Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen
Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen
Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Hoeveel</strong> <strong>energie</strong> <strong>steekt</strong> U <strong>in</strong> <strong>uw</strong> <strong>pompsystemen</strong> ???????<br />
Consult<strong>in</strong>g & Sales Eng<strong>in</strong>eer<br />
Drives & Controls<br />
Bij voorkeur de juiste !!!!
ELEKTRICITEITSVERBRUIK<br />
Onderzochte en bewezen stell<strong>in</strong>gen:<br />
Bespar<strong>in</strong>gen op het elektriciteitsverbruik zijn een relatief vergeten optie<br />
b<strong>in</strong>nen de <strong>in</strong>dustriesector.<br />
Van het totale primaire <strong>energie</strong>gebruik <strong>in</strong> de <strong>in</strong>dustrie gaat ongeveer 25% naar de<br />
consumptie van elektriciteit.<br />
Van deze 25% is weer ongeveer 65% bestemd voor <strong>in</strong>dustriële motorsystemen<br />
De overige 35% van het elektriciteitsverbruik <strong>in</strong> de <strong>in</strong>dustrie wordt <strong>in</strong>gezet voor<br />
verschillende specifieke productieprocessen<br />
Def<strong>in</strong>itie <strong>in</strong>dustrieel motorsysteem<br />
Met een <strong>in</strong>dustrieel motorsysteem wordt bedoeld een systeem dat aangedrevenwordt<br />
door een elektromotor en bestaat uit:<br />
· een elektromotor<br />
· soms een regelbare aandrijv<strong>in</strong>g<br />
· het systeem dat door de motor aangedreven wordt zoals een compressor,<br />
pompsysteem en/of ventilatoren.
Bespar<strong>in</strong>gsmogelijkheden<br />
Het gebruik van een toerentalregel<strong>in</strong>g (Variable Speed Drives of VSD). Motoren<br />
draaien nu meestal met een vast toerental (bepaald door de netfrequentie). Een pomp die<br />
door een dergelijke motor wordt aangedreven verpompt altijd dezelfde hoeveelheid vloeistof,<br />
vaak is dit niet nodig. In veel van de huidige systemen wordt de vloeistofstroom geregeld<br />
door bijvoorbeeld een regelkraan. Dit levert onnodig <strong>energie</strong>verlies op. Bij toepass<strong>in</strong>g van<br />
een toerenregel<strong>in</strong>g kan de omwentel<strong>in</strong>gssnelheid van de motor aangepast worden waardoor<br />
<strong>energie</strong>verspill<strong>in</strong>g wordt voorkomen (afgezien van kle<strong>in</strong>e omzett<strong>in</strong>gsverliezen <strong>in</strong> de<br />
toerenregel<strong>in</strong>gsapparatuur). Bespar<strong>in</strong>gen die met deze technieken gerealiseerd kunnen<br />
worden op het elektriciteitsverbruik liggen tussen de 15% en de 35%. De hoogte van de<br />
bespar<strong>in</strong>gen is afhankelijk van het type toepass<strong>in</strong>g<br />
België<br />
13<br />
26<br />
13<br />
10<br />
23<br />
16<br />
100<br />
%
Energie bespar<strong>in</strong>g met frequentie-omvormers: situatie zonder f-regelaar<br />
transfo<br />
verliezen<br />
motor<br />
verliezen<br />
pomp verliezen<br />
afsluiter &<br />
regelklep<br />
verliezen<br />
Met een conventionele<br />
oploss<strong>in</strong>g:<br />
om 100% « nuttige »<br />
<strong>energie</strong> aan de uitgang te<br />
leveren moet men 285%<br />
aan de <strong>in</strong>gang ter<br />
beschikk<strong>in</strong>g stellen !
Energie bespar<strong>in</strong>g met frequentie-omvormers:situatie met f-regelaar<br />
transfo<br />
verliezen<br />
omvormer<br />
verlies<br />
motor<br />
verliezen<br />
pomp<br />
verliezen<br />
• Om 100% nuttige uitgangs<strong>energie</strong><br />
te leveren, dient men<br />
slechts 160% aan de <strong>in</strong>gang ter<br />
beschikk<strong>in</strong>g te stellen<br />
De verliezen zijn m.a.w. met meer<br />
dan 40% verm<strong>in</strong>derd t.o.v. niet<br />
VSD geregelde <strong>in</strong>stallaties 160%<br />
i.p.v. 285%).
