Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Úspory energií

241 views

Published on

Tento příspěvek byl zveřejněn na konferenci Budoucnost | Investice | Projekty, kterou pořádala zlínská společnost CENTROPROJEKT GROUP při příležitosti 90 let své historie.
Autor: Martin Průžek, Hernborner Pumpentechnik GmbH & Co. KG
#BIPzlin

Published in: Business
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Úspory energií

  1. 1. Čerpací technika • na čistou vodu HERBORNER PUMPENTECHNIK GmbH  Co. KG • na odpadní vody • pro průmysl Úsporná opatření u bazénové čerpací techniky
  2. 2. Obsah příspěvku - Úvod – hydraulické základy - Cíl úsporných opatření - snížení nákladů cyklu životnosti (LCC) - Jednotlivé možnosti snížení LCC
  3. 3. Hydraulické základy
  4. 4.  Nejdůležitější parametry odstředivého čerpadla ukazují provozní chování a jsou prezentovány charakteristikou s dopravní výškou H a průtokovým množstvím Q.  Průběh charakteristiky čerpadla je křivka a klesá v diagramu zleva doprava s rostoucím průtokovým množstvím (výkonem čerpadla).  Sklon charakteristiky je určován konstrukcí čerpadla a zejména také konstrukčním tvarem oběžného kola. Co je charakteristika čerpadla a jak ji můžeme využít?
  5. 5.  Průtokové množství Q [m³/h] nebo [l/s]  Dopravní výška H [m]  Výkon na hřídeli P / P2 [kW]  Účinnost  [%] + Charakteristika potrubí Charakteristická data čerpadla:
  6. 6. Průtokové množství Q  Využitelný objemový proud dopravovaný přes hrdlo výtlaku  Odpovídá objemu kapaliny za časovou jednotku  Označení symbolem Q a udává se v m³/h oder l/s  Q  Qopt = Oblast částečného zatížení  Q  Qopt = Oblast přetížení Q [m³/h]
  7. 7. Dopravní výška H  Využitelná mechanická práce přenášená čerpadlem na médium  Je určena obvodovou rychlostí oběžného kola  Označení symbolem H a udává se v metrech [m] H [m]
  8. 8. Výkon na hřídeli P  Je mechanický výkon zaznamenaný na spojce nebo hřídeli  V praxi se zohledňují faktory nejistoty při výpočtu systému a možném kolísání odporu přidáním pojistných hodnot.  Označení symbolem P (P2) a udává se v kW P [kW]
  9. 9. Účinnost η  Výsledná účinnost hydrauliky čerpadla jako poměr výkonu čerpadla k potřebnému výkonu  Charakterizuje kvalitu přeměny výkonu η [%]
  10. 10. Charakteristika potrubí  Označuje se také jako charakteristika zařízení  Průsečík charakteristiky potrubí s charakteristikou čerpadla dává pracovní bod čerpadla.  Parabolický průběh: Čím větší průtokové množství, tím vyšší jsou ztráty třením  Hgeo je určena stavem naplnění nádrže resp. vstupním tlakem čerpadla Hgeo
  11. 11. Každá změna dopravní výšky má vždy za následek i změnu průtokového množství. Velké průtokové množství = nízká dopravní výška Malé průtokové množství = vysoká dopravní výška Je důležité vědět:
  12. 12. Náklady cyklu životnosti - LCC
  13. 13. LCC = Cic + Cin + Ce + Co + Cm + Cs + Cenv + Cd Cic = pořizovací náklady Cin = náklady na instalaci a uvedení do provozu Ce = energetické náklady Co = náklady na obsluhu Cm = náklady na údržbu Cs = náklady na výpadek Cenv = ekologické náklady Cd = náklady na vyřazení a likvidaci Náklady cyklu životnosti (LCC) - Kritérium volby úsporného čerpadla Ke zjišťování nákladově výhodné techniky se ustálil výpočet tzv. nákladů cyklu životnosti (LCC) pořizovací náklady energetické náklady Příklad čerpadla na čistou vodu:
  14. 14. Materiál, konstrukce, komponenty
  15. 15. UNIBAD X – Standard mezi bazénovými cirkulačními čerpadly Výběr čerpadla v bazénové technice UNIBAD X – originál Mechanické ucpávky s vysokou technickou kvalitou v materiálu SiC/SiC Obtokový kanál s odvzdušňovacím kohoutem proti chodu nasucho Zesílená ložiska a provedení hřídele Velkoryse dimenzovaný filtrační koš
  16. 16. Správná volba čerpadla snižuje LCC! Sraženými hranami lopatek oběžného kola se dá zlepšit účinnost čerpadla. Podívejte se na Vaše čerpadla! Domazávacím zařízením na motorech se dá výrazně zvýšit životnost ložisek. Zesílená ložiska motorů i masivní provedení hřídele výrazně zvyšují životnost čerpadla.
  17. 17. Výběr čerpadla se strmější charakteristikou
  18. 18.  Menší snížení průtokového množství při stoupajícím výtlaku resp. strmější charakteristice potrubí.  Z toho odvoditelné výhody strmější charakteristiky čerpadla: o Delší intervaly cirkulace bez požadavku na častější praní o Nižší množství vody na praní filtrů (rychlejší ztrátou průtokového množství se musí prát dříve) o Nižší náklady na čerstvou a odpadní vodu Výhody strmých charakteristik čerpadel
  19. 19. Volba čerpadla s vyšší účinností
  20. 20. UNIBAD 125-270/1504X Q = 144 m³/h, H = 22,7 m,  = 79,9 % P2 = 144*22,7 / (367*0,799) kW = 11,1 kW P = 11,1 / 0,906 = 12,25 kWh Pracovní bod jiného čerpadla: Q = 144 m³/h, H = 22,7 m,  = 74,9 % P2 = 144*22,7 / (367*0,749) kW = 11,9 kW P = 11,9 / 0,906 = 13,13 kWh Úspora energie Pdif = 0,88 kWh Úspora nákladů při 4,20 Kč / kWh, 8000 hod / rok Úspora: 29.568,- Kč / rok Potenciál úspor u rozdílných čerpadel - Účinnosti 144 m³/h
  21. 21. Energetické úspory
  22. 22. Dnešní technika splňující požadavky zítřka! 1. Zákonodárce vyžaduje od roku 2011 používání motorů IE2 (dříve eff1) jako standard. 2. Na rok 2015 nařizuje zákonodárce motory IE3 (od 7,5 kW vč.). Alternativně je možno použít motory IE2 s měničem frekvence. 3. Od r. 2017 jen motory IE3 (od 0,75 kW vč.), příp. IE2 s měničem frekvence 4. Firma Herborner Pumpen dodává již léta IE3 s motory PM. 5. U mnoha motorů PM je dosaženo již IE4 ! IE1 = Standardní účinnost (srovnatelné s eff2) IE2 = Vyšší účinnost (srovnatelné s eff1) IE3 = Účinnost „Premium“ IE4 = Účinnost „Super Premium“
  23. 23. Měniče frekvence
  24. 24. Měniče frekvence 1. Úspora energie v případě měnících se pracovních bodů a jejich řízení různými otáčkami. o Známý příklad je zde snížení cirkulačního výkonu přes noc o V minulosti k tomu bylo (pokud možno) vypínáno jedno čerpadlo 2. Snížení dopravovaného objemu resp. přizpůsobení potřebám zařízení o Jako příklad zde může sloužit přizpůsobení čerpadel měnícím se provozním poměrům zařízení nebo atrakcí pomocí měniče frekvence. o Ještě před několika málo lety byla pouze možnost čerpadla přizpůsobit požadavkům takzvanou regulací škrcením. Přitom se pomocí šoupátka nebo překážky ovlivní charakteristika potrubí zařízení a mrhá se energií! Základní myšlenkou regulace frekvence čerpadel je přizpůsobení otáček V cirkulaci bazénové vody známe:
  25. 25. 0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Drehzahl n [%] LeistungP[%] 50 Potenciál úspory energie Odstředivá čerpadla – Potřeba výkonu v závislosti na otáčkách čerpadla Snížení otáček čerpadla o 20 % znamená úsporu výkonu o 50 % !
