Torni, joka söi sähköä
Kemiateollisuuslaitos ajoi 75 kW:n jäähdytystornin tuulimeen oikeakulmaisella vaihteikolla ja pitkällä voimansiirtoakselilla. Vaihteikon omat tappiot kuluttivat noin 8 prosenttia moottorin tehosta, ja liitoslisäsi tappioita vielä enemmän. Vaihteikko poistettiin kokonaan korvaamalla voimansiirto jäähdytystornin suorakäytöllä, joka asennettiin tuulimen keskukseen. Tämän seurauksena tehdas vähensi tuulimen sähkönkulutusta noin viidesosalla, kunnes altaan lämpötila pysyi asetetulla tasolla koko kesän huippukuorman ajan.
Energiaa vuotava vaihteikko
Vaihteisto vaati öljyä, akselin kohdistusta ja neljännesvuosittaisen värähtelyseurannan, ja jokainen vähentämisvaihe hukkasi tehoa lämpöön öljyssä. Jäähdytystornin suorakäyttö poistaa nämä vaiheet, joten wattimäärä, joka aiemmin lämmitti vaihteiston öljyä, käytetään nyt tuulimen pyörittämiseen. Jäähdytyskauden aikana talteen saatua energiaa riitti näkyvä osa muunnoksen kustannuksista ennen kuin ylläpidon säästöt edes kirjattiin kirjanpitoon.
Suorakäyttövaihto
Uusi kone kiinnitettiin suoraan tuulimen keskukseen alhaisella nopeudella ilman akselia, liitosta tai hoitettavaa vaihteiston öljyä. Jäähdytystornin suorakäyttö poisti myös kohdistusongelmat, jotka olivat aiheuttaneet kaksi tiivistetön vikaa edellisenä vuonna. Ylläpitotiimi vaihtoi neljännesvuosittaisen vaihteiston huollon vuosittaiseen laakeritarkastukseen, ja torni pysyi käytössä koko kuumuusaallon ajan sen sijaan, että se olisi pitänyt ottaa pois käytöstä uudelleenrakentamista varten.
Missä kustannukset piilevät
Suurin osa tornin kustannuksista on näkymätöntä, koska se liittyy voiman siirtojärjestelmään eikä moottorin nimikilven tehonarvoon. Jäähdytystornin suorakäyttö ratkaisee tämän piilotetun kustannuksen poistamalla osat käämityksen ja siiven väliltä, ja säästö on vakaimpaa kuin yksittäinen tehostus moottorissa itsessään.
Vaihteiston ja laakerien häviöt
Jokainen vaihdevaihe aiheuttaa 1–3 prosentin häviön, ja kulmavaihteisto aiheuttaa vielä suuremmat häviöt kierteisvaihteiston vuoksi. Jäähdytystornin suorakäyttö pyörittää tuuletinta moottorin kierrosluvulla ilman vaihdetta, joten nämä häviöpisteet katoavat kokonaan. Jäljelle jäävä laakeri toimii viileämmässä lämpötilassa ja hitaammin kuin vaihteiston ulostuloväliakseli, mikä selittää pidennetyn huoltovälin. Jäähdytystornin suorakäytössä ei myöskään ole vaihteistoöljyä, joten kesällä ei tarvitse täydentää öljyä, vaihtaa suodattimia eikä synny riskiä tiukentumisen vuoksi altaan alapuolelle tulevasta öljytahrosta. Teollisuuslaitos, joka vaihtoi järjestelmän, poisti turvallisuussuunnitelmastaan kaksi rajoitetun tilan työskentelyä vuodessa.
Hihnan ja kytkimen kitkahäviö
Hihnat liukuvat ja venyvät, kytkimet vaativat säätöä, ja molemmat aiheuttavat energiahäviöitä lämpönä ja meluna. Jäähdytystornin suorakäyttöasennus poistaa hihnan ja kytkimen, joten ei ole jännitystä säädettävää eikä kuluvia osia tarkistettavaksi kuukausittain. Rakenteesta tulee myös yksinkertaisempi, koska pitkä akseli ja sen tuet eivät enää ulotu tornin kurkkuun. Jäähdytystornin suorakäyttö lyhentää mekaanisen voimansiirron lähes olemattomaksi, mikä vähentää sallittua säätövirhettä ja värinää, joka aiemmin levisi tornin kehikkoon. Ilmavirtaan jää myös vähemmän osia, mikä tarkoittaa vähemmän tarkistettavaa vuosittaisen puhdistuksen yhteydessä.