Centrifugaalpomp
Bij verdr<strong>in</strong>gerpompen is de capaciteit l<strong>in</strong>eair afhankelijk van het toerental.<br />
De capaciteit kan dus eenvoudig aan alle bedrijfsomstandigheden worden aangepast door het<br />
toerental te regelen.<br />
Q<br />
H pomp<br />
Toerental
Vermogen
Master<br />
encoder<br />
Product A<br />
Product B<br />
Slave<br />
Voorbeeld toepass<strong>in</strong>g doser<strong>in</strong>g/meng<strong>in</strong>g<br />
Snelheid<br />
pomp A<br />
Slave<br />
encoder<br />
Master<br />
Reservoir met<br />
gemengd<br />
product
Bij centrifgaalpompen is de capaciteit l<strong>in</strong>eair afhankelijk van het toerental.<br />
De capaciteit kan worden aangepast door de opvoerhoogte te regelen<br />
Het optimale bedrijfspunt kan dus<br />
eenvoudig worden <strong>in</strong>gesteld<br />
De opvoerhoogte is kwadratisch<br />
afhankelijk van het toerental<br />
Let op m<strong>in</strong>imum opvoerhoogte<br />
H<br />
H Design<br />
H m<strong>in</strong><br />
Pompkarakteristiek<br />
40 Hz<br />
Stuurkarak-<br />
teristiek<br />
Q Design<br />
Pompkarakteristiek<br />
50 Hz<br />
Q
Het drukverschil tussen de zuig- en de persaansluit<strong>in</strong>g<br />
is bij een centrifugaalpomp bepalend voor de<br />
opbrengst.<br />
Wanneer het drukverschil toeneemt zal de opbrengst<br />
afnemen. De pompkarakteristiek geeft steeds de<br />
verhoud<strong>in</strong>g tussen verschildruk en de pompcapaciteit<br />
weer.<br />
De gunstigste eigenschappen van een pomp liggen <strong>in</strong> de buurt van het<br />
ontwerpbedrijfspunt waar het rendement het hoogst is (BEP = Best Efficiency<br />
Po<strong>in</strong>t). Bij dit optimale bedrijfspunt BEP is het rendement van de pomp maximaal.<br />
De strom<strong>in</strong>g door de waaier is dan gelijkmatig en botsvrij. B<strong>in</strong>nen het normale<br />
werkgebied POR ( = Preferred Operat<strong>in</strong>g Range) zullen de hydraulische belast<strong>in</strong>g,<br />
trill<strong>in</strong>gen of strom<strong>in</strong>gsonderbrek<strong>in</strong>gen praktisch geen <strong>in</strong>vloed hebben op de<br />
levensduur van de pomp.
Energiebespar<strong>in</strong>gsmogelijkheden bij <strong>pompsystemen</strong> doen zich voor op het vlak<br />
van :<br />
- Rendement van pompen;<br />
- Regel<strong>in</strong>g van het pompsysteem;<br />
- Rendement van motoren;<br />
- Overbreng<strong>in</strong>g;<br />
- Leid<strong>in</strong>gsysteem.
