Aplicatii cu convertizoare de frecventa VLT®
Cresterea eficientei pomparii secundare in sistemele cu circuit primar/secundar

Domeniul de aplicatie
Pompele secundare dintr-un sistem de pompare a apei racite in circuit primar/secundar sunt utilizate pentru distribuirea apei racite din circuitul de productie primar. Sistemul de pompare primara/secundara este utilizat pentru decuplarea hidraulica a unui circuit de celalalt. In acest caz, pompa primara este utilizata pentru mentinerea unui debit constant prin chillere, permitand in acelasi timp pompei secundare sa varieze debitul, largind astfel posibilitatile de control si economisind energie.
Structura sistemului
Figura 1 prezinta o structura tipica de sistem bazat pe circuit primar/secundar traditional. Pompele primare sunt dimensionate pentru a satisface cerintele de debit si caderea de presiune numai pe circuitul de productie. Pompele secundare, mai mari, sunt dimensionate pentru circularea apei in instalatie. Fiind decuplate fata de pompele primare, pompele secundare nu mai sunt supuse constrangerilor referitoare la debitul minim si pot fi utilizate vane cu doua cai si alte metode de economisire a energiei fara a ridica probleme pentru chillere.
Curba de sistem defineste presiunea de descarcare necesara sistemului de pompare pe masura modificarii debitului. Pe masura cresterii debitului, este necesara cresterea presiunii pentru compensarea cresterii rezistentei opuse de conducte si de incarcare. In mod similar, rezistenta in instalatie scade odata cu scaderea debitului.
In cazul sistemelor cu design traditional si cu vane cu doua cai, presiunea de descarcare trebuie sa urmeze curba pompei, nu pe cea a sistemului. Acest fapt implica cresterea presiunii de descarcare a pompei cu cresterea debitului, chiar daca sistemul necesita o presiune de descarcare inferioara.
Diferenta intre curba sistemului si curba pompei reprezinta presiunea pe care trebuie sa o absoarba vana cu doua cai. Figura 2 indica presiunea ce trebuie absorbita de vana cu doua cai la modificarea debitului. La modificarea cerintelor de debit ale sistemului de la valoarea debit la valoarea debit 2, presiunea de pompare necesara este P2, dar pompa cu viteza constanta furnizeaza presiunea P1. Diferenta trebuie absorbita de vanele cu doua cai. Aceasta presiune poate creste peste limita de absorbtie a vanei, fortand deschiderea acesteia. Acest fenomen are drept rezultat racirea excesiva a zonelor de incarcare apropiate si racirea insuficienta a zonelor de incarcare indepartate. Situatia prezinta riscul deteriorarii vanelor, al aparitiei pierderilor de fluid in instalatie si al cresterii generale a costurilor de intretinere si al utilizarii ineficiente a energiei.
Noul standard
Desi sistemul cu circuit primar/secundar cu vane cu doua cai amelioreaza economia de energie si faciliteaza controlul sistemului, avantajele reale din aceste puncte de vedere sunt obtinute prin adaugarea convertizoarelor de frecventa VLT®. Figura 3 prezinta un sistem cu convertizoare de frecventa VLT® implementate adecvat. Combinata cu o pozitionare adecvata a senzorilor, prezenta convertizoarelor de frecventa VLT® permite controlul turatiei pompelor pentru descrierea curbei de sistem in locul curbei pompelor. Modul de functionare al sistemului bazat pe convertizoare de frecventa VLT® este prezentat in figura 4. Aceasta solutie are drept rezultat eliminarea risipei de energie si a riscului de suprasolicitare a vanelor cu doua cai.
Cand sarcinile monitorizate sunt satisfacute, vanele cu doua cai sunt inchise. Acest fapt determina cresterea presiunii diferentiale masurate pe sarcina si pe vana cu doua cai. Cand presiunea diferentiala incepe sa creasca, pompa este incetinita pentru a mentine presiunea de control, specificata prin valoarea de referinta. Aceasta valoare de referinta este calculata prin adunarea caderii de presiune pe sarcina si a celei pe vana cu doua cai in conditii nominale.
