Энергосбережение Siemens

На сферу энергопотребления приходится большая часть потерь электроэнергии (до 90%), в то время как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9–10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению необходимо сконцентрировать в сферу потребления электроэнергии.

Потребителями электроэнергии являются:

• электроприводы – 62%,

• электрический транспорт – 9%,

• электротермия и электротехнология – 8%,

• освещение и пр. – 21%.

По данным экспертов стоимость электроэнергии, которая потребляется ежегодно средним двигателем, в 5 раз превосходит его собственную стоимость, поэтому особенно важной является забота об оптимизации энергетической составляющей.

Наиболее важные и эффективные направления, в которых имеется потенциальная возможность энергосбережения:

• Широкое внедрение частотно-регулируемых асинхронных электроприводов Siemens в разных системах (водоснабжение, отопление и вентиляция и др.)

• Использование электроприводов переменного тока Siemens и средств автоматизации в электротермии и в других энергоемких процессах

• Модернизация подъемно-транспортных механизмов (краны, подъемники, лифты) при помощи установки частотно-регулируемых приводов Сименс

• Применение современных частотных преобразователей Сименс с функцией оптимизации энергопотребления.

1. ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, ВОДООТВЕДЕНИЯ, ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

Рассмотрим снижение энергопотребления на примере вентиляторов, которые представляют собой центробежные машины. На рис. 1 показана характеристика центробежного вентилятора – зависимость выходного давления H от потока (расхода) воздуха Q. Она не меняется при постоянной частоте вращения вентилятора. Здесь же показана характеристика системы вентиляции (кривая 1), которая показывает давление, необходимое вентилятору для того, чтобы обеспечить необходимый поток воздуха и покрыть все потери в системе. Точка пересечения двух кривых - фактическая рабочая точка системы.

Рис.1. Характеристики вентилятора и системы при регулировании шибером

Производительность вентилятора, как правило, меняется за счет установки шибера на выходе. Выходные шиберы воздействуют на характеристику системы и увеличивают сопротивление потоку воздуха.

На рис. 1 изображены характеристики системы при различных положениях шибера (кривая 1 - полностью открытый шибер). Так как мощность, потребляемая из сети двигателем турбомеханизма, пропорциональна произведению давления и расхода, а значит пропорциональна площади прямоугольника, одна из вершин которого совпадает с рабочей точкой, а противоположная – с началом координат. На рис. 1 видно, что изменение производительности вентилятора оказывает незначительное влияние на потребление энергии.

На рис. 2 показано изменение частоты вращения вентилятора и изменение его характеристик. Кривые 2 и 3 соответствуют пониженной частоте вращения. При снижении частоты вращения вентилятора происходит перемещение рабочей точки вдоль характеристики системы и значительное снижение расхода электроэнергии при тех же расходах, показанных на рис. 1.

Рис. 2. Характеристики вентилятора и системы при регулировании частоты вращения

Аналогичные кривые построены для центробежных насосов. Изменение производительности происходит при помощи дроссельных заслонок на выходе насоса. На рис. 3 представлен сравнительный график мощности в зависимости от расхода при регулировании дросселированием и частотном регулировании. Разность между значениями этих кривых позволяет определить экономию энергии при частотном регулировании по сравнению с регулированием дроссельной заслонкой.

Рис. 3. Зависимость потребляемой мощности от расхода

Использование частотно-регулируемых электроприводов Siemens Micromaster в водоснабжении позволяет сэкономить до 25% воды, что приводит к значительной экономии эксплуатационных затрат. Невысокие требования к качеству регулирования давления и расхода позволяют применять наиболее простые и недорогие преобразователи частоты Сименс, которые можно легко внедрить в уже существующую установку без реконструкции системы в целом.

Преимущества применения частотно-регулируемого асинхронного электропривода в насосных и вентиляторных установках:

• Экономия электроэнергии до 60%

• Экономия транспортируемого продукта при снижении расходов до 25%

• Снижение аварийности гидравлической или пневматической сети за счет минимального давления

• Снижение аварийности сети и электрооборудования благодаря устранению ударных пусковых токов

• Снижение уровня шума технологического оборудования

• Удобство автоматизации и простота внедрения