Частотное регулирование позволяет изменять производительность компрессора в диапазоне от 25 до 100% от номинальной. Подстройка производительности под потребление сжатого воздуха производится путем плавного регулирования скорости вращения ротора приводного электродвигателя, что, в свою очередь, означает и изменение скорости вращения роторов винтовой пары.
Частотный преобразователь обеспечивает плавный запуск и остановку двигателя. Даже при включении, стартовые токи не превышают номинальных, что может иметь особо важное значение в случае значительной мощности электродвигателя.
Если потребление падает ниже 25% от номинальной производительности компрессора, дальнейшее ее снижение экономически неэффективно. В этом случае, компрессор переходит в фазу холостого хода или выключается (в зависисмости от пользовательских настроек). Однако, благодаря изменяемой производительности, переключения на холостой ход и остановки компрессора, в большинстве случаев использования частотных преобразователей, или исключаются совсем, или сводятся до абсолютного минимума. Таким образом, с частотным преобразователем компрессор работает в непрерывном режиме, но наиболее экономичном и щадящем изо всех возможных.
Из-за потерь, имеющих место в электрочасти частотно-регулируемого компрессора, потребление им мощности при максимальной производительности примерно 3-5% выше, чем у обычного компрессора. Однако, в то же время, когда частотный компрессор плавно изменяет производительность, преобразователь частоты пропорционально меняет потребляемую мощность.
В предидущей главе мы упомянули некоторые различия, а скорее, недостатки, пропорциональных регуляторов. Однако, различия эти имеют несколько разное значение при разной загруженности компрессора.
При небольшой и средней степени загруженности компрессора, недостатки пропорциональных регуляторов проявляются в полной мере.
В то же время, когда потребление сжатого воздуха достигает 90-100% от номинальной производительности компрессора, пропорциональный регулятор справляется с изменением ее в несколько более экономичной манере, чем частотный преобразователь.
Таким образом, если предвидится, что флуктуации потребления не будут больше, чем примерно 10% от номинальной производительности, использование пропорционального регулирования более предпочтительно. В других случаях, более эффективным является использование частотного преобразователя.
Благодаря возможности плавного регулирования производительности в широком диапазоне, частотное регулирование является оптимальным способом реализации режима частичной нагрузки в случаях сильных флуктуаций потребления сжатого воздуха, как для одиночных компрессоров, так и для компрессоров пиковой нагрузки в составе мультикомпрессорных систем.
Видео:Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать
Потенциальная экономия, достигаемая с помощью частотного регулирования, чрезвычайно велика. Экономия может быть достигнута за счет, во-первых, соответствия потребляемой мощности фактическому расходу сжатого воздуха, во-вторых, исключения фаз холостого хода, в-третьих, исключения избыточного сжатия.
+ Широкий диапазон регулирования
+ Большая эффективность при сильных колебаниях потребления
+ Высокая скорость реакции
+ Плавный запуск
— Несколько меньшая, по сравнению с пропорциональными регуляторами, эффективность при небольших колебаниях производительности
ЧАСТОТНЫЙ ПРИВОД: «ЗА» И «ПРОТИВ»
Развитие энергосберегающих технологий – одна из актуальнейших задач, стоящих сегодня перед отечественными промышленными предприятиями.
Если говорить о компрессорном оборудовании, то первым качественным шагом в решении вопросов энергосбережения стало широкое внедрение в производственные процессы винтовых компрессоров. Именно после их появления на рынке стал возможным переход к децентрализованной системе обеспечения сжатым воздухом. Компактные, малошумные, почти не требующие материальных затрат на монтаж, винтовые компрессоры практически полностью вытеснили поршневые в диапазоне производительности от 1 до 10 м 3 /мин. И на многих предприятиях, перешедших к децентрализованной системе обеспечения сжатым воздухом и использующих винтовые компрессоры, уже получен значительный экономический эффект.
Читайте также: Холодильник bosch шумит компрессор
Следующим шагом в направлении развития энергосберегающих технологий стала разработка в середине 90-х годов прошлого столетия винтовых компрессоров с частотным приводом. В чем же особенность этих компрессоров?
Особенности компрессоров с частотно-регулируемым приводом и их преимущества
Видео:Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать
Современный частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в действие винтовую пару.
Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. А название «частотно-регулируемый электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты, подаваемого на него напряжения питания.
Внедрение частотного привода в компрессорной технике предполагало получение целого ряда преимуществ, по сравнению с обычными винтовыми компрессорами.
• При пуске асинхронного электродвигателя обычного компрессора пусковые токи превышают номинальные в несколько раз, что ведет к перегрузке сети и ограничению допустимых включений компрессора в течение часа. Напротив, компрессор с регулируемой производительностью запускается в работу плавно, соответственно и число операций пуска у него меньше.
• «Частотник» при работе поддерживает необходимое давление в системе с точностью до 0,1 бар и немедленно реагирует на изменение давления в сети. (Для справки: каждый лишний бар давления нагнетания увеличивает электропотребление компрессора на 6-8%).
• Реальная производительность «частотника» точно соответствует реальной потребности в сжатом воздухе.
