Πώς αντιδρά ένας κινητήρας άμεσης κίνησης πύργου ψύξεως στις εποχιακές διακυμάνσεις φορτίου ψύξεως βιομηχανικών εγκαταστάσεων

Σε μια βιομηχανική εγκατάσταση, ένας πύργος ψύξεως σπάνια λειτουργεί σε ένα σταθερό σημείο λειτουργίας καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Τα προγράμματα παραγωγής αλλάζουν, η θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου του περιβάλλοντος μεταβάλλεται και η ζήτηση για ψύκτες μπορεί να αυξηθεί απότομα κατά τη διάρκεια των ζεστών περιόδων, προτού μειωθεί εκ νέου κατά τις μεταβατικές εποχές. Ένα σύστημα απευθείας κίνησης πύργου ψύξεως παρέχει στον ανεμιστήρα μια απευθείας, μεταβλητής ταχύτητας ανταπόκριση σε αυτές τις αλλαγές. Αντί να μεταδίδεται η ισχύς του κινητήρα μέσω κιβωτίου ταχυτήτων, άξονα, συζεύξεων και συναφών εδράνων, ο κινητήρας κινεί τον ανεμιστήρα με την ταχύτητα που καθορίζει η ακολουθία ελέγχου.

Το χρήσιμο ερώτημα δεν είναι αν ένας ανεμιστήρας με άμεση κίνηση πρέπει να λειτουργεί σε μία σταθερή χαμηλή ταχύτητα. Είναι αν ο κινητήρας, ο ανεμιστήρας, ο πύργος, ο βρόχος νερού συμπυκνωτή και ο ψύκτης του πύργου ψύξεως με άμεση κίνηση ελέγχονται ως ένα ενιαίο σύστημα. Η απάντηση επηρεάζει την κατανάλωση ενέργειας, τη θερμοκρασία του νερού που εξέρχεται, τον θόρυβο, τη μηχανική φθορά και την ικανότητα του εγκαταστάσεως να ανακάμψει όταν επιστρέψει η φόρτιση του καλοκαιριού.

Γιατί η εποχιακή μεταβολή της φόρτισης ψύξεως αλλάζει το προφίλ λειτουργίας του ανεμιστήρα

Η ζήτηση ψύξεως αλλάζει για δύο λόγους ταυτόχρονα. Η εσωτερική θερμότητα διαδικασίας μπορεί να μεταβάλλεται με τον όγκο παραγωγής, ενώ οι εξωτερικές συνθήκες υγρού θερμομέτρου επηρεάζουν την ικανότητα του πύργου να αποβάλλει θερμότητα. Σε πιο δροσερό καιρό, ο ίδιος πύργος συχνά μπορεί να επιτυγχάνει τον στόχο θερμοκρασίας του νερού που εξέρχεται από τον συμπυκνωτή με μικρότερη ροή αέρα. Κατά τη διάρκεια ενός ζεστού και υγρού ημέρας παραγωγής, μπορεί να απαιτείται μεγαλύτερη ροή αέρα για να διατηρηθεί αυτός ο στόχος και να διασφαλιστεί η απόδοση του ψύκτη.

Γι’ αυτό το λόγο, η μέγιστη ταχύτητα που αναγράφεται στην πινακίδα είναι μια αδύναμη βάση επιλογής. Η αλλαγή που επηρεάζει τον τρόπο καθορισμού ενός κινητήρα πύργου ψύξεως είναι η συνειδητοποίηση ότι η μέγιστη απόδοση στο ονομαστικό φορτίο έχει σημασία μόνο εάν το εργοστάσιο λειτουργεί πραγματικά για σημαντικό χρονικό διάστημα σε αυτό το φορτίο. Πολλά εργοστάσια λειτουργούν σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών φόρτισης, ιδιαίτερα κατά την εκκίνηση, τα Σαββατοκύριακα, τις εποχιακές μεταβάσεις και τις σταδιακές αλλαγές παραγωγής.

