Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen

Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen ???????
Consulting & Sales Engineer
Drives & Controls
Bij voorkeur de juiste !!!!

ELEKTRICITEITSVERBRUIK
Onderzochte en bewezen stellingen:
Besparingen op het elektriciteitsverbruik zijn een relatief vergeten optie
binnen de industriesector.
Van het totale primaire energiegebruik in de industrie gaat ongeveer 25% naar de
consumptie van elektriciteit.
Van deze 25% is weer ongeveer 65% bestemd voor industriële motorsystemen
De overige 35% van het elektriciteitsverbruik in de industrie wordt ingezet voor
verschillende specifieke productieprocessen
Definitie industrieel motorsysteem
Met een industrieel motorsysteem wordt bedoeld een systeem dat aangedrevenwordt
door een elektromotor en bestaat uit:
· een elektromotor
· soms een regelbare aandrijving
· het systeem dat door de motor aangedreven wordt zoals een compressor,
pompsysteem en/of ventilatoren.

Besparingsmogelijkheden
Het gebruik van een toerentalregeling (Variable Speed Drives of VSD). Motoren
draaien nu meestal met een vast toerental (bepaald door de netfrequentie). Een pomp die
door een dergelijke motor wordt aangedreven verpompt altijd dezelfde hoeveelheid vloeistof,
vaak is dit niet nodig. In veel van de huidige systemen wordt de vloeistofstroom geregeld
door bijvoorbeeld een regelkraan. Dit levert onnodig energieverlies op. Bij toepassing van
een toerenregeling kan de omwentelingssnelheid van de motor aangepast worden waardoor
energieverspilling wordt voorkomen (afgezien van kleine omzettingsverliezen in de
toerenregelingsapparatuur). Besparingen die met deze technieken gerealiseerd kunnen
worden op het elektriciteitsverbruik liggen tussen de 15% en de 35%. De hoogte van de
besparingen is afhankelijk van het type toepassing
België
13
26
13
10
23
16
100
%

Energie besparing met frequentie-omvormers: situatie zonder f-regelaar
transfo
verliezen
motor
verliezen
pomp verliezen
afsluiter &
regelklep
verliezen
Met een conventionele
oplossing:
om 100% « nuttige »
energie aan de uitgang te
leveren moet men 285%
aan de ingang ter
beschikking stellen !

Energie besparing met frequentie-omvormers:situatie met f-regelaar
transfo
verliezen
omvormer
verlies
motor
verliezen
pomp
verliezen
• Om 100% nuttige uitgangsenergie
te leveren, dient men
slechts 160% aan de ingang ter
beschikking te stellen
De verliezen zijn m.a.w. met meer
dan 40% verminderd t.o.v. niet
VSD geregelde installaties 160%
i.p.v. 285%).

Centrifugaalpomp

Bij verdringerpompen is de capaciteit lineair afhankelijk van het toerental.
De capaciteit kan dus eenvoudig aan alle bedrijfsomstandigheden worden aangepast door het
toerental te regelen.
Q
H pomp
Toerental

Vermogen

Master
encoder
Product A
Product B
Slave
Voorbeeld toepassing dosering/menging
Snelheid
pomp A
Slave
encoder
Master
Reservoir met
gemengd
product

Bij centrifgaalpompen is de capaciteit lineair afhankelijk van het toerental.
De capaciteit kan worden aangepast door de opvoerhoogte te regelen
Het optimale bedrijfspunt kan dus
eenvoudig worden ingesteld
De opvoerhoogte is kwadratisch
afhankelijk van het toerental
Let op minimum opvoerhoogte
H
H Design
H min
Pompkarakteristiek
40 Hz
Stuurkarak-
teristiek
Q Design
Pompkarakteristiek
50 Hz
Q

Het drukverschil tussen de zuig- en de persaansluiting
is bij een centrifugaalpomp bepalend voor de
opbrengst.
Wanneer het drukverschil toeneemt zal de opbrengst
afnemen. De pompkarakteristiek geeft steeds de
verhouding tussen verschildruk en de pompcapaciteit
weer.
De gunstigste eigenschappen van een pomp liggen in de buurt van het
ontwerpbedrijfspunt waar het rendement het hoogst is (BEP = Best Efficiency
Point). Bij dit optimale bedrijfspunt BEP is het rendement van de pomp maximaal.
De stroming door de waaier is dan gelijkmatig en botsvrij. Binnen het normale
werkgebied POR ( = Preferred Operating Range) zullen de hydraulische belasting,
trillingen of stromingsonderbrekingen praktisch geen invloed hebben op de
levensduur van de pomp.