Miksi jäähdytystornin suorakäyttö voittaa
Voitto on sekä mekaaninen että sähköinen: vähemmän osia tarkoittaa vähemmän häviöitä ja vähemmän vikoja, kun taas alhaisen pyörimisnopeuden synkroninen rakenne pitää hyötysuhteen korkeana koko tehtävän ajan. Jäähdytystornin suorakäyttö muuttaa sekavan voimansiirron tiukaksi, hiljaiseksi kokoonpanoksi, jonka huoltohenkilökunta voi itse ylläpitää.
Vähemmän osia, vähemmän häviöitä
Vaihteiston, kytkimen ja akselin poistaminen poistaa useita tehohäviökohtia ja useita vikaantumismalleja yhdellä toimella. Suoraan moottorikäyttöinen jäähdytystorni parantaa siten luotettavuutta samalla tavoin kuin se parantaa hyötysuhdetta, mikä on tärkeämpää kuin yksittäinen tehomittaus yhden yön aikana. Vähemmän osia tarkoittaa myös vähemmän varaosia varastoitavaksi ja vähemmän rajoitettujen tilojen sisäänkäyntejä suunniteltavaksi altaan työskentelyyn.
Tasainen muuttuvan nopeuden säätö
Tuuletin tarvitsee harvoin täyttä nopeutta; se seuraa ympäristön kosteaa kastepistettä ja kuormaa, joten nopeuden säätö tuottaa säästöjä. Muuttuvataajuusohjattu suoraan moottorikäyttöinen jäähdytystorni säätää tuulittimen jäähdytystarpeen mukaan sen sijaan, että ilmavirtaa rajoitettaisiin suuttimilla. Tämä pitää altaan toimintavälillä samalla kun sähkönkulutus on vain murto-osa huippukulutuksesta lievissä sääolosuhteissa, jolloin jäähdytystornit muuten hukkaavat energiaa.
Määrittely ja huolto
Muunnos on kannattava vain, kun suorakäyttömoottori on sovitettu tuulettimen ja kuormituksen kanssa. Liian pieni jäähdytystornin suorakäyttömoottori ylikuumenee kesän huippukuormituksessa, ja moottori, jolle ei ole määritetty nopeusalueetta, hukkaa säätöhyödyn, joten valinta vaatii yhtä tarkkaa huomiota kuin alkuperäisen voimansiirron valinta.
Suorakäyttömoottorin mitoitus
Mitoita jäähdytystornin suorakäyttömoottori tuulettimen tehoon suunnittelun kostean kastepisteen mukaan turvamarginaalin kanssa ja varmista, että alhaisen nopeuden jäähdytyspolku kattaa kevyen sään aikaisen käytön. Sovita muuttaja käämitykseen välttääksesi laakerivirrat ja tarkista holkki- ja roottorihitaus tuulilapakokoonpanon kanssa. Toimittaja, kuten Enneng Motor, tarjoaa tyypillisesti sovitun moottori- ja muuttajaratkaisun, joka noudattaa tornin CTI Std 201 -suorituskyvyn kuormitustavaatimuksia.
Tarkastus ja käyttöikä
Tarkkaile laakerin lämpötilaa ja värähtelyä kerran vuodessa, koska tuuletin kuormittaa roottoria edelleen myös ilman vaihteistoa. Jäähdytystornin suorakäyttö vaatii puhtaata jäähdytysilmaa ja torquen tarkistusta keskustan kiinnityksessä sekä eristystestin jokaisen merkittävän pysähdyksen yhteydessä. Suunnittele altaan sisäänkäynti OSHA 29 CFR 1910.146 -säännösten mukaisesti rajoitetun tilan osalta ja pidä kirjaa värähtelytrendistä, koska nouseva lukema on varhaisin merkki keskustan tai laakerin vaurioitumisesta. Jäähdytystornin suorakäyttö antoi tehdasalueelle kaksi lisäkesää toiminnassa ennen ensimmäistä laakerihuoltoa.