Πώς ένας κινητήρας άμεσης κίνησης πύργου ψύξεως ακολουθεί το φορτίο

Λαμβάνει εντολή ταχύτητας αντί για σταθερό μηχανικό λόγο μετάδοσης

Σε μια τυπική διάταξη μεταβλητής ταχύτητας, ένας ελεγκτής συγκρίνει μια μετρηθείσα τιμή διαδικασίας—συχνά τη θερμοκρασία του νερού που εξέρχεται από τον συμπυκνωτή ή ένα συντονισμένο σημείο ρύθμισης του εργοστασίου—με την επιθυμητή τιμή. Το μετατροπέας στη συνέχεια ρυθμίζει τη κινητήρας άμεσης κίνησης για πύργους ψύξεως ταχύτητα εντός των καθορισμένων ορίων λειτουργίας. Χαμηλότερη ζήτηση μπορεί να απαιτεί χαμηλότερη ταχύτητα λειτουργίας του ανεμιστήρα· αυξανόμενη θερμοκρασία του νερού ή μεγαλύτερη ζήτηση από το ψυκτικό μπορεί να απαιτεί μεγαλύτερη ταχύτητα.

Η μόνιμη μαγνητική, χαμηλής ταχύτητας φύση μιας διάταξης κινητήρα άμεσης κίνησης είναι σχετική εδώ, επειδή προορίζεται να παρέχει ροπή στον ανεμιστήρα χωρίς να βασίζεται σε μειωτήρα. Η αφαίρεση αυτών των στοιχείων δεν εξαλείφει την ανάγκη για προσεκτική λογική ελέγχου, αλλά αφαιρεί πολλά μηχανικά στοιχεία που διαφορετικά θα έπρεπε να αντέχουν επαναλαμβανόμενες εποχιακές εκκινήσεις, αλλαγές ταχύτητας, απαιτήσεις λίπανσης, ελέγχους στοίχισης και έκθεση σε υγρό περιβάλλον.

Εκμεταλλεύεται τη σχέση ομοιότητας του ανεμιστήρα—εντός πραγματικών ορίων

Για έναν ανεμιστήρα που λειτουργεί σε εφαρμόσιμο εύρος, η παροχή αέρα αλλάζει περίπου ανάλογα με την ταχύτητα του ανεμιστήρα, ενώ η κατανάλωση ισχύος του ανεμιστήρα αλλάζει περίπου με τον κύβο της ταχύτητας. Αυτή η σχέση εξηγεί γιατί μια μέτρια μείωση της ταχύτητας μπορεί να μειώσει σημαντικά την ενεργειακή κατανάλωση του ανεμιστήρα σε μερικό φορτίο. Είναι μια αρχή σχεδιασμού, όχι μια εγγύηση εξοικονόμησης συγκεκριμένης εγκατάστασης: τα πραγματικά αποτελέσματα εξαρτώνται από την καμπύλη της πύργου, την επιλογή του ανεμιστήρα, τη θερμοκρασία της λεκάνης, τη διαδρομή του αέρα, την απαίτηση της διαδικασίας και την ακολουθία ελέγχου.

Το σύστημα Άμεσης Κίνησης Ψυκτικού Πύργου μπορεί επομένως, την άνοιξη ή το φθινόπωρο, να διατηρεί την απαιτούμενη θερμοκρασία νερού σε χαμηλότερη ταχύτητα ανεμιστήρα από εκείνη που απαιτείται το καλοκαίρι. Ο κινητήρας δεν «εξοικονομεί ενέργεια» από μόνος του· επιτρέπει αντίθετα στο σύστημα να αποφεύγει την παραγωγή περισσότερης ροής αέρα από όση απαιτείται για την εργασία απόρριψης θερμότητας.

Λειτουργική συμπεριφορά ανά εποχή σε εργοστάσιο παραγωγής

Σε χαμηλό φορτίο, η πρακτική πρόκληση είναι συχνά η σταθερότητα του ελέγχου, όχι η ικανότητα του κινητήρα. Εάν η ελάχιστη εντολή οριστεί πολύ χαμηλά, η ροή αέρα μπορεί να γίνει αναξιόπιστη, οι απαιτήσεις ψύξης του κινητήρα ενδέχεται να μην τηρηθούν ή το σύστημα μπορεί να εκτελεί αναζήτηση γύρω από τον στόχο θερμοκρασίας. Εάν οριστεί πολύ υψηλά, η εγκατάσταση χάνει μέρος της ενεργειακής ευκαιρίας σε μερικό φορτίο. Η σωστή ελάχιστη ταχύτητα πρέπει να προκύπτει από την τεχνική τεκμηρίωση του κινητήρα και του μετατροπέα, τη συμπεριφορά των ανεμιστήρων, τις εκτιμήσεις για την επεξεργασία του νερού και τα όρια του κατασκευαστή των ψυκτικών πύργων — όχι από ένα γενικό ποσοστό.