Energiebesparingsmogelijkheden bij pompsystemen doen zich voor op het vlak
van :
- Rendement van pompen;
- Regeling van het pompsysteem;
- Rendement van motoren;
- Overbrenging;
- Leidingsysteem.

Men kan de volumestroom van een pompsysteem aan de schommelende behoeften aanpassen door:
- aan/uit- regeling. Men schakelt één of meerdere pompen – drukafhankelijk of met behulp van een
drukschakelaar – in en uit. De pompen wekken periodiek hogere drukken op dan noodzakelijk, waarbij
zij onnodig veel energie gebruiken;
- regeling d.m.v. een afsluiter in de persleiding (“drukregelklep”; “smoorklep”; “throttle valve”). Het
dichter draaien van de afsluiter verhoogt de leidingweerstand waardoor de volumestroom vermindert.
Een regelafsluiter aan de perszijde is energetisch niet efficiënt, omdat men de opvoerdruk onnodig
verhoogt;
- regeling d.m.v. een omloopafsluiter tussen pers- en zuigleiding (“terugvoerklep”; “bypass line”). Een
deel van de volumestroom gaat via een omloopleiding terug naar de zuigleiding. Een bypass is
energetisch niet efficiënt, omdat de pomp onnodig veel verpompt;
- schoepverstelling bij axiale pompen. Men past – terwijl de pomp in bedrijf is – de schoephoek aan
voor verschillende volumestromen, zodat de aanstroming van de schoepen altijd optimaal is. Deze
regeling is kostbaar en enkel rendabel bij grote aandrijfvermogens.
- regeling van het toerental (“variable speed drive”). De volumestroom is – bij kleine veranderingen van
het toerental – evenredig met het toerental. Toerenregeling is energetisch het meest efficiënt, omdat
het asvermogen evenredig is met de derde macht van het toerental

Een zelfregelend pompsysteem zorgt er o.m. voor dat de pompcapaciteit
precies is aangepast aan de systeemcondities, en dat de pomp altijd met het
laagst mogelijke toerental en bij het optimale bedrijfspunt werkt.

Door het gebruik van automatische toerenregelingen op pompen kan men het toerental
van de elektrische aandrijving van de pomp aanpassen aan de actuele vraag. Door het
vloeistoftransport capaciteitsafhankelijk te regelen daalt het energiegebruik voor
pompen.

• Als men bijvoorbeeld de snelheid
verdubbelt, zal het debiet proportioneel
toenemen.
De drukverliezen zullen echter
kwadratisch toenemen.
Om de pomp aan te drijven zal men
dus een 4x hoger koppel ter
beschikking moeten stellen.
• Het vermogen is het product van het
koppel en de snelheid, dwz dit zal met
de derde macht verhogen.
Waarom Drives specifiek voor pompen ?
Anders: indien men de snelheid met
50% kan laten verminderen, zal het
nuttig vermogen slechts 12.5% meer
bedragen!

Waarop letten bij toepassing van frequentieregelaars
• Kastruimte en warmte ontwikkeling
• Invloeden op motor
• Veiligheid
• Bekabeling
• Storing naar omgeving
• Verkrijgbaarheid
• Service en ondersteuning

Frequentieregelaar
Kastruimte en warmte ontwikkeling
LC filter
Energie terug naar net

Invloeden op motor
Is deklassering van de motor noodzakelijk ????
• Let op regelprincipe frequentieregelaar !!
• Wat is maximale piekspanning ??
• Wat is schakel (drager) frequentie ??
• Du/dt ??
• Pitting ??

• Mag bestaande kabel blijven ??
Bekabeling
• Hoe staat het met hogere harmonischen ? Spoelen ?
• Hoe ben ik conform met EMC richtlijnen ?
• Wat te doen met stuurleidingen ?
• Buscommunicatie ?

Minimale cost of ownership
De nieuwe frequentie-omvormer VLT ® FC 102
0.37 tot 500 kW