Частотно-регулируемый привод асинхронного двигателя в ОВК системах

   Всем хорошо известны преимущества использования преобразователей частоты (ПЧ) для снижения энергопотребления асинхронными двигателями (АД). Различные государственные органы во многих странах предоставляют специальные программы, мотивирующие установку частотно-регулируемого привода для энергосбережения в системах отопления, вентиляции, кондиционирования и т.д.

Принцип работы преобразователей частоты

iQpump_family.jpg   Преобразователь частоты – электронное устройство, которое изменяет частоту и напряжение трехфазной сети (регулирование частоты и напряжения выходной сети) с целью регулирования скорости АД. Преобразователь частоты YASKAWA обеспечивает значительное снижение потребления электроэнергии регулируя скорость вращения двигателя, т. к. двигатель работает не на номинальной скорости и не на полную мощность. При отсутствии преобразователя частоты есть возможность использовать лишь одну скорость и номинальную мощность независимо от нагрузки системы в данный момент. Это особенно хорошо видно на примере напора воды или потока воздуха в вентиляторе. В таких случаях используют регулирование выходной величины дросселированием с помощью заслонки и регулирование напора входными лопастями.  
   Многие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в коммерческих и промышленных зданиях используют двигатели переменного тока с одной скоростью для работы вентиляторов. Входящий поток воздуха вентилятора управляется лопастями или задвижками как было сказано ранее. Альтернативный способ управления – использование преобразователя частоты, который обеспечит регулирование скорости двигателя, что позволит убрать задвижку, тем самым упростив конструкцию системы.

      Все три способа обеспечивают одинаковое энергопотребление при 100% нагрузке воздушного потока, но при снижении нагрузки ПЧ позволяет расходовать намного меньше энергии. При снижении нагрузки в ОВК системах на 50% испытания показали, что ПЧ использует 21% от номинального энергопотребления, при управлении лопастями энергопотребление составляет 65%, а при использовании задвижки энергопотребление составляет 87%. 

        VFD_Yaskawa.PNG          VFD_efficiency.PNG

      Эти различия становятся более очевидными при снижении потока воздуха. При нагрузке в 20% от номинального потока испытания показали, что системы с преобразователем частоты потребляют всего 5% от номинального энергопотребления, системы с входной лопастью потребляет 51%, а система с задвижкой 64% от номинального энергопотребления.

   Кроме энергосбережения, системы с преобразователем частоты YASKAWA снижают стоимость обслуживания, а также продлевают срок службы оборудования (защита от гидравлического удара), позволяя двигателю работать с меньшей скоростью, когда это требуется. Потребление электроэнергии зданиями составляет приблизительно третью часть от всей потребляемой электроэнергии в мире, поэтому важной целью являются меры по повышению энергосбережения. Исследования, проведенные Американским обществом инженеров в области отопления, вентиляции и кондиционирования, показали, что приблизительно 50% всей энергии, использующейся в типовых зданиях, идет на проведение операций по кондиционированию и вентилированию помещений. Использование преобразователя частоты для снижения затрат на систему вентиляции может привести к значительной экономии электроэнергии и денежных средств. Даже без всякого рода скидок на оборудование, срок окупаемости таких систем составляет менее трех лет, а в некоторых случаях – меньше года.

    В США есть различные государственные программы по энергоэффективности и уровень скидок по таким программам широко варьируется. Совет по Энергосбережению оценил это значение в 15-35% от стоимости установки. Но Совет предупреждает, что такие скидки не гарантированы. Они обусловлены уровнем финансирования местных органов власти и обычно выделяются на конкурсной основе. Это происходит из-за нестабильной ситуации на рынке энергетики, поэтому предлагается планировать улучшения без скидок, а затем участвовать в тендерах. Например, Austin Energy предлагает скидку в 20% на установку ПЧ, который будет использоваться в системе вентиляции.

   В нашей стране полным ходом идет модернизация систем централизованного отопления, в частности насосных агрегатов. Это позволит экономить электроэнергию, потребляемую системой, путем регулирования напора воды. В отличие от США, в нашей стране в силу климатических особенностей не так остро обстоит вопрос с кондиционированием и вентиляцией помещений, гораздо важнее отопление отдельных зданий и комплексов. Такие компании как ПАО «МОЭК», уже применяют частотно-регулируемый привод асинхронных двигателей в системах холодного и горячего водоснабжения, тем самым внося вклад в программу Москвы по уменьшению дефицита как тепловой, так и электрической энергии. На федеральном уровне меры по энергоснабжению проходят в рамках реализации государственной программы «Энергоэффективность и развитие энергетики» от 15 апреля 2014 года. В которой прописаны меры повышения эффективности инвестиционной деятельности субъектов электроэнергетики. Исходя из вышесказанного, делаем вывод, о том, что использование преобразователей частоты YASKAWA может стать не только выгодным вложением средств, способным значительно помочь с экономией энергопотребления,  но и позволит приобщиться к опыту западных стран в области энергосбережения.


Рекомендуемые к прочтению статьи:

Встроенный контроллер A1000 как средство для улучшения качества и снижения затрат.

Точное поддержание скорости двигателя - необходимый компонент качества нитей.

Комплектные двигатели класса IE4+: средство повышения энергоэффективности производства.