  26. 26. Pracovní bod 1: Použití dvou čerpadel Q = 228 m³/h, H = 15,5 m, Perf = 12,2 kW Pracovní bod 2: Snížení výkonu přes noc vypnutím jednoho čerpadla: Q = 180 m³/h, H = 10 m, Perf = 7,0 kW Úspora energie snížení výkonu přes noc: Pdif = 5,2 kW Úspora nákladů při 4,20 Kč /kWh, 4000 h/rok Úspora: 87.360,- / rok Příklad snížení výkonu přes noc vypnutím jednoho čerpadla BP 1 BP 2 15,5 m 78,9 % 228 m³/h 12,2 kW 10,0 m 180 m³/h 7,0 kW
  27. 27. Pracovní bod 1: Použití dvou čerpadel Q = 228 m³/h, H = 15,5 m, Perf = 12,2 kW Pracovní bod 2: Regulace frekvence obou čerpadel: Q = 140 m³/h, H = 6 m, Perf = 3,0 kW Úspora energie snížení výkonu přes noc: Pdif = 9,2 kW Úspora nákladů při 4,20 €/ kWh, 4000 h/rok Úspora: 154.560,- Kč / rok Příklad snížení výkonu přes noc regulací otáček BP 2 BP 1 15,5 m 12,2 kW 78,9 % 228 m³/h 6,0 m 140 m³/h 3,0 kW
  28. 28. Dimenzovaný pracovní bod: Q = 114 m³/h, H = 15,5 m Pracovní bod 1: Q = 156 m³/h, H = 12 m, Perf = 6,85 kW Pracovní bod 2: (Regulace škrcením) Q = 114 m³/h, H = 15,5 m, Perf = 6,08 kW Úspora energie Pdif = 0,77 kW Úspora energie při 4,20 Kč / kWh, 8000 h/rok Úspora: 25.872,- Kč / rok V jiných případech možné i vícenáklady!! Úspora energie při regulaci škrcením BP 2 BP 1 156 m³/h 78,9 % 6,85 kW 12 m 15,5 m 114 m³/h 6,08 kW
  29. 29. Dimenzovaný pracovní bod: Q = 114 m³/h, H = 15,5 m Pracovní bod 1: Q = 156 m³/h, H = 12 m, Perf = 6,85 kW Pracovní bod 2: (regulace otáček) Q = 114 m³/h, H = 6,4 m, Perf = 2,85 kW Úspora energie Pdif = 4,00 kW Úspora nákladů při 4,20 Kč / kWh, 8000 h/rok Úspora: 134.400,- Kč / rok Úspora nákladů regulací otáček BP 1 BP 2 12,0 m 6,85 kW 78,9 % 114 m³/h 6,4 m 2,85 kW 156 m³/h
  30. 30.  Pořízení řízení otáček pomocí měniče frekvence musí vést k dosažení energetické účinnosti a tak minimalizovat náklady!  Optimalizace otáček přitom vede k nižší spotřebě energie, nižším nákladům na údržbu, snížení mechanického opotřebení a tím k enormním úsporám nákladů.  Pokud se jedná o měnící se provozní poměry, může být dopravované množství čerpadla pomocí měniče frekvence optimálně přizpůsobeno požadavkům.  Stálé řízení čerpadla v rozsahu nejlepší účinnosti a přizpůsobení požadovaným provozním podmínkám je možné řízením otáček.  Je třeba se vyhnout maximálnímu snížení otáček pod 30 Hz, aby se zachovalo proudění v hydraulice čerpadla. Shrnutí:
  31. 31. Rekuperace odpadního tepla
  32. 32. UNIBAD XC / UNIBLOCK GFC herborner.X-C / herborner.F-C Úspora rekuperací: od cca. 5.600,- Kč / rok až cca. 56.000 Kč / rok Příklad: Ekologická účinnost rekuperací odpadního tepla u čerpadel
  33. 33. Synchronní motory
  34. 34. Větší výkon čerpadla! Nová technika motorů která určuje vývoj s energetickou účinností IE3 Příklad: Motory PM – motory šetřící energii
  35. 35. Již dnes technika zítřka! 1. Zákonodárce požaduje používání tzv. motorů IE2 (dříve eff1) jako standardu od roku 2011. 2. Na rok 2015 ukládá zákonodárce povinnost motorů 7,5 kW včetně třídy IE3. Alternativně mohou být použity motory IE2 s měniči frekvence. 3. Čerpadla z Herbornu splňuji požadavky na motory třídy IE3 se synchronními motory PM. 4. Téměř u všech motorů je dosažena třída IE4 ! IE1 = Standardní účinnost (dříve eff2) – současně již nelze používat IE2 = Vysoká účinnost (srovnatelná s eff1) IE3 = Účinnost „Premium“ IE4 = Účinnost „Super Premium“
  36. 36. Srovnání účinností Výhoda motoru PM: Bez skluzu rotoru = menší ztráta výkonu
  37. 37. Početní příklad při plném zatížení: Čerpadlo Funkce Jmenovitý výkon motoru Účinnost IE2 Účinnost PM Úspora s PM Náklady na energii kW % % kW UNIBAD 100-241/0754X Cirkulační čerpadlo plavecký bazén 7,5 88,7 92 0,30 0,18 €/kWh Spotřeba energie asynchronní motor plné zatížení za hodinu 1,522 € Spotřeba energie asynchronní motor plné zatížení 8000 provozních hodin / rok 12.176,00 € Spotřeba energie motor PM při plném zatížení za hodinu 1,467 € Spotřeba energie motor PM při plném zatížení při 8000 provozních hodin / rok 11.739,00 € Úspora energie / rok - srovnání motor PM a motor IE2 (asynchronní) 437,00 € Příplatek 7,5 kW motor jako synchronní motor PM 827,00 € Amortizace v letech (bez pořizovacích nákladů na měnič frekvence) < 2 Celkové uspořené množství CO2 za rok (při 0,59 kg/kWh) 1.432 kg
  38. 38. Čerpadlo Funkce Jmenovitý výkon motoru Účinnost IE2 Účinnost PM Náklady na energii kW % % UNIBAD 2 x 65-243/0304X Cirkulační čerpadlo 2 x 3,0 85,5 89,5 0,18 €/kWh Spotřeba energie čerpadlo s asynchronním motorem plné zatížení 5040 provozních hodin / rok 4.851,- € Spotřeba energie snížení výkonu v noci vypnutím jednoho čerpadla a 3600 provozních hodin / rok 2.122,- € Celková spotřeba el. energie s asynchronním motorem / rok 6.973,- € Spotřeba energie čerpadlo s motorem PM + měničem frekvence plné zatížení 5040 provozních hodin / rok 4.176,- € Spotřeba energie čerpadlo s motorem PM + měnič frekvence a snížení výkonu v noci 3600 provozních hodin / rok 597,- € Celková spotřeba el. energie s motorem PM / rok 4.773,- € Úspora energie / rok srovnání motor IE2 bez měniče a motor PM s měničem frekvence 2.200,- € Příplatek za 2 x 3,0 kW čerpadlo s motorem PM a měničem frekvence PE-Drive 3.225,- € Amortizace v letech 11/2 Celkové uspořené množství CO2 za rok (při 0,59 kg/kWh) 7.211 kg Početní příklad u provozu s částečným zatížením:
  39. 39. Pokusné měření s provozem s částečným zatížením: V částečném provozu se dá díky konstantní účinnosti motorů PM ušetřit nepoměrně více energie !!!
  40. 40. Inovace produktu
  41. 41. Povrchová úprava HPC  herborner.X  herborner.F
  42. 42. Každé místo zadní stěny, které je ve styku s médiem, je bezpečně chráněno před napadením korozí. To trvale minimalizuje náklady LCC. 100% ochrana
  43. 43. Minimalizace tření = Zlepšení účinnosti:
  44. 44. Minimalizace tření = Zlepšení účinnosti:
  45. 45. herborner.X kombinovatelné s pohony motory PM, XC nebo měničem frekvence
  46. 46. Krátké amortizace, energeticky optimalizovaná čerpadla, ve spojení s dlouhou životností čerpadla z Herbornu zaručují nejnižší náklady cyklu životnosti (LCC)! Shrnutí: Pořizovací náklady Energetické náklady Příklad čerpadla na čistou vodu:
  47. 47. Děkujeme Vám za pozornost!

×