Мал. 35. Регулювання подачі пристроєм, установленим перед вентилятором

Інші можливі пристрої регулювання

■ У осьових вентиляторах подача може регулюватися шляхом зміни кута повороту лопатей. Рішення технічно достатньо складне, тому воно використовується тільки для великих вентиляторів. З погляду енергоефективності цей метод є якнайкращим.

■ Подача також може регулюватися установкою байпасної лінії, проте такий спосіб не є економічним, оскільки споживання енергії при цьому залишається на постійному максимальному рівні, незалежно від ефективної подачі.
Примітка:

У багатьох випадках розрахункова подача вентиляторів виявляється більшою, ніж фактично необхідно споживачеві. Внаслідок цього встановлюються засувки для зниження подачі або швидкості повітряного потоку вже при введенні установки в дію. Це приводить до постійних втрат натиску, що знижує загальну ефективність системи.

Іншим недоліком роботи з постійною частотою обертання є те, що рівень шуму завжди має максимально можливе значення.

3.3 Робота при змінній частоті обертання

Основні характеристики вентилятора безпосередньо пов'язані з його частотою обертання. Якщо припустити, що вентилятор ізольований від інших пристроїв, то при частоті обертання N, відмінній від номінальної частоти врашения Nn:
подача Q пропорційна відношенню (N/Nn),
натиск H пропорційний відношенню (N/Nn)²,
потужність P пропорційна відношенню (N/Nn)³
Узявши за основу характеристику при номінальній частоті обертання, характеристика H(Q) при іншій частоті обертання може бути побудована послідовно, по відповідних крапках, розташованих на параболі, як показано на Рис.36.

Малюнок 36 – Характристика Н( Q ) вентилятора при 2-х різних

Швидкостях

Так само будується характеристика P(Q), при цьому використовується крива третього порядку, як показано на Рис.37.

Рис.38 ілюструє зсув характеристик вентилятора при різних частотах обертання для набуття необхідного значення подачі в даній мережі. Зміна частоти обертання дозволяє завжди використовувати вентилятор з оптимальним ККД. Це означає, що заштрихо-ванный прямокутник прямо пропорційний потужності, споживаній вентилятором.

Рис. 38. Регул ювання подач і зміною частот и обертання валу вентилятора

Таким чином, регулювання подачі зміною частоти обертання є якнайкращим з погляду енергоефективності. На Рис.39 порівнюються три найбільш поширених способу регулювання подачі: пристрій, розміщений за вентилятором, пристрій, разме-щенное перед вентилятором, і регулювання зміною частоти обертання.

Приклад розрахунку зміни споживаній потужності

Припустимо, що є відцентровий вентилятор з номінальною потужністю 100 кВт. Вентилятор декілька переразмерен, тому максимально можливе значення подачі повинне бути зменшене до 90% від номінального для обмеження швидкості повітряного потоку в мережі.При постійній цілодобовій роботі, в денний час потрібно забезпечити подачу 90% від номінальної (12 годин), а в нічний час досить забезпечити подачу в 50% від номінальної.

Завдання - порівняти різні способи регулювання подачі.
ККД двигуна:

■ h_mot = 0.95 на номінальній швидкості

■ h_mot = 0.94 при 90% від номінальної швидкості

■ h_mot = 0.89 при 50% відномінальної швидкості

ККД при використанні частотно - регульованого приводу: h_vsd = 0.97

Потужність, споживана даним вентилятором, заздалегідь
проілюстрована на рис.39 і детально розглянута на рис. 40.

Основна розрахункова формула для визначення потужності має
вигляд:

, (1.1)

На пониженій частоті обертання враховуємо ККД перетворювача частоти:

, (1.2)

У таблиці приведені розрахунки, виконані для різних способів регулювання, в кВт:

Спосіб регулювання	Рв, кВт при 0.9 × Q_n	Рв, кВт при 0.5 × Q_n
За вентилятором	105	89
Перед вентилятором	80	48
Зміна частоти	84	21

Спосіб регулювання	W, кВт×год
За вентилятором	852947
Перед вентилятором	562484
Зміна частоти	460661

Спожита енергія розраховується перемножуванням спожитої потужності на час роботи, для кожного з періодів (день або ніч): 12 годин/день x 365 днів = 4380 годин/рік, якщо вважати, що вентилятор працює постійно (табл.4.2).

Таблиця 4.2 – Порівняльні дані спожитої електроенергії при різних способах регулювання

Приймаючи вартість електроенергії в 0.6428 грн/кВт×год, використання
частотно - регульованого приводу забезпечує економію електроенергії 320600 грн. в рік в порівнянні з регулюючим пристроєм, встановленим за вентилятором, і 64800 грн. в рік в порівнянні з пристроєм, розташованим перед вентилятором.

Програмне забезпечення Eco8 дозволяє провести дані обчислення для всіх можливих випадків застосування (вибір потужності установки, спосіб регулювання подачі, визначення робочої частоти обертання).

Паралельна робота вентиляторів

При необхідності переміщення великої кількості газоподібних речовин можлива паралельна установка вентиляторів. в основному використовуються однотипні
вентилятори. Результуюча характеристика виходить підсумовуванням подач при однаковому тиску, як показано на Мал. 41.

Можно заметить, что из-за квадратичного увеличения потерь напора в функции подачи, результирующая подача двух параллельно работающих вентиляторов не равна двойной
подаче, обеспечиваемой одним вентилятором. Подача Q₁ на Рис. 41 может быть получена либо работой вентилятора 1 при номинальной частоте вращения, либо при совместной работе двух вентиляторов на пониженной скорости. Данная возможность
проиллюстрирована на Рис. 42, где представлены двух вентиляторов, одновременно работающих на пониженной частоте вращения N_r_.

У даному прикладі знижена частота обертання рівна приблизно 2/3 від номінальної частоти обертання Nn. Таким чином, кожен вентилятор споживає потужність, рівну (2/3)³від номінальної потужності Pn вентилятора.

Сумарна споживана потужність в цьому випадку визначається:

, (1.3)

У першому випадку, потужність визначається:

Таким чином, паралельна робота двох вентиляторів на знижених швидкостях приносить економію електроенергії в 40% в порівнянні з роботою одного вентилятора на номінальній частоті обертання.

Економія енергії, що досягається, може бути навіть більше при паралельній установці вентиляторів, якщо робота відбувається при дуже малому, або нульовому натиску.

Наприклад, припустимо, що вентиляційна установка складається з шести венти-ляторів з номінальною потужністю Pn, встановлених паралельно, при цьому тиск на виході установки невеликий.

Для отримання потоку, рівного половині максимального, три
вентилятори можуть працювати на номінальній частоті обертання,
або шість вентиляторів можуть працювати з частотою обертання,
рівній половині від номінальної.

У першому випадку, потужність визначається:

, (1.4)

При роботі всіх шести вентиляторів:

. (1.5)

Таким чином, і другий приведений приклад підтверджує припущення, що вико-ристання частотно – регульованого приводу істотно знижує споживання енергії при управлінні вентиляторами.

Для управління частотою обертання вентиляторів компанія Schneider Electric пропонує серію перетворювачів частоти Altivar 21, які спеціально розроблені для застосування в мережах опалювання, вентиляції і кондиціонування (HVAC).

Таким чином, і другий приведений приклад підтверджує припущення, що використання частотно – регульованого приводу істотно знижує споживання енергії при управлінні вентиляторами.

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!