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

Nội dung text: 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

1. 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 70% năng lượng dùng cho động cơ điện 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 33% cho bơm, quạt Quản lý và Sử dụng Năng lượng 2 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 3 1. Năng lượng tiệu thụ của hệ thống bơm, quạt 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 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 5 ĐH Bách Khoa TP.HCM 1
2. Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh 2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng 2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng 1. Quạt điều khiển bằng bánh răng 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 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 7 2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng 2. Các kỹ thuật điều khiển thay đổi lưu lượng 4. Điều khiển ON/OFF quạt/bơm 5. Bơm bypass Biểu đồ phụ tải hệ thống điều hòa không khí 40 35 30 25 20 15 Công suất (kW) Công suất 10 5 0 12:03 12:19 12:35 12:51 13:07 13:23 13:39 13:55 14:11 14:27 14:43 14:59 15:15 15:31 15:47 16:03 16:19 16:35 16:51 17:07 17:23 6. Điều khiển bơm bằng van ngõ ra Thời gian Máy nén lạnh 2 Bơm nước giải nhiệt Quản lý và Sử dụng Năng lượng 8 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 9 3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van 3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van 1. Đặc tính của đường ống: lưu lượng càng thấp thì 1. Đặc tính của đường ống: lưu lượng càng cao thì áp công suất càng nhỏ (hàm lũy thừa 3). suất càng cao, độ cao càng lớn. Tuần hoàn 100% Cửa gió Lưu lượng thay 75 đổi Biến tần 50 Lý tưởng Công suất(%) Công 25 25 50 75 100% Lưu lượng (%) Quản lý và Sử dụng Năng lượng 10 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 11 ĐH Bách Khoa TP.HCM 2
3. Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh 3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van 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 lưu lượng càng nhỏ thì độ cao càng lớn. lượng bằng cách giảm công suất, khi đó độ cao và áp suất cũng giảm theo. Nhưng giảm công suất động cơ bằng cách nào? Quản lý và Sử dụng Năng lượng 12 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 13 3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van 3. Điều khiển thay đổi lưu lượng dùng van 4. Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm, quạt bằng 5. Lưu lượng được điều chỉnh giảm bớt, nhưng công cách đóng bớt van ngõ ra, khi đó áp suất đường suất tiêu thụ không thay đổi! ống tăng cao không cần thiết. Quản lý và Sử dụng Năng lượng 14 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 15 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 1. Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm, quạt dùng 2. Lưu lượng được điều chỉnh giảm bớt, và công biến tần điều khiển giảm tốc độ động cơ. Lưu suất tiêu thụ cũng được tiết giảm! lượng và áp suất đường ống đều giảm. Quản lý và Sử dụng Năng lượng 16 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 17 ĐH Bách Khoa TP.HCM 3
4. Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 3. Khi nhu cầu lưu lượng giảm, thì công suất tiêu 3. Khi nhu cầu lưu lượng giảm, thì công suất tiêu thụ cũng được tiết giảm để tiết kiệm năng lượng thụ cũng được tiết giảm để tiết kiệm năng lượng Quản lý và Sử dụng Năng lượng 18 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 19 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 4. So sánh với điều khiển dùng van, thì dùng biến 4. Tiết kiệm đến 65% công suất khi giảm 30% lưu tần tiết giảm đáng kể năng lượng cho các hệ lượng! thống thường xuyên vận hành ở lưu lượng thấp Quản lý và Sử dụng Năng lượng 20 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 21 4. Tiết kiệm năng lượng dùng biến tần 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 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 23 ĐH Bách Khoa TP.HCM 4
5. 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 7. Một động cơ 1-hp, lưu lượng 3m3/ giờ dùng để Tài liệu tham khảo: [1] Barney L. Capehart,Wayne C. Turner, William J. Kennedy, Guide to Energy bơm nước cho hệ thống làm mát. Mỗi ngày cần Management, The Fairmont Press, 2003 4 giờ bơm lưu lượng 3m3/ giờ và 4 giờ bơm với [2] Wayne C. Turner, Steve Doty, Energy Management Handbook, The Fairmont Press and Taylor & Francis Ltd., 2006 3 lưu lượng 2 m / giờ. Tính chi phí tiền điện trong [3] Richard A. Panke, Energy Management Systems and Direct Digital Control, 1 năm? Biểu giá điện là 2000đ/kWh. The Fairmont Press, Inc, Marcel Dekker, Inc, 2002 [4] Gilbert A. McCoy, Todd Litman, John G. Douglass, Energy-Efficient Electric 8. Nếu gắn biến tần để điều khiển bơm nước trên. Motor Selection Handbook, Washington State Energy Office Olympia, 1993. Chi phí mua biến tần cho động cơ 1-hp là 2 triệu [5] Gilbert A. McCoy, John G. Douglass, Energy Management for Motor Driven Systems, Washington State University, 2000. đồng. Hiệu suất biến tần là 90%. Tính SPP và [6] Energy Efficiency, Schneider Electric, 2012. BCR cho phương án dùng biến tần? [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 Quản lý và Sử dụng Năng lượng 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