كمورد لمحركات التردد المتغيرة 45kW (VFDs) ، شاهدت بشكل مباشر التأثير التحويلي الذي يمكن أن تحدثه هذه الأجهزة على أنظمة المروحة والمضخة. في منشور المدونة هذا ، سوف أتعمق في العلم وراء VFDs واستكشف مقدار الطاقة التي يمكنهم توفيرها في هذه التطبيقات الحاسمة.
فهم VFDs
قبل الغوص في توفير الطاقة ، دعونا أولاً نفهم ماهية VFD. يعد VFD ، المعروف أيضًا باسم محرك التردد المتغير أو محرك التحكم في AC ، جهازًا إلكترونيًا يتحكم في سرعة المحرك الكهربائي عن طريق تغيير التردد والجهد الموفر له. هذا يسمح بالتحكم الدقيق في سرعة المحرك ، والتي بدورها يمكن أن تؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.
المحرك التردد المتغير VFDيعمل عن طريق تحويل طاقة التيار المتردد الواردة إلى طاقة التيار المستمر ثم العودة إلى طاقة التيار المتردد في التردد والجهد المطلوب. تُعرف هذه العملية بالتحكم في التردد المتغير ، وتسمح للمحرك بالعمل بسرعات مختلفة اعتمادًا على متطلبات الحمل.
أهمية أنظمة المروحة والمضخة
تعد أنظمة المعجبين والمضخات مكونات أساسية في العديد من التطبيقات الصناعية والتجارية. يتم استخدامها لتحريك الهواء والماء والسوائل الأخرى ، وتستهلك كمية كبيرة من الطاقة. في الواقع ، تمثل أنظمة المعجبين والمضخات جزءًا كبيرًا من إجمالي استهلاك الطاقة في العديد من المباني والمرافق الصناعية.
من خلال تحسين تشغيل أنظمة المروحة والمضخة ، يمكننا تقليل استهلاك الطاقة ، وخفض تكاليف التشغيل ، وتحسين الكفاءة الكلية لهذه الأنظمة. هذا هو المكان الذي تأتي فيه VFDs.
كيف توفر VFDs الطاقة في أنظمة المروحة والمضخة
يكمن مفتاح فهم كيفية توفير VFDs في أنظمة المروحة والمضخة في العلاقة بين سرعة المحرك واستهلاك الطاقة ومتطلبات التحميل. في محرك ثابت السرعة التقليدي ، يعمل المحرك بسرعة ثابتة بغض النظر عن متطلبات الحمل. هذا يعني أن المحرك غالبًا ما يعمل بأقصى سرعة حتى عندما يكون الحمل منخفضًا ، مما يؤدي إلى طاقة ضائعة.
في المقابل ، يسمح VFD للمحرك بالعمل بسرعة متغيرة ، مما يعني أنه يمكن ضبط المحرك لمطابقة متطلبات الحمل. عندما يكون الحمل منخفضًا ، يمكن لـ VFD تقليل سرعة المحرك ، مما يقلل بدوره من استهلاك الطاقة. يُعرف هذا باسم قوانين التقارب ، التي تنص على أن استهلاك الطاقة للمروحة أو المضخة يتناسب مع مكعب سرعة المحرك.
على سبيل المثال ، إذا تم تخفيض سرعة المحرك بنسبة 20 ٪ ، فسيتم تخفيض استهلاك الطاقة بنسبة 50 ٪ تقريبًا. هذا يعني أنه حتى انخفاض صغير في سرعة المحرك يمكن أن يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.
حساب توفير الطاقة
لحساب وفورات الطاقة التي يمكن تحقيقها باستخدام VFD 45kw في نظام المروحة أو المضخة ، نحتاج إلى النظر في عدة عوامل ، بما في ذلك ملف تعريف التحميل وساعات العمل وكفاءة المحرك و VFD.
لنفترض أن لدينا نظام مروحة يعمل على مدار 24 ساعة في اليوم ، 365 يومًا في السنة ، وأن ملف تعريف التحميل هو بحيث تعمل المروحة بشكل كامل لمدة 50 ٪ من الوقت وفي نصف الحمل للمادة 50 ٪ المتبقية. المحرك هو محرك ثابت السرعة 45 كيلو وات ، وكفاءة المحرك و VFD هي 90 ٪.
باستخدام قوانين التقارب ، يمكننا حساب استهلاك الطاقة لنظام المروحة عند الحمل الكامل وعند الحمل النصف. عند الحمل الكامل ، فإن استهلاك الطاقة للمحرك 45kw هو 45 كيلو واط. في نصف الحمل ، يبلغ استهلاك الطاقة للمحرك حوالي 11.25 كيلو واط (لأن استهلاك الطاقة يتناسب مع مكعب سرعة المحرك).
إذا قمنا بتثبيت 45 كيلو واط VFD في نظام المروحة ، فيمكننا ضبط سرعة المحرك لمطابقة متطلبات الحمل. في الحمل الكامل ، سيقوم VFD بتشغيل المحرك بأقصى سرعة ، وسيكون استهلاك الطاقة 45 كيلو وات. في نصف الحمل ، سيقلل VFD من سرعة المحرك بنسبة 50 ٪ ، وسيكون استهلاك الطاقة حوالي 2.8 كيلو واط (لأن استهلاك الطاقة يتناسب مع مكعب سرعة المحرك).
إجمالي استهلاك الطاقة لنظام المروحة بدون VFD هو:
(45kw × 0.5 × 24 ساعة × 365 يومًا) + (11.25 كيلو وات × 0.5 × 24 ساعة × 365 يومًا) = 236،550 كيلو وات في السنة
إجمالي استهلاك الطاقة لنظام المروحة مع VFD هو:
(45kw × 0.5 × 24 ساعة × 365 يومًا) + (2.8 كيلو وات × 0.5 × 24 ساعة × 365 يومًا) = 194،760 كيلو وات في السنة
وفورات الطاقة التي تحققت باستخدام VFD هي:
236،550 كيلو واط في الساعة - 194،760 كيلو واط ساعة/سنة = 41،790 كيلو واط في الساعة في السنة
على افتراض تكلفة الكهرباء 0.10 دولار لكل كيلوواط ساعة ، فإن وفورات التكاليف السنوية التي تحققت باستخدام VFD هي:
41،790 كيلو واط في الساعة/سنة × 0.10 دولار/كيلوواط ساعة = 4،179 دولارًا في السنة
فوائد أخرى لاستخدام VFDs في أنظمة المروحة والمضخة
بالإضافة إلى توفير الطاقة ، هناك العديد من الفوائد الأخرى لاستخدام VFDs في أنظمة المروحة والمضخة. وتشمل هذه:
- تحسين أداء النظام:من خلال السماح للمحرك بالعمل بسرعة متغيرة ، يمكن لـ VFDs تحسين أداء أنظمة المروحة والمضخة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحكم أفضل في تدفق الهواء والسوائل ، وتقليل الضوضاء والاهتزاز ، وتحسين موثوقية النظام.
- انخفاض تكاليف الصيانة:نظرًا لأن VFDs تسمح للمحرك بالعمل بسرعة أقل ، يمكنها تقليل البلى على المحرك والمكونات الأخرى في النظام. هذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض تكاليف الصيانة وعمر المعدات الأطول.
- السلامة المعززة:يمكن أن توفر VFDs ميزات أمان إضافية ، مثل حماية الحمل الزائد وحماية الدائرة القصيرة. هذا يمكن أن يساعد في منع تلف المعدات وتقليل خطر الحوادث.
خاتمة
في الختام ، يمكن لـ 45kW VFD أن يوفر كمية كبيرة من الطاقة في أنظمة المروحة والمضخة. من خلال السماح للمحرك بالعمل بسرعة متغيرة ، يمكن لـ VFDs مطابقة متطلبات الحمل وتقليل استهلاك الطاقة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض تكاليف التشغيل وتحسين أداء النظام وخفض تكاليف الصيانة.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد حول كيف يمكن لـ 45kw VFD أن تفيد أنظمة المعجبين والمضخات الخاصة بك ، أو إذا كنت مستعدًا لبدء توفير الطاقة والمال ، فالرجاء عدم التردد في الاتصال بنا. نحن مورد رائد لمحرك التحكم ACووحدات تحكم محرك التردد المتغيرة، ونحن ملتزمون بتزويد عملائنا بأعلى جودة المنتجات والخدمات.
مراجع
- Ashrae Handbook - HVAC Systems and Equipments ، Society American of Heating ، Targrigering and Air Nottocal Engineers ، Inc. ، 2015.
- IEEE Standard 112 - إجراءات الاختبار لمحركات ومولدات تحريض Polyphase ، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، Inc. ، 2004.
- "أنظمة المحركات الموفرة للطاقة: دليل للصناعة" ، وزارة الطاقة الأمريكية ، مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة ، 2008.