Chi phí vòng đời của khoản đầu tư Quạt hoặc Máy bơm
Giá mua ban đầu của thiết bị chỉ là một phần nhỏ trong tổng chi phí vòng đời của quạt và máy bơm. Bảo trì là một chi phí đáng kể, nhưng phần lớn chi phí vận hành đến từ năng lượng tiêu thụ. Hình biểu thị chi phí vòng đời điển hình của một máy bơm. Nó cho thấy rằng tiết kiệm năng lượng lên đến 70% có thể có tác động đáng kể đến chi phí sở hữu máy bơm. Đối với quạt, chi phí vòng đời điển hình tương tự như chi phí cho máy bơm.
Biến tần là gì?
Hầu hết các động cơ điện được sử dụng trong các ứng dụng HVAC và nước là động cơ "lồng sóc", còn được gọi là động cơ cảm ứng hoặc động cơ không đồng bộ. Sự phổ biến của chúng là do giá cả hợp lý, chi phí bảo trì thấp và độ tin cậy. Cách duy nhất để điều khiển tốc độ của động cơ là thay đổi tần số của nguồn điện xoay chiều (AC) ở đầu vào: đây là nơi biến tần xuất hiện trong hình.
Bộ biến tần được biết đến với nhiều tên gọi, chẳng hạn như bộ biến tần, bộ biến tần hoặc bộ biến tần có thể điều chỉnh được tốc độ. Tất cả đều có nghĩa là giống nhau về cơ bản: một thiết bị điện tử cung cấp khả năng điều khiển tốc độ vô cấp trong động cơ điện. Tuy nhiên, bộ biến tần ngày nay cũng có các chức năng khác, bao gồm điều khiển và bảo vệ các thiết bị khác trong hệ thống.
Các phương pháp điều khiển lưu lượng so với điều khiển tốc độ
Các cách điển hình khác để điều khiển lưu lượng là:
- Kiểm soát tiết lưu bằng bộ giảm chấn hoặc van.
- Sử dụng cánh hút gió trong quạt ly tâm để hạn chế luồng không khí vào quạt.
- Sử dụng khớp nối chất lỏng hoặc dòng điện xoáy để điều khiển mô-men xoắn giữa quạt và động cơ.
- Điều khiển Bật / Tắt.
- Điều chỉnh độ cao với quạt hướng trục, trong đó góc của cánh quạt được thay đổi để thay đổi lưu lượng.
Nhược điểm của điều khiển lưu lượng truyền thống là không có điều khiển nào ảnh hưởng trực tiếp đến người tiêu dùng điện chính. Có những khả năng làm giảm mức tiêu thụ điện năng của một số thành phần này, nhưng không có khả năng nào hiệu quả về hiệu quả năng lượng như sử dụng điều khiển tốc độ với bộ biến tần. Ví dụ, điều khiển Bật / Tắt sẽ tạo ra nhiều ứng suất cơ học và áp suất cao nhất do cả khởi động và dừng thêm và dòng điện đạt cực đại vào nguồn điện khi động cơ được khởi động mà không sử dụng bộ biến tần.
Như đã trình bày trước đây, việc tiết kiệm từ việc sử dụng bộ biến tầncần được xem xét khi đánh giá chi phí và thời gian hoàn vốn. Máy tính tiết kiệm quạt và máy bơm CentraLine có thể hỗ trợ ước tính khoản tiết kiệm được tạo ra từ việc đầu tư vào bộ biến tần. Máy tính sử dụng các phương pháp điều khiển truyền thống điển hình nhất, chẳng hạn như điều khiển van điều tiết và cánh gạt cho quạt hoặc van và điều khiển bật / tắt cho máy bơm, làm cơ sở so sánh. Hình cho thấy chế độ xem ban đầu của máy tính tiết kiệm quạt CentraLine.
Tiết kiệm năng lượng với ứng dụng quạt
Ví dụ cho thấy một tính toán tiết kiệm cho một quạt ly tâm 5,5 kW điển hình trong ứng dụng xử lý không khí so sánh điều khiển tiết lưu với bộ giảm chấn và điều khiển tốc độ với biến tần CentraLine.
Dữ liệu ban đầu cần thiết cho máy tính là:
- Dữ liệu đầu vào khí: Trong ứng dụng HVAC, chúng có thể được để làm giá trị mặc định vì xử lý sự lưu thông của không khí.
- Dữ liệu về quạt: Lưu lượng thể tích danh nghĩa và mức tăng áp suất danh định có thể được lấy từ biểu dữ liệu về quạt.
- Hiệu quả:
- Nếu có thể, hãy sử dụng các giá trị thực; nếu không, các giá trị mặc định đưa ra các ước tính tốt.
- Quạt được đề cập là quạt điều khiển trực tiếp nên hiệu suất truyền tải là 1.
- Bộ biến tần CentraLine thường có hiệu suất cao đến 0,98.
- Giá năng lượng phải là giá thực để cung cấp các ước tính chính xác nhất.
- Số giờ sử dụng mỗi năm luôn được ước tính. Tính toán này giả định sử dụng 80% mỗi năm với chu kỳ hoạt động điển hình cho ứng dụng xử lý không khí.
- Chênh lệch chi phí trong tính toán này là chênh lệch giá ước tính cho quy mô đầu tư hệ thống biến tần và van điều tiết này.
Kết quả cho thấy tiết kiệm hàng năm chi phí năng lượng là 992 euro và thời gian hoàn vốn là 0,65 năm cho việc đầu tư biến tần.
Tiết kiệm chi phí với biến tần tần số nhỏ trong ứng dụng máy bơm
Dưới đây là tính toán sơ bộ so sánh việc đầu tư hệ thống máy bơm điều khiển biến tần và kết nối trực tuyến trực tiếp.
Phương án thay thế 1. Máy
Máy bơm và Động cơ (~ 3kW) 1000 Euro
Lắp đặt 1000 Euro
Tổng chi phí DOL: 2000 Euro
Năng lượng 15 năm
Tiêu thụ với DOL 394 200 kWh
Chi phí năng lượng với DOL (9 gửi / kWh) 35 478 Giải pháp thay thế Euro
2. Giải pháp với biến tần:
Bơm và Động cơ (~ 3 kW) Biến tần tần số 1000 Euro
800 Euro
Tổng công lắp đặt 1200 Euro
với biến tần: 3000 Euro
Năng lượng 15 năm (giả sử tiết kiệm 30% năng lượng)
Tiêu thụ với biến tần 275 940 kWh
Chi phí năng lượng với biến tần (9 gửi / kWh) 24 834 Euro
Tiết kiệm năng lượng 15 năm: 118260 kWh
Tiết kiệm chi phí năng lượng 15 năm: 10643 Euro
Tiết kiệm chi phí năng lượng 1 năm: 709 Euro
Kết luận
Sử dụng bộ biến tần trong điều khiển tốc độ của các thiết bị dòng chảy, chẳng hạn như máy bơm, quạt và máy nén, không phải là một cải tiến mới. Tuy nhiên, công nghệ mới trong các thiết bị này đã khiến chúng trở nên hấp dẫn hơn do chi phí thấp hơn. Có nhiều tiềm năng để tiết kiệm năng lượng bằng cách sử dụng điều khiển tần số thay đổi nhiều hơn cho động cơ điện trong hệ thống HVAC. Công nghệ này sẽ đóng góp lớn trong việc đáp ứng các nhu cầu từ các hiệp định và tiêu chuẩn địa phương và quốc tế về tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải CO 2 .