Usein kysytyt kysymykset
Kysymys: Kuinka paljon energiaa jäähdytystornin suorakäyttö säästää?
Säästö syntyy vaihteiston, kytkimen ja hihnan tappioiden poistamisesta, mikä on usein 8–20 prosenttia tuulensuojajärjestelmän sähkönkulutuksesta riippuen vanhasta voimansiirtojärjestelmästä. Jäähdytystornin suorakäyttö lisää myös muuttuvan nopeuden säädöntä, jolloin tuuletin sovitetaan jäähdytystarpeeseen sen sijaan, että sitä rajoitettaisiin. Kemiateollisuuslaitoksen tapauksessa tuulensuojajärjestelmän sähkönkulutus väheni noin viidesosalla, kun samalla säilytettiin altaan lämpötila kesän huippukuormituksen aikana.
Kysymys: Parantaaako vaihteiston poistaminen luotettavuutta?
Kyllä, koska vaihteisto on osa, joka todennäköisimmin epäonnistuu, vuotaa ja vaatii huoltoa tornin voimansiirtojärjestelmässä. Jäähdytystornin suorakäyttö poistaa sen sekä kytkimen ja akselin, jolloin vikaantumismahdollisuudet vähenevät ja huoltoväli pidentyy neljännesvuotuisesta vuosittaiseen. Vähemmän osia tarkoittaa myös vähemmän suljettujen tilojen altaaseen tehtäviä huoltokäyntejä, mikä alentaa turvallisuuskuormaa huoltotiimille.
CTI Std 201 kattaa jäähdytystornin lämmönvaihtotehon hyväksyntätestin, joka määrittelee tuulensyöttimen täyttämän tehtävän. Jäähdytystornin suorakäyttöinen tuulensyöttin valitaan kyseisen suorituskyvyn perusteella suunnittelun kostean kastepisteen mukaisesti, kun taas IEC 60034 määrittelee moottorin hyötysuhteen. Viittaa molempiin standardiin, jotta toimittaja toimittaa tuulensyöttimen, joka täyttää jäähdytystehtävän – ei ainoastaan moottorin, joka sopii akseliin.
Kysymys: Kuinka tuulensyöttimen nopeutta säädellään?
Taajuusmuuttaja säätää jäähdytystornin suorakäyttöistä tuulensyöttintä ympäristön kosteaan kastepisteeseen ja kuormaan, joten tuulensyöttin pyörimisnopeus vastaa tarkalleen jäähdytystarvetta. Tämä välttää säleikön säätöä ja pitää altaan lämpötilan sallitulla alueella lempeinä päivinä huomattavasti pienemmillä tehoilla kuin huipputeholla. Aseta taajuusmuuttajan käynnistysasteikko siiven hitauden mukaan ja varmista alhaisen nopeuden jäähdytysteho, jotta invertteri pysyy tehonsäädössään pitkän, hiljaisen käytön aikana.
Kysymys: Mitä huoltoa suorakäyttö vaatii?
Tarkkaile laakerin lämpötilaa ja värähtelyä kullekin vuodenajalle, ja pidä jäähdytysilma puhtaana, koska tuuletin kuormittaa roottoria edelleen ilman vaihteistoa. Jäähdytystornin suorakäyttöön on tehtävä momenttitarkistus keskustan kiinnityksestä ja eristystestaus jokaisen tärkeän pysähdyksen yhteydessä. Suunnittele altaan sisäänkäynti OSHA 1910.146 -standardin mukaisesti, ja seuraa värähtelysuuntausta, koska nouseva lukema varoittaa keskustan tai laakerin häiriöstä jo varhain.
Kysymys: Onko jäähdytystornin suorakäyttö muunnoskustannusten arvoinen?
Torneille, jotka toimivat pitkiä jäähdytyskautta tai joita rasittavat korkeat energiatarifit, poistetut tappiot ja huoltokulut tuottavat yleensä muunnoskustannukset takaisin muutamassa vuodessa. Jäähdytystornin suorakäyttö vähentää myös pysähyksiä vaihteiston vikojen vuoksi, mikä voi olla tärkeämpää kuin energiansäästö jatkuvassa prosessissa. Rakenna malli todellisesta käyttökuormasta ja käyttötunneista, ja ota säästöihin mukaan vältetyt vaihteiston huoltokulut.
EN
