ремонтних робіт.
Загалом можна підсумувати та сказати, що частотний регулятор дуже точно та плавно регулює робочі параметри електромоторів у будь-якому обладнанні. Це і збільшує в рази термін служби насосів та вентиляторів.
Вкладання грошей у насоси, вентилятори або компресори має бути обдуманим, і не варто дивитися виключно на цінник. Звертати увагу слід і на те, як довго прослужить те чи інше обладнання, а це залежить не лише від його якості, але і від умов та правильності його використання. Адже витрати на обладнання – це не лише його купівельна вартість. До неї слід додати і витрати на експлуатацію, обслуговування, монтажні та демонтажні роботи. Якщо все це зібрати воєдино і проаналізувати, то стає зрозумілим, що первісна вартість – це лише невелика частина від усіх витрат, а значна частка припадає саме на експлуатацію та обслуговування.
Перетворювачі частоти, що використовуються, наприклад, для роботи у системі вентиляції приміщень з опцією керування температурними показниками, допомагають знизити витрати на електроенергію. Це призведе до зменшення витрат на утримання всього приміщення, і, відповідно, вся установка дуже швидко окупається.
Існує навіть спеціальна програма, яка допомагає розрахувати термін окупності перетворювача частоти. Її назва Energy Saving Calculator, і розроблена вона компанією Lenze. Із її допомогою можна розрахувати середні добові або річні витрати на електроенергію, яка буде споживатися установкою з перетворювачем частоти і без нього. Для розрахунку знадобиться ціна перетворювача, потужність навантаження, вартість кВт, вид обладнання та кількість робочих днів на рік (або годин на добу). Якщо порівняти отримані результати, то стане очевидною різниця та економія на електроенергію, за рахунок якої і формується окупність приладу.