가변 주파수 드라이브가 효율성을 향상합니까?

일반적으로 에너지 소비와 효율성은 펌프와 같은 의미로 지칭되며, 특히 모터와 펌프의 속도를 변경하기 위해 가변 주파수 드라이브(VFD)가 추가되는 경우 더욱 그렇습니다. 실제로 다른 모든 항목을 일정하게 유지하면서 VFD를 추가하면 펌프 효율(eta)이 변경되지 않으며 실제로 전체 효율(etaOA)이 감소합니다.

이미지 1과 방정식 1에 표시된 펌프 효율은 펌프 출력 전력(Pw - 유량과 양정의 함수)과 펌프 입력 전력(P)의 비율로, 속도가 증가하거나 감소하지 않는 한 VFD의 영향을 받지 않습니다.

이제 이미지 1의 펌프 출력 전력(Pw – 작은 빨간색 화살표)과 제어(VFD) 입력 전력(PDrive – 큰 빨간색 화살표)의 비율인 전체 효율을 고려하면 다음과 같은 이유로 전체 효율이 감소한다는 것을 알 수 있습니다. VFD 전반에 걸친 손실로 인해 모터보다 VFD에 더 큰 전력이 공급됩니다. 또한 VFD 전력으로 인해 모터 손실이 점진적으로 증가하는데, 이는 일반적으로 사소하고 설명되지 않습니다.

VFD의 효율성은 높기 때문에 손실은 보통 보통(~3%)이며 시스템 제어 효율성보다 훨씬 더 클 수 있습니다. 그러나 VFD를 추가할 때 전반적인 효율성 감소에 대한 이전 논의는 전력 소비가 증가한다는 것을 의미하지 않습니다. 왜냐하면 VFD의 목적은 펌프의 속도를 제어하고 작동점(수두 및 유속)을 변경하여 펌프의 성능을 변경하는 것이기 때문입니다. 펌프 출력 전력 및 입력 전력.

이미지 2를 검토하면 펌프 성능(수두 및 전력 대 유량)이 속도에 따라 어떻게 변하는지, 펌프 ​​효율성과 전체 효율성이 감소하더라도 VFD를 사용하여 속도를 줄이는 경우 종종 전력 소비가 감소하는 이유를 알 수 있습니다.

이미지 2는 100% 속도에서 하루 최대 유량 1,910만 리터(ML/d), 수두 95미터(m), 최소 유량 10.4 ML/d 및 66m를 위해 설계된 가변 속도 펌프 시스템을 보여줍니다. 80% 속도에서 머리 길이는 m입니다. 실제로 펌프 효율은 최고 효율점(BEP) 84.5%에서 최대 설계 유량까지 감소하고 최소 설계 유량에서는 80%까지 감소합니다.

그러나 킬로와트(kW) 단위의 펌프 입력 전력은 약 245kW에서 100kW로 감소합니다. 대조적으로, 시스템 소유자가 유량을 줄이기 위해 제어 밸브(속도를 줄이기 위해 VFD를 사용하는 대신)를 사용하기로 결정한 경우 시스템은 108m(전력 = 175kW)의 100% 속도 수두 지점에서 작동합니다. 80% 속도에서 66m(전력 = 100kW)까지 가능합니다. 이 예는 펌프 효율보다 전력 소비에 더 많은 영향이 있음을 보여줍니다.

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