Men kan de volumestroom van een pompsysteem aan de schommelende behoeften aanpassen door:<br />
- aan/uit- regel<strong>in</strong>g. Men schakelt één of meerdere pompen – drukafhankelijk of met behulp van een<br />
drukschakelaar – <strong>in</strong> en uit. De pompen wekken periodiek hogere drukken op dan noodzakelijk, waarbij<br />
zij onnodig veel <strong>energie</strong> gebruiken;<br />
- regel<strong>in</strong>g d.m.v. een afsluiter <strong>in</strong> de persleid<strong>in</strong>g (“drukregelklep”; “smoorklep”; “throttle valve”). Het<br />
dichter draaien van de afsluiter verhoogt de leid<strong>in</strong>gweerstand waardoor de volumestroom verm<strong>in</strong>dert.<br />
Een regelafsluiter aan de perszijde is energetisch niet efficiënt, omdat men de opvoerdruk onnodig<br />
verhoogt;<br />
- regel<strong>in</strong>g d.m.v. een omloopafsluiter tussen pers- en zuigleid<strong>in</strong>g (“terugvoerklep”; “bypass l<strong>in</strong>e”). Een<br />
deel van de volumestroom gaat via een omloopleid<strong>in</strong>g terug naar de zuigleid<strong>in</strong>g. Een bypass is<br />
energetisch niet efficiënt, omdat de pomp onnodig veel verpompt;<br />
- schoepverstell<strong>in</strong>g bij axiale pompen. Men past – terwijl de pomp <strong>in</strong> bedrijf is – de schoephoek aan<br />
voor verschillende volumestromen, zodat de aanstrom<strong>in</strong>g van de schoepen altijd optimaal is. Deze<br />
regel<strong>in</strong>g is kostbaar en enkel rendabel bij grote aandrijfvermogens.<br />
- regel<strong>in</strong>g van het toerental (“variable speed drive”). De volumestroom is – bij kle<strong>in</strong>e verander<strong>in</strong>gen van<br />
het toerental – evenredig met het toerental. Toerenregel<strong>in</strong>g is energetisch het meest efficiënt, omdat<br />
het asvermogen evenredig is met de derde macht van het toerental
Een zelfregelend pompsysteem zorgt er o.m. voor dat de pompcapaciteit<br />
precies is aangepast aan de systeemcondities, en dat de pomp altijd met het<br />
laagst mogelijke toerental en bij het optimale bedrijfspunt werkt.
Door het gebruik van automatische toerenregel<strong>in</strong>gen op pompen kan men het toerental<br />
van de elektrische aandrijv<strong>in</strong>g van de pomp aanpassen aan de actuele vraag. Door het<br />
vloeistoftransport capaciteitsafhankelijk te regelen daalt het <strong>energie</strong>gebruik voor<br />
pompen.
• Als men bijvoorbeeld de snelheid<br />
verdubbelt, zal het debiet proportioneel<br />
toenemen.<br />
De drukverliezen zullen echter<br />
kwadratisch toenemen.<br />
Om de pomp aan te drijven zal men<br />
dus een 4x hoger koppel ter<br />
beschikk<strong>in</strong>g moeten stellen.<br />
• Het vermogen is het product van het<br />
koppel en de snelheid, dwz dit zal met<br />
de derde macht verhogen.<br />
Waarom Drives specifiek voor pompen ?<br />
Anders: <strong>in</strong>dien men de snelheid met<br />
50% kan laten verm<strong>in</strong>deren, zal het<br />
nuttig vermogen slechts 12.5% meer<br />
bedragen!
Waarop letten bij toepass<strong>in</strong>g van frequentieregelaars<br />
• Kastruimte en warmte ontwikkel<strong>in</strong>g<br />
• Invloeden op motor<br />
• Veiligheid<br />
• Bekabel<strong>in</strong>g<br />
• Stor<strong>in</strong>g naar omgev<strong>in</strong>g<br />
• Verkrijgbaarheid<br />
• Service en ondersteun<strong>in</strong>g
Frequentieregelaar<br />
Kastruimte en warmte ontwikkel<strong>in</strong>g<br />
LC filter<br />
Energie terug naar net
Invloeden op motor<br />
Is deklasser<strong>in</strong>g van de motor noodzakelijk ????<br />
• Let op regelpr<strong>in</strong>cipe frequentieregelaar !!<br />
• Wat is maximale piekspann<strong>in</strong>g ??<br />
• Wat is schakel (drager) frequentie ??<br />
• Du/dt ??<br />
• Pitt<strong>in</strong>g ??
• Mag bestaande kabel blijven ??<br />
Bekabel<strong>in</strong>g<br />
• Hoe staat het met hogere harmonischen ? Spoelen ?<br />
• Hoe ben ik conform met EMC richtlijnen ?<br />
• Wat te doen met stuurleid<strong>in</strong>gen ?<br />
• Buscommunicatie ?
M<strong>in</strong>imale cost of ownership<br />
De nie<strong>uw</strong>e frequentie-omvormer VLT ® FC 102<br />
0.37 tot 500 kW