NB!
Retineti ca in cazul functionarii in paralel a mai multor pompe, acestea trebuie sa functioneze la aceeasi viteza pentru maximizarea economiilor de energie, controlate fie de convertizoare de frecventa separate, fie de un singur convertizor de frecventa in paralel.
Curba de control din figura 4 determina valorile de referinta reale la functionarea in regim de viteza variabila. Presiunea de control sau valoarea de referinta este valoarea presiunii ce trebuie mentinuta chiar si in cazul unui debit nul pentru satisfacerea necesitatilor sistemului. Curba de control reprezinta cresterea necesara a presiunii de descarcare pentru compensarea pierderilor prin frecare in reteaua de conducte pe masura cresterii debitului. Cu cat valoarea de referinta poate fi redusa mai mult, cu atat sunt mai mari potentialele economii de energie (vezi de asemenea pagina 4 pentru amplasarea corecta a senzorilor).
Regimul de incarcare pentru un interval de functionare de un an
Pentru calcularea economiilor potentiale, este necesara studierea regimului de incarcare.
Regimul de incarcare indica debitul necesar sistemului pentru satisfacerea incarcarii in timpul unei zile obisnuite sau al perioadei de timp care face obiectul studiului. Figura 5 prezinta regimul de incarcare tipic pentru pompele secundare de apa racita. Acest regim poate varia in functie de necesitatile specifice fiecarui sistem datorita pozitionarii acestuia, marjelor de siguranta utilizate in proiectare si altor factori, dar regimul indicat este reprezentativ pentru sistemele normale.
Exemplu de calcul al economiilor de energie
In exemplul de calcul de mai jos, o pompa de 30 kW este actionata conform regimului de incarcare indicat in figura 5. Consumul de energie pe parcursul unui an de functionare este calculat prin compararea sistemului cu viteza constanta/volum variabil cu sistemul viteza variabila/volum variabil prevazut cu o valoare de referinta pentru senzori de 25%. Comparatia indica economii de energie de peste 32%.
Tipul si amplasarea senzorilor
Abilitatile in materie de economisire a energiei ale unui convertizor de frecventa VLT® instalat corespunzator sunt binecunoscute. Totusi, importanta tipului de senzor si a pozitiei acestuia asupra acestor calcule este adeseori neglijata. Pentru obtinerea economiilor de energie scontate, este imperios necesara pozitionarea corespunzatoare a senzorilor in sistem.
In sistemele cu pompare secundara, este necesara utilizarea unui senzor de presiune diferentiala. Este importanta amplasarea senzorilor in punctul de sarcina sau al sarcinii majore cel mai indepartat posibil. Aceasta pozitionare permite sistemului de convertizoare de frecventa VLT® sa beneficieze de scaderea rezistentei retelei de conducte, cunoscuta sub denumirea de pierderi de presiune variabile, pe masura scaderii debitului.
Necesarul de presiune de control este redus in acest caz la cererile statice ale sistemului. Senzorii trebuie sa detecteze presiunea diferentiala pe sarcina si pe vana cu doua cai asociata conform indicatiei din figura 7. Numerosi instalatori au recurs la solutia incorecta de instalare a senzorului de presiune diferentiala direct pe pompa pentru reducerea costurilor aferente instalatiei.
Figura 7 indica impactul pozitionarii senzorului asupra economiilor de energie realizabile.
Utilizand acelasi regim de incarcare (figura 5), poate fi vizualizat impactul valorii de referinta asupra economiilor de energie.

Danfoss SRL
Str. Cutitul de Argint, nr. 74, sector 4, Bucuresti
Tel.: 021 335 7500, 335 7503
Fax: 021 335 5559
E-mail: danfoss.ro@danfoss.com
www.danfoss.ro

© Copyright 2006 - Mediaexpert