Overweldigd

Het volgende is een fragment uit mijn recente artikel Blown Away for Water &Wastes Digest. De volledige versie is online te lezen of in het oktobernummer van het magazine.

Moderne aandrijvingen met variabele snelheid (VSD) worden al meer dan 20 jaar gebruikt met verdringerapparatuur. VSD-technologie is ontstaan ​​in de jaren zestig voor kleine gelijkstroommotoren en is geëvolueerd voor gebruik op grote inductiemotoren. Pulsbreedtemodulatie (PWM) -technologie met behulp van bipolaire transistors met geïsoleerde poort leidde tot kleinere, zuinigere opties en een breder gebruik. Inverter duty (VSD duty) motorontwerpen volgden al snel, samen met wijdverbreid gebruik van VSD-technologie voor toepassingen met variabele belasting. In deze toepassingen met variabele belasting worden vaak positieve verplaatsingsblowers (PD) gebruikt, en VSD-technologie kan extra energiebesparingen opleveren.

PD lobbenblowers worden gebruikt sinds hun uitvinding in 1856 door de gebroeders Roots. Zoals bij elke PD-machine is de geleverde volumestroom ongeveer evenredig met de werksnelheid van de ventilator. De meeste lobbenblowers worden door een riem aangedreven en de werksnelheid van de blazer wordt bepaald door de grootteverhouding tussen de motorpoelie en de poelie van het blazerelement. Als gevolg hiervan werden de blazers gedurende vele decennia aangepast aan de behoeften van de toepassing, met de juiste poelieverhoudingen in eenheden met riemaandrijving.

De enige manier om de uitgangsstroom van een werkende machine aan te passen, was door een ontlastklep te gebruiken om een ​​deel van de afvoerluchtstroom af te blazen of machines op dezelfde verzamelleiding te starten/stoppen. Deze methoden leveren een variabel debiet voor toepassingen die dit vereisen, waaronder beluchting van afvalwaterzuivering, aërobe fermentatie en koel- en verbrandingslucht. Dit leverde echter beperkte besparingen in energie-efficiëntie op.

VSD-efficiëntie

In de jaren negentig maakten nieuwe VSD-technologie en ontwerpen voor invertergebruik voor driefasige inductiemotoren het economisch om pakketten met variabele snelheid te bieden. In plaats van een afblaasklep of starten/stoppen te gebruiken, varieerde de FO de uitgangsfrequentie van de ventilator rechtstreeks. Variërende werksnelheden passen de druk vs. stroomcurve aan, waarbij lagere werksnelheden minder volumestroom verplaatsen.

Dit is belangrijk omdat het vertragen van de ventilator efficiënter kan zijn dan het afblazen van lucht. Een ventilator die op een nominale snelheid op een FO draait in vergelijking met een vaste snelheid, heeft hetzelfde debiet en vereist een groter opgenomen vermogen vanwege elektrische verliezen. Met moderne FO-apparatuur is dit verlies doorgaans minder dan 3%. Met meer debietreductie kan echter meer energie worden bespaard. Een lobbenblower die werkt met FO heeft een turndown van 60 tot 70%, wat betekent dat het minimale debiet 60 tot 70% lager is dan het maximale debiet.

Voor een ventilator die met een afblaasklep werkt, produceert deze nog steeds dezelfde hoeveelheid stroom in de ventilator, en een mogelijke lichte daling van de systeemdruk is het enige energievoordeel. Daarom kan een FO bijna 60 tot 70% energiebesparing opleveren in een proces dat 60 tot 70% minder debiet vereist dan het nominale vermogen van de ventilator. Voor elke toepassing met een grote vraag naar variabel debiet kunnen deze besparingen de investeringskosten van de FO gemakkelijk dekken.

De mogelijkheid om de werksnelheid te verhogen tot voorbij de basisfrequentie - 60 Hz in de VS - is een bijkomend VSD-voordeel. Oudere apparatuur kan achteraf worden uitgerust met FO en een grotere motor om het prestatievermogen te verhogen. De investeringskosten voor deze retrofit zijn aanzienlijk lager dan de aanschaf van nieuwe apparatuur om een ​​iets hoger debiet te krijgen.

Blijf lezen…

U kunt het volledige artikel online lezen of in de oktober van Water &Wastes Digest. Zorg ervoor dat u zich abonneert op onze blog voor meer van dit soort artikelen.