В результате минимизируется энергозатратный период холостого хода, во время которого асинхронный двигатель обычного воздушного компрессора потребляет около 25-30% своей номинальной мощности.
Для наглядной демонстрации преимуществ «частотника» обычно приводятся две диаграммы, показывающие общие затраты на производство сжатого воздуха за несколько лет эксплуатации у компрессора без частотного привода и у «частотника».
Видно, что экономия электроэнергии при эксплуатации воздушного промышленного компрессора с частотным приводом достигает 35%.
О чем молчат поставщики компрессорного оборудования
Видео:Центробежный компрессорСкачать
Можно ли полностью доверять той информации, которую преподносят поставщики компрессорного оборудования?
Не всегда. Говоря об экономии электроэнергии и приводя характерные диаграммы, большинство производителей компрессорной техники сознательно умалчивают о режимах эксплуатации оборудования.
Не существует ни одного каталога оборудования, в котором приведенные выше диаграммы сопровождались бы комментарием, описывающем режим работы, для которого эти диаграммы рассчитаны.
А ведь режим работы компрессора производительностью до 5 м3/мин — это важнейший параметр! Одной из крупнейших компрессорных компаний были проведены исследования о характере потребления сжатого воздуха на европейских промышленных предприятиях. В результате анализа все полученные данные были условно разбиты на три группы. Ниже, они приводятся в таблице.
| Режим работы предприятия | Экономия электроэнергии | |
| Группа 1. 64% предприятий | 3-х сменная работа, большое потребление в дневные смены, слабое потребление в выходные дни. | 38% |
| Группа 2. 28% предприятий. | 2-х сменная работа, нет потребления в выходные, потребление сильно меняется в течение дня | 29% |
| Группа 3. 8% предприятий. | 2-х сменная работа, постоянное потребление на уровне 60% от максимальной производительности | 14% |
Как видно из таблицы, наибольший эффект при использовании «частотника» по сравнению с компрессором, имеющим традиционную систему управления «нагрузка – холостой ход – остановка» был получен лишь на предприятиях, где потребление существенно меняется в течение дня. Там, где оно более-менее постоянно, эффективность применения «частотника» оказалась значительно ниже. Понятно почему: ведь при загрузке обычного компрессора стремящейся к 100 % время работы на холостом ходу сводится к минимуму.
Читайте также: Замена подшипника компрессора кондиционера автосервис
Рассмотрим подробнее типовой образец аргументации в пользу компрессора с частотным приводом. В качестве примера анализируется работа винтового компрессора с электродвигателем мощностью 60 кВт и максимальным давлением 10 бар, загруженным на 70% с годовой наработкой 4000 часов. Сообщается, что при замене этого компрессора на аналогичный «частотник» годовая экономия электроэнергии составит 78926 кВт*час или «частотник» окажется экономичнее на 33%.
78926 кВт*час берутся из расчета:
— экономия за счет минимизации времени холостого хода – 48000 кВт*час (60,82% от общей экономии);
— отсутствие потерь из-за разгрузки внутренней системы компрессора (ресивера воздушно-масляного сепаратора) – 806,4 кВт*час (1,02%);
— экономия за счет отсутствия «перекачки» пневмосистемы по давлению – 15120 кВт*час (19,16%);
— экономия из-за меньших утечек из пневмосистемы – 5400 кВт*час (6,84%);
— экономия за счет отказа от ременной передачи и замены ее прямой (электродвигатель – муфта – винтовой блок) – 9600 кВт*час (12,16%).
Далее, приводится методика расчета указанных «процентов экономии». И при анализе предложенных расчетных формул возникает ряд вопросов.
Во-первых, почему при загрузке компрессора на 70% время холостого хода составляет 30%? Ведь винтовой компрессор работает в режиме «нагнетание – холостой ход – остановка (режим ожидания)». В методике расчета время ожидания по какой-то причине совершенно отсутствует, то есть почему-то предполагается, что компрессор вообще не останавливается во время работы?
Видео:Производство центробежных компрессоров DENAIRСкачать
Во-вторых, расчет экономии за счет минимизации времени холостого хода строится на предположении, что «средняя частота разгрузок 20 раз в час». Предположение более чем спорное. В момент пуска компрессора электрическая нагрузка значительно увеличивается. По этой причине столь частых включений-выключений стараются избегать. Интересно, что об этом же пишет сам автор: «… обмотки электродвигателя приходится изготавливать с учетом этих больших пусковых нагрузок, а также ограничивать допустимое количество запусков в час».
Большинство производителей компрессорного оборудования отмечают, что допустимое число включений в течение часа для компрессоров с мощностью электродвигателя от 37 до 75 кВт составляет 6-12 раз. Именно поэтому, утверждение о «средней частоте разгрузок 20 раз в час» выглядит немного странно?
Таким образом, если учесть, что компрессор для пескоструя работает в режиме холостого хода все-таки не 30% времени, а несколько меньше, и ограничить частоту разгрузок (не более 10 раз в час), то полученное значение экономии электроэнергии за счет минимизации времени холостого хода – 48000 кВт*час – можно уменьшить в два раза.
Большие сомнения вызывает и последний пункт – экономия за счет отказа от ременной передачи. В данном случае, сравнение ременной и прямой передачи совершенно некорректно, так как существуют компрессоры с прямой передачей, но без частотного привода. И очень многие производители компрессорной техники имеют в своем модельном ряду компрессоры, как с прямой, так и с ременной передачей.
Что касается других пунктов экономии, то с ними можно согласиться.
Из рассмотренного выше следует, что годовая экономия электроэнергии может составить не 78926 кВт*час, а всего 45326,4 кВт*час. Получается, что «частотник» экономичнее не на 33%, а всего на 19% (что, кстати, отчасти согласуется с данными таблицы). А при увеличении загрузки более 70%, уменьшении времени холостого хода и числа включений в час, экономия может быть еще меньше.
Читайте также: Материал поршневых колец компрессора
Таким образом, эффективность использования винтового компрессора с частотным приводом зависит от режима работы оборудования, потребляющего сжатый воздух, а фирмы-производители в рекламных целях нередко склонны завышать выигрыш от его использования.
По этой причине срок окупаемости проекта с «частотником» может существенно превысить декларируемые рядом производителей 1,5-2 года. Ведь срок окупаемости 1,5 года — это частный случай. Он возможен, например, при годовой наработке 6000 часов и среднем коэффициенте загрузки 60%. И при изменении параметров наработки и загрузки срок окупаемости также будет меняться.
Помимо использования «частотника» существуют и другие, нередко более простые решения, ведущие к той же цели – минимизации затрат на производство сжатого воздуха.
Видео:компрессор со-243 и частотный преобразователь восьмикрут радиконСкачать
Прежде всего, уже упоминавшаяся децентрализованная система обеспечения сжатым воздухом. В этом случае вместо одного мощного поршневого компрессора, не всегда полностью загруженного, устанавливается несколько компрессоров с меньшей производительностью непосредственно на производственных участках. Здесь гораздо проще подобрать компрессор точно в соответствии с реальным потреблением воздуха. И если обеспечить ему загрузку на уровне не менее 80%, это в значительной степени нивелирует многие преимущества, которые сулит установка «частотника».
Другой интересный вариант – использование нескольких винтовых компрессоров, объединенных в единую сеть с общим пультом управления. При пиковых нагрузках система компрессоров работает полностью, а при уменьшении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются. Данное техническое решение также позволит получить реальную экономию электроэнергии.
Кроме того, установка нескольких, например, четырех обычных винтовых компрессоров, объединенных в систему с общим управлением, позволит помимо сокращения энергопотребления обеспечить столь необходимый резерв сжатого воздуха в случае выхода из строя одного компрессора. В этом случае, общая производительность компрессоров уменьшится всего на 25%, в то время как выход из строя одного «частотника» полностью остановит все производство. Попробуйте оценить возможные убытки от каждого дня простоя всего производственного оборудования и сравнить их со стоимостью сэкономленной электроэнергии. На некоторых предприятиях простой в 2-3 дня принесет потери, превышающие размер годовой экономии электроэнергии.
Так все-таки, быть или не быть компрессорам с частотным приводом? Конечно, быть! Преимущества «частотника» очевидны, особенно если их правильно использовать. Например, очень перспективным представляется техническое решение, при котором компрессор с частотным приводом работает в паре с обычным компрессором для СТО.
Вместе с тем, следует отметить, что не стоит воспринимать «частотник» в качестве универсального средства для решения проблем энергосбережения! Компрессор с частотным приводом имеет смысл приобретать только после приведения в порядок всей пневмосистемы предприятия: проведения децентрализация и устранения утечек из пневматических магистралей. Надо также учесть, что начальные инвестиции на проект с «частотником» в 1,3-1,5 раза выше, чем на проект с обычным компрессором, и чтобы окупить эту разницу тоже требуется время.
В заключение, потребителям компрессорного оборудования хочется напомнить старинную поговорку – «не все золото, что блестит». Поэтому, перед тем, как приобретать «частотник» следует хорошенько взвесить все «за» и «против» и только после этого сделать выбор.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎬 Видео
Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Частотный преобразователь в компрессорахСкачать
Винтовой компрессор Almig Variable XP с частотным преобразователемСкачать
Винтовой компрессор ДЭН-18Ш Оптим 18 кВт с частотникомСкачать
Винтовые маслосмазываемые компрессоры с частотным приводом GA VSD+Скачать
Как работает центробежный газовый компрессорСкачать
Вращение лопастного ротора центробежного компрессораСкачать
Подключение компрессора СО-7Б через частотный преобразователь.Скачать
Центробежный воздушный компрессор DENAIR Видео 2018Скачать
Центробежный компрессорСкачать
Компрессор 380в к сети 220в через частотник.Скачать
Винтовой компрессор COMARO MD 55 08I с частотным преобразователемСкачать
Центробежный компрессор Ingersoll Rand Centac C800 VEKСкачать
Разборка ротора Центробежного компрессора C 4022TAU "SOLAR"Скачать
Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать
