Bài giảng Quản lý và sử dụng năng lượng - Chương 6: Tiết kiệm năng lượng dùng kỹ thuật biến tần cho hệ thống bơm, quạt

Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng

ThS. Trần Công Binh

Chương 6: Tiết kiệm năng lượng dùng kỹ thuật

biến tần cho hệ thống bơm, quạt

ĐH BÁCH KHOA TP.HCM

Động cơ

Bài giảng:

QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

Chương 6: Tiết kiệm năng lượng dùng kỹ thuật biến

Bơm

tần cho hệ thống bơm, quạt

Giảng viên: ThS. Trần Công Binh

Van

5/2013

0

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

1

Chương 6: Tiết kiệm năng lượng dùng kỹ thuật

1. Năng lượng tiệu thụ của hệ thống bơm, quạt

biến tần cho hệ thống bơm, quạt

1. Năng lượng tiệu thụ của hệ thống bơm, quạt

2. Kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng

3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van

4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần

70% năng lượng dùng cho động cơ điện

33% cho bơm, quạt

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

2

3

1. Năng lượng tiệu thụ của hệ thống bơm, quạt

95% chi phí cho năng lượng trong chu kỳ sống

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng?

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

4

5

ĐH Bách Khoa TP.HCM

1

Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng

ThS. Trần Công Binh

2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng

1. Quạt điều khiển bằng bánh răng

2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng

3. Ghép song song quạt, bơm

Xả tràn

Bể chứa

Nước cấp

Sử dụng

2. Quạt ly tâm kết hợp van hoặc damper ngõ vào/ra

Bể chứa

Bơm

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

6

7

2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng

4. Điều khiển ON/OFF quạt/bơm

2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng

5. Bơm bypass

Biểu đồ phụ tải hệ thống điều hòa không khí

40

35

30

25

20

15

10

5

0

3

9

5

1

7

3

9

5

1

7

3

9

5

1

7

3

9

5

1

7

3

2

:

0

1

3

5

0

2

3

5

1

2

4

5

1

3

4

0

1

3

5

0

:

2

3

4

5

6

7

1

6. Điều khiển bơm bằng van ngõ ra

Thời gian

Máy nén lạnh 2

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

Bơm nước giải nhiệt

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

8

9

3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van

1. Đặc tính của đường ống: lưu lượng càng thấp thì

công suất càng nhỏ (hàm lũy thừa 3).

1. Đặc tính của đường ống: lưu lượng càng cao thì áp

suất càng cao, độ cao càng lớn.

Tuần hoàn

Cửa gió

100%

Lưu lượng thay

đổi

75

Biến tần

50

Lý tưởng

25

50

75

100%

Lưu lượng (%)

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

10

11

ĐH Bách Khoa TP.HCM

2

Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng

ThS. Trần Công Binh

3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van

2. Đặc tính của bơm, quạt: với công suất không đổi,

3. Đặc tính của bơm, quạt và đường ống: giảm lưu

lượng bằng cách giảm công suất, khi đó độ cao và

áp suất cũng giảm theo.

lưu lượng càng nhỏ thì độ cao càng lớn.

Nhưng giảm công suất động cơ bằng cách nào?

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

12

13

3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van

4. Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm, quạt bằng

cách đóng bớt van ngõ ra, khi đó áp suất đường

ống tăng cao không cần thiết.

5. Lưu lượng được điều chỉnh giảm bớt, nhưng công

suất tiêu thụ không thay đổi!

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

14

15

4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần

1. Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm, quạt dùng

biến tần điều khiển giảm tốc độ động cơ. Lưu

lượng và áp suất đường ống đều giảm.

2. Lưu lượng được điều chỉnh giảm bớt, và công

suất tiêu thụ cũng được tiết giảm!

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

16

17

ĐH Bách Khoa TP.HCM

3

Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng

ThS. Trần Công Binh

4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần

3. Khi nhu cầu lưu lượng giảm, thì công suất tiêu

thụ cũng được tiết giảm để tiết kiệm năng lượng

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

18

19

4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần

4. So sánh với điều khiển dùng van, thì dùng biến

tần tiết giảm đáng kể năng lượng cho các hệ

thống thường xuyên vận hành ở lưu lượng thấp

4. Tiết kiệm đến 65% công suất khi giảm 30% lưu

lượng!

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

20

21

4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần

Hệ thống bơm nước:

5. Một động cơ 1-hp, lưu lượng 3m³/ giờ dùng để

bơm nước lên bồn chứa 30m³. Nhu cầu sử dụng

30m³/ngày. Tính chi phí tiền điện trong 1 năm?

Biểu giá điện là 2000đ/kWh.

6. Nếu gắn biến tần để điều khiển bơm nước trên.

Chi phí mua biến tần cho động cơ 1-hp là 2 triệu

đồng. Hiệu suất biến tần là 90%. Tính SPP và

BCR cho phương án dùng biến tần?

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

22

23

ĐH Bách Khoa TP.HCM

4

Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng

ThS. Trần Công Binh

4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tham khảo:

7. Một động cơ 1-hp, lưu lượng 3m³/ giờ dùng để

bơm nước cho hệ thống làm mát. Mỗi ngày cần

4 giờ bơm lưu lượng 3m³/ giờ và 4 giờ bơm với

lưu lượng 2 m³/ giờ. Tính chi phí tiền điện trong

1 năm? Biểu giá điện là 2000đ/kWh.

[1] Barney L. Capehart,Wayne C. Turner, William J. Kennedy, Guide to Energy

Management, The Fairmont Press, 2003

[2] Wayne C. Turner, Steve Doty, Energy Management Handbook, The Fairmont

Press and Taylor & Francis Ltd., 2006

[3] Richard A. Panke, Energy Management Systems and Direct Digital Control,

The Fairmont Press, Inc, Marcel Dekker, Inc, 2002

[4] Gilbert A. McCoy, Todd Litman, John G. Douglass, Energy-Efficient Electric

Motor Selection Handbook, Washington State Energy Office Olympia, 1993.

8. Nếu gắn biến tần để điều khiển bơm nước trên.

Chi phí mua biến tần cho động cơ 1-hp là 2 triệu

đồng. Hiệu suất biến tần là 90%. Tính SPP và

BCR cho phương án dùng biến tần?

[5] Gilbert A. McCoy, John G. Douglass, Energy Management for Motor Driven

Systems, Washington State University, 2000.

[6] Energy Efficiency, Schneider Electric, 2012.

[7] Dự án nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các doanh nghiệp nhỏ và

vừa Việt Nam – PECSME.

Quản lý và Sử dụng Năng lượng

24

25

Trần Công Binh

GV ĐH Bách Khoa TP.HCM

Phone: 0908 468 100

Email: tcbinh@hcmut.edu.vn

binhtc@yahoo.com

Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh

TB

26

ĐH Bách Khoa TP.HCM

5

Bài giảng Quản lý và sử dụng năng lượng - Chương 6: Tiết kiệm năng lượng dùng kỹ thuật biến tần cho hệ thống bơm, quạt - Trần Công Binh