Σημεία ελέγχου που διατηρούν χρήσιμη την εποχιακή απόκριση

Aκινητήρας άμεσης κίνησης για πύργους ψύξεως  ανταποκρίνεται πιο αξιόπιστα όταν η ομάδα ελέγχου καθορίζει τι ακριβώς ανταποκρίνεται και με πόση ταχύτητα μπορεί να αντιδράσει. Μια σωστή ακολουθία συνήθως αντιμετωπίζει τα ακόλουθα σημεία:

• Πρωτεύουσα ανάδραση: Χρησιμοποιήστε επαληθευμένη θερμοκρασία εξερχόμενου νερού ή σήμα βελτιστοποίησης σε επίπεδο εγκατάστασης, αντί για χειροκίνητη εποχιακή ρύθμιση ταχύτητας.
• Ελάχιστη και μέγιστη ταχύτητα: Ορίστε τις από επιβεβαιωμένους περιορισμούς του κινητήρα, του μετατροπέα, του ανεμιστήρα, της πύργου και του συστήματος νερού.
• Ζώνη ανενεργείας και ρυθμός ανόδου/καθόδου: Αποφύγετε απότομες διακυμάνσεις ταχύτητας που προκαλούνται από θόρυβο αισθητήρων ή σύντομες διαταραχές της διαδικασίας.
• Σταδιακή ενεργοποίηση κελιών: Αποφασίστε πότε να προσθέσετε έναν ανεμιστήρα κελιού, πότε να επιβραδύνετε πολλά κελιά και πότε ένα κελί πρέπει να λειτουργήσει με μεγαλύτερη ένταση. Πολλοί ανεμιστήρες χαμηλής ταχύτητας δεν είναι αυτόματα βέλτιστοι σε κάθε εγκατάσταση.
• Αλληλεπίδραση με ψύκτες: Εξετάστε τη συνολική κατανάλωση kW της εγκατάστασης, όχι μόνο την κατανάλωση kW των ανεμιστήρων της πύργου. Μια χαμηλότερη ταχύτητα της πύργου μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ισχύος των ανεμιστήρων, αλλά να αυξήσει τόσο τη θερμοκρασία του νερού ψύξεως ώστε να αυξηθεί η κατανάλωση ενέργειας των ψυκτών.
• Προστασία κατά των ψυχρών καιρικών συνθηκών: Συμπεριλάβετε λογική προστασίας από παγετό και διαχείρισης της λεκάνης, όπου το κλίμα και ο σχεδιασμός της πύργου το απαιτούν.

Αυτό το τελευταίο σημείο παραλείπεται συχνά. Η αξιολόγηση του κινητήρα του ανεμιστήρα μεμονωμένα μπορεί να οδηγήσει σε μια τεχνικά ορθή προδιαγραφή κινητήρα, η οποία όμως εξακολουθεί να παρουσιάζει υποβαθμισμένη απόδοση σε επίπεδο εγκατάστασης. Ο στόχος λειτουργίας είναι η ελάχιστη λογική συνδυασμένη κατανάλωση ενέργειας, ενώ διατηρούνται υπό έλεγχο η ψύξη της διαδικασίας και τα όρια του εξοπλισμού.

Ποιες αλλαγές επιφέρει η άμεση κίνηση στο σχεδιασμό της συντήρησης

Οι εποχιακές διακυμάνσεις φορτίου αποκαλύπτουν επίσης μηχανικά αδύναμα σημεία. Μια συμβατική διάταξη ανεμιστήρα μπορεί να περιλαμβάνει μειωτήρα, άξονα κίνησης, εύκαμπτες συζεύξεις και εδράνια στήριξης. Μια διάταξη Άμεσης Κίνησης (Direct Drive) σε πύργο ψύξης εξαλείφει τη μηχανική διάταξη μείωσης μεταξύ κινητήρα και ανεμιστήρα, επομένως η προσοχή στη συντήρηση μπορεί να εστιαστεί στην ηλεκτρική κατάσταση, τη στήριξη του κινητήρα, την ισορροπία του ανεμιστήρα, την ταλάντωση, τα συνδετικά στοιχεία, την ανάδραση των ελέγχων και τη δομή του πύργου.

Αυτό δεν σημαίνει ότι η συντήρηση καθίσταται προαιρετική. Πριν από την περίοδο υψηλής φόρτισης, η ομάδα του εργοστασίου πρέπει να παρακολουθεί την ταλάντωση, να ελέγχει την κατάσταση των ανεμιστήρων, να επαληθεύει τη βαθμονόμηση των αισθητήρων, να επιβεβαιώνει τις ειδοποιήσεις του κινητήρα και τη λογική παράκαμψης, καθώς και να δοκιμάζει την ανταπόκριση σε μια ελεγχόμενη μεταβολή της θερμοκρασίας. Μόλις ληφθούν υπόψη η μείωση της ισχύος λόγω περιβαλλοντικής θερμοκρασίας, οι συνθήκες του περιβλήματος και οι περιορισμοί ροής αέρα στον χώρο εγκατάστασης, η ονομαστική ισχύς ενός κινητήρα που αναγράφεται στην πινακίδα του μπορεί να διαφέρει από το ποσό που η εγκατάσταση πρέπει να ζητά συνεχώς στο πεδίο.

Πότε να εμπλέξετε τον προμηθευτή κινητήρων και ελέγχων

Να ενεργοποιηθεί η μηχανική υποστήριξη όταν το εργοστάσιο αλλάζει τη διάμετρο του ανεμιστήρα, το γέμισμα του πύργου, τη διαμόρφωση του κιβωτίου ταχυτήτων, τις ρυθμίσεις του κινητήρα, την τοποθέτηση των κελιών ή τους στόχους θερμοκρασίας λειτουργίας. Ο προμηθευτής πρέπει να εξετάσει το πραγματικό προφίλ φόρτισης, την αδράνεια του ανεμιστήρα, την απαιτούμενη ροπή σε χαμηλές στροφές, το περιβάλλον του περιβλήματος, την περιβάλλουσα θερμοκρασία, τη διεπαφή στήριξης και τη συμβατότητα με τον κινητήρα. Για έναν Κινητήρα Άμεσης Κίνησης, ο κινητήρας και ο μετατροπέας συχνότητας μεταβλητής πρέπει να θεωρούνται ως ένα ενιαίο συντονισμένο σύστημα λειτουργίας, ιδιαίτερα όταν η εποχιακή μείωση της ισχύος αποτελεί κεντρικό στοιχείο της ενεργειακής στρατηγικής.

Η Enneng εστιάζει στον σχεδιασμό κινητήρων μόνιμου μαγνήτη και σε συμβουλές προσαρμοσμένες σε ειδικές εφαρμογές. Για εργοστάσια που αξιολογούν κινητήρα άμεσης κίνησης για πύργους ψύξεως, μια χρήσιμη τεχνική συζήτηση ξεκινά από τα μετρημένα δεδομένα λειτουργίας — όχι μόνο από τα ονομαστικά κιλοβάτ — συμπεριλαμβανομένης της ιστορίας των στροφών του ανεμιστήρα, των θερμοκρασιών νερού ψύξεως, των προγραμμάτων παραγωγής, των συνθηκών τοποθεσίας και της επιθυμητής ακολουθίας ελέγχου.

Εάν αξιολογείτε εμπορικούς μόνιμους μαγνήτες κινητήρες για πώληση και χρειάζεστε μια μηχανολογικά σχεδιασμένη λύση οδήγησης που εγγυάται απόδοση και διάρκεια ζωής, η ENNENG είναι ο εμπιστευόμενος σας συνεργάτης. Επικοινωνήστε με την ENNENG σήμερα .Μιλήστε με την τεχνική μηχανική ομάδα μας για να λάβετε μια προσαρμοσμένη πρόταση οδήγησης.

• Whatsapp:+86 18562780228
• Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο:  [email protected]
• Τηλέφωνο:  +86 532 66000559