Применение преобразователей частоты vlt aqua drive в т�

Применение преобразователей частоты VLT Aqua Drive в тепловых пунктах

Одним из ключевых моментов проектирования тепловых пунктов (ТП)является рассмотрение ТП, систем теплопотребления и технических условий на подключение (требования теплоснабжающих организаций) в едином комплексе. В статье рассмотрен вопрос применения преобразователей частоты в ТП в зависимости от типа системы теплопотребления и месторасположения циркуляционного насоса.

Достаточно часто проектировщики при проектировании индивидуальных тепловых пунктов (ИТП), центральных тепловых пунктов (ЦТП) задаются вопросом, где и когда (в каких случаях) необходимо оборудовать насосы преобразователями частоты (ПЧ) вращения. Существует несколько простых правил, когда необходимо в обязательном порядке оборудовать насосы ПЧ.

Циркуляционные и циркуляционно-повысительные насосы, установленные на источниках тепловой энергии (ТЭЦ, котельные), а также на преобразователях тепловой энергии (ЦТП) должны быть в обязательном порядке оборудованы ПЧ. Связано это прежде всего с переменным расходом, который создают потребители (автоматика с погодозависимым регулированием при изменении температуры наружного воздуха создает переменный расход в тепловых сетях и соответственно на насосах, установленных на источниках и преобразователях тепловой энергии). Кроме того, новые построенные здания требуют изменения (увеличения) расхода теплоносителя от источников и преобразователей тепловой энергии. С учетом объемов прогнозируемого нового строительства насосы на источниках и ЦТП всегда проектируются с определенным запасом, который изначально на первых этапах не нужен – соответственно нет смысла использовать насосы на полную мощность. Все это требует дополнительных экономических затрат, связанных с завышенными расходами электрической энергии. Как правило, насосы на источниках и преобразователях тепловой энергии устанавливаются и работают каскадно (в параллель с последующим включением или выключением одного или нескольких насосов), но наиболее сильную эконо мическую составляющую обеспечит установка ПЧ на таких насосах. Кроме того, расходы в тепловых сетях могут меняться в случае аварий на теплотрассах, связанных с изношенностью этих теплотрасс, – соответственно расходы при таких авариях будут снижаться. Все это может выполнить ПЧ, установленный на насос, тем самым (помимо экономического эффекта) обеспечивается устойчивый гидравлический режим и поддерживается требуемое давление за насосом.

1. Циркуляционные насосы систем теплопотребления зданий (двухтрубные системы отопления (СО) (рис.1) и системы вентиляции) должны быть в обязательном порядке оборудованы ПЧ. Рассмотрим двухтрубную систему отопления (рис.2), в которой в обязательном порядке установлены термостатические клапаны на отопительных приборах (радиаторах).

Циркуляционный насос СО прокачивает максимальный циркуляционный расход в СО. После того как на клапаны радиаторов были установлены термостатические элементы (RA 2994), в силу того что жильцы в доме начинают устанавливать необходимую комфортную температуру, которая им требуется, а также в связи с разным расположением квартир в здании (в разных направлениях по частям света (север–юг), циркуляционный расход теплоносителя СО начинает уменьшаться (как правило, снижение расхода доходит до 50–60% от максимального). Избыточный напор (в случае отсутствия ПЧ на циркуляционном насосе) перераспределяется на автоматические балансировочные клапаны ASV-PV (рис. 2), которые «гасят» избыточный напор, создаваемый циркуляционным насосом, поддерживая тем самым постоянный перепад давления на термостатических клапанах, установленных на радиаторах СО.

В этом случае при большом избыточном напоре появляется вероятность возникновения шума на балансировочных клапанах, что не лучшим образом сказывается на комфортном проживании жильцов квартир. Оплата потребляемой электрической энергии для работы циркуляционного насоса остается на прежнем уровне – энергосбережения электрической энергии при этом не наблюдается. Гораздо целесообразнее оборудовать циркуляционный насос СО ПЧ. В этом случае произойдет заметное снижение потребления электроэнергии. Кроме того, это минимизирует возникновение шума на автоматических балансировочных клапанах. Данные клапаны, работая в автоматическом режиме и поддерживая постоянный перепад давления на термостатических элементах, исключают влияние колебаний, вызванных работой термостатических элементов друг на друга. Следует отметить, что автоматические балансировочные клапаны позволяют вводить секции СО последовательно, не меняя настройки, что приводит к существенному снижению затрат на пусконаладочные работы (рис. 2 и 3).

Совместно с ПЧ, установленными на циркуляционных насосах, автоматические балансовые клапаны создают огромный экономический эффект, связанный в первую очередь с энергосбережением! Следует также помнить, что если проектировщик хочет поставить циркуляционный насос СО на перемычку (зависимое присоединение СО), то такой насос должен быть оборудован ПЧ (рис. 4). Расход через перемычку за счет работы двухходового регулирующего клапана всегда будет переменным. Это правило также актуально в том случае, когда в ИТП установлен трехходовой смесительный клапан и циркуляционный насос стоит на перемычке.

2. Циркуляционно-повысительные насосы горячего водоснабжения (ГВС) должны быть в обязательном порядке оборудованы ПЧ (рис. 1). Расходы горячей воды в ГВС в течение суток меняются очень быстро и в большом диапазоне (от циркуляционного расхода (например, в ночное время) до пиковых максимально секундных в утренние и вечерние часы, когда большинство людей, живущих в здании, используют горячую воду).

Основное правило:

Насос должен быть в обязательном порядке оборудован ПЧ в том случае, когда расход в системе, на которой установлен насос, носит переменный характер!

Специалисты компании «Данфосс» рекомендует устанавливать на насосы в сегменте «Централизованное теплоснабжение» (если присутствует переменный расход) ПЧ: VLTR AQUA Drive. (рис. 6) Преобразователь частоты VLTR AQUA Drive применяется для управления процессом водоснабжения и водоотведения. Мощность до 1,4 МВт. Степень защиты корпуса: IP20, IP21, IP55, IP66. Преобразователи VLT имеют специальные встроенные функции:

В этом случае происходит управляемое (замкнутый контур управления) заполнение трубы. Назначение: предотвращает гидравлические удары, повреждения труб и разбрызгивателей.

Защита обратного клапана
Защита от сухого хода

Назначение: предотвращает преждевременный выход из строя насоса, постоянно контролирует его состояние путем измерений частоты и мощности.

В зависимости от величины потока уменьшает значение уставки давления, в результате достигается эффект экономии электроэнергия (рис. 5).

Автонастройка ПИ-регуляторов

При помощи автоматической настройки встроенных ПИ-контролеров привод отслеживает реакцию системы на внесенные им поправки и соответственно корректирует их. Таким образом, быстро обеспечиваются точность и стабильность работы системы.

Логическая функция, обеспечивающая поочередную работу двух насосов. Встроенный таймер обеспечивает равные коэффициенты загрузки насосов.

Крайняя точка рабочей кривой

Функция обнаружения повреждений и утечек в системе. При переходе насоса в крайнюю точку рабочей кривой привод подаст аварийный сигнал, отключит насос или произведет другое предустановленное действие.

Стандартный каскадный контроллер

Встроенный каскадный контроллер позволяет управлять тремя насосами, один из которых является неизменным ведущим.

Функция начального разгона обеспечивает быстрое ускорение насоса до минимальной скорости, начиная с которой происходит обычный разгон. Такой разгон предотвращает повреждение подшипников.

Интеллектуальный логический контроллер

VLT AQUA Drive снабжен функциями логического последовательного управления, основанного на событиях и действиях.

VLT AQUA Drive может быть оснащен опцией безопасного останова (Safe Stop) категории 3 согласно стандарту EN 954-1. Функция Safe Stop препