Miks on EC tagasikõverat tsentrifugaalpumbat võimalik kasutada energiasäästu toetavas tööstuslikus ventilatsioonis

Tööstuslik ventilatsioon liigutab suuri õhukoguseid ja õhuliikumine maksab elektrit igal tunnil igal töövahetuses. EC tagasikõverdunud tsentrifugaalpumbur muudab seda olukorda, kuna selle mootor ja ratas on koostatud ühiselt tõhususe nimel, mitte võetud üldkasutatavast osade ladust. Tulemuseks on väiksem võimsustarve süsteemi tegelikul tööpunktil, kus säästmine ka toimub. Tehasinseneritele, kes peavad saavutama energiatäpsed eesmärgid, ilmneb erinevus pigem arvele kui tehnilistesse andmetesse.

Energia probleem tööstuslikus ventilatsioonis

Tegelik ventilatsioonitäiendus

Üks pakkimistehas kasutas täiendava õhu sissepumpamise süsteemi, millel olid vöötkäigul töötavad alalisvoolu tsentrifugaalsed ventilatsiooniventilaatorid, mille suurus oli valitud suve kõrgeima koormuse jaoks. Aastas enamikul ajast reguleerisid klapid õhuvoolu, samal ajal kui mootorid tarbisid peaaegu täisvoolu, kulutades energiat soojusena ja vibratsioonina. Pärast nende asendamist EC-tagasipööratud kõvera tsentrifugaalse ventilatsiooniventilaatoriga, mida reguleeriti torustiku rõhu signaaliga, vähendas tehase ventilatsiooniventilaatorite energiatarve ühe sooja perioodi jooksul umbes kolmandiku võrra. Õhukogus jäi samaks; kaotsi läks ainult raisatud varu.

Miks vanad alalisvoolu ventilatsiooniventilaatorid kulutavad liialt energiat

Standardne vahelduvvoolu induktsioonmootor pöörleb kiirusega, mille määrab võrgusagedus, seega õhuvoolu vähendamine tähendab väljundavaa kitsendamist ja mootori sunnimist vastupanu ületama. See takistus kulutab elektrit ilma õhuvoolu suurendamiseta. Halvem on see, et mootor töötab kõige soojemalt ja vähem efektiivselt just siis, kui koormus on väike. Paljudes tehastes töötab ventilatsioon 24 tundi päevas, mistõttu kogunevad kaotsikad püsivaks, nähtamatuks kulukohaks, mida ühelgi arvel ei näe, kuid iga kuu kokkuvõttes ilmnevad need vaikimisi. Osakoormusrežiim on enamikus tehastes tavapärane, kuid just sel juhul on püsikiirusega vahelduvvoolumootor kõige vähem efektiivne, sest ta ei suuda vabaneda magnetiseerimis- ja õhutakistuskaotsikatest, mis eksisteerivad isegi nullvoolu korral. Seega asub energiasäästu võimalus osakoormusajutundides, mitte harva esinevates tipptundides.

Kuidas töötab EC tagasipööratud kõvera tsentrifugaalventilaator

EC-mootor ja elektrooniline kommutatsioon

„EC“ tähistab elektrooniliselt kommutaatorit. EC tagasikõverat tsentrifugaalventilaatorit kasutatakse püsivoolulise magnetiga rotoriga ja välise rotoriga konstruktsiooniga, mida juhib integreeritud kontroller, mis lülitab voolu täpselt vastavalt rotori asendile. See elektrooniline kommutatsioon tagab sujuva pöördemomendi ja kõrge efektiivsuse kogu muutuva kiiruse vahemikus. Kuna mootor ja juhtseadme korpused on ühendatud üheks ühikuks, puuduvad vööd ja ühendused ning seega ka võimalus, et süsteem läheb regulaarsest tööst kõrvale. Integreeritud juhtseade võimaldab ka pehmet käivitust ja täpset kiiruse reguleerimist, mis kaitseb toiteallikat ja järgnevaid õhukanneid äkkmiste rõhu tippude eest. IEC 60034 käsitleb pöörlevaid elektriseadmeid ning siin olulisi efektiivsusklaase.

Tagasikõverat impellert ja staatilist rõhku

Ratta labidate on painutatud vastu pöörlemise suunda, mis võimaldab impelleril õhku tippus puhtalt vabaneda ja takistada ülekoormamist rõhu tõusul. Tagasipööratud kõvera impelleri puhul on stabiilsus loomulikult tagatud laialdasel tööpiirkonnal, mistõttu säilib puhuri karakteristikukõvera kuju ilma surgemiseta. Tsentrifugaaljõud kiirendab õhku väljapoole labade suunas ja tagasipööratud kõveraga tipp ei takista väljuvat voolu, seega säilib ratta efektiivsus ka kiiruse kasvades. Seetõttu talub sama impeller määrdunud filtrit palju paremini kui selle asemel kasutatav ettepoole kõveratud impeller. Torustatud õhukäsitluse puhul tähendab see, et EC-tagasipööratud kõvera tsentrifuugpuhur tagab nimetatud õhuvoolu tegeliku staatilise rõhu (filtrite ja pikkade torude tõttu) vastu ilma selge võimsuskaotuseta, mida sama kohas asuv telgpuhur põhjustaks.

Valik, kasutamine ja hooldus

Puhuri sobitamine tööpunkti

Tõhusus saavutatakse tööpunkti juures, mitte nimimärgisel tippväärtusel. Joonistage süsteemi takistuskõver ja valige puhur, mille kõver lõikub sellega oma kõrgtõhususpiirkonna lähedal. Liialt suur puhur sunnib jälle reguleerima; liialt väike puhur sunnib mootorit pingutama. Küsige tarnijalt EC tagasikõveratset tsentrifugaalpuhuri tootmisgraafikut mitmel pöördekiirusel ning kinnitage IE-klass ja iga piirkondlik tõhususnõue, näiteks Euroopa turul müüdavate puhurite jaoks kehtiv ERP-direktiiv.

Juhtimine, kontroll ja hooldus

Ühendage puhur rõhu- või temperatuursensoriga, et see reguleeriks oma tööd asemel, et töötaks täisvõimsusel. Kontrollige impellrit tolmu kogunemise suhtes kvartalis, sest must ratast kaob õhuvool ja kompenseerimiseks tõmbab see rohkem voolu. Kuulake laagrite muutusi ja kontrollige voolu väärtust seadistamise algväärtusega. Täielikult spetsifitseeritud EC tagasikõverat tsentrifugaalpuhur koos tihendatud laagritega võib töötada aastaid, kuid ainult siis, kui sisselaskeava jääb puhas ja juhtimisahel on tegelikult seadistatud selle ruumi jaoks, millele see teenindust pakub. Hea energiatõhusus sõltub ka seadistamisest: paigaldage sensor sellisesse kohta, kus ta loeb tegelikku olukorda, mitte surnud nurgas, ja määrake soovitud väärtus arvestades tegelikku koormust. Puhur, mis jäetakse eeldatud kiirusele, raiskab just seda energiatõhusust, mida selle ostmisega sooviti saavutada.

Kokkuvõte inseneridele ja ostuteenistusele

Välistõrje energiakulude vähendamine algab masina sobitamisega süsteemi tegelikule töörežiimile. EC-tagasipööratud kõvera tsentrifugaalventilaator pääseb kasutusse siis, kui mootor, impeller ja juhtseadmed valitakse koos ning seadistatakse tegelikule koormuspunktile. Ostjatel on suurim kasu, kui nad soovivad jõudlust kaarte, kinnitavad tõhususklassi ja ühendavad seadme päevast saati sensoritega juhitava juhtimisringlusega. Tulemuseks on väiksem võimsustarve, stabiilsem õhuvool ja ventilatsiooniseade, mille investeering tasub end tagasi vähendatud ekspluatatsioonikulude arvel. Enamikus objektides tasub täiustatud EC-seadme täiendav hind standardse AC-seadmega võrreldes ära mõne kütte- või jahutusseasoni jooksul, pärast mida energiakulu sääst on puhas kasum.

Tavaliselt esinevad küsimused

Küsimus: Kuidas EC-tagasipööratud kõvera tsentrifugaalventilaator säästab energiat? Vastus: See paariselt püsimagnetiline EC-mootor elektronilise kommutatsiooniga, mis säilitab kõrgtõhususe kogu kiirusevahemikus, ning tagasikõver silinder, mis säilitab stabiilsuse rõhu all. Puhur reguleerib end tegeliku koormuspunkti järgi mitte takistamise teel, seega tarbib ta ainult niipalju võimsust, kui õhuvool tegelikult vajab, mitte alati ligikaudu täisvoolus töötades.

Küsimus: Kas tagasikõver silinder on parem kui ettekõver? Vastus: Torustatud tööstusliku õhukäsitluse puhul vastupidiselt kõver silinder ei ülekoormu ja säilitab tõhususe laias rõhuvahemikus, samas kui ettekõver silinder sobib madala rõhu ja kõrge mahuga töödele. Õige valik sõltub süsteemi rõhk-voolumaht-kõverast, mitte üldisest reeglist, seepärast tuleb enne otsustamist mõlemat varianti võrrelda mõõdetud staatilise rõhuga. Praktikas suudab tagasikõver variant ka paremini taluda filterkoormust, säilitades õhuvoolu stabiilsena vastupanu tõusmisel.

Küsimus: Kas EC-puhurit saab juhtida hoone süsteemiga? Vastus: Jah. Enamik EC-mootoreid aktsepteerivad 0–10 V, PWM-i või suhtlusignaali, mistõttu saab PLC või hoonejuhtimissüsteem kiirust seadistada rõhu- või temperatuurisensori põhjal. Just see tagasisidekontrollring annab säästu, kuna puhur töötab ainult nii tugevalt, kui seda praegune olukord nõuab, mitte mingil fikseeritud kiirusel.

Küsimus: Mida nõuab EC-tsentrifugaalpuhuri hooldus? Vastus: Kontrollige impellert tolmu järgi kvartalis ja puhastage see enne, kui tolmu kogunemine vähendab õhuvoolu. Kontrollige voolu väärtust käivitusbaasjoonega, kuulake, kas põhjustab rulltihvt muutusi, ja hoidke sisend avatud. Hermeetilised tihvtid kestavad aastaid, kuid tõhususe kasv kaob, kui kontrollringi ei hooldata või kui impeller ummistub mustusega.

Küsimus: Kas EC-tsentrifugaalpuhuril on vaja eraldi sagedusregulaatorit? Vastus: Välise juhtimisseadme kasutamine pole vajalik, kuna kommutatsioonielektronika on sisseehitatud mootorisse. See eemaldab materjalide nimekirjast vöödri, ühendusliidese ja eraldi muutuva sagedusega juhtseadme (VFD), mis vähendab paigaldustööde mahusid ja kõrvaldab tavalise rikkepunktis vanemates tehases kasutatavates AC-ventilaatorites. Samuti lihtsustab see varuosade haldamist, kuna üks integreeritud seade asendab kolm eraldi komponenti ja nendega seotud juhtmete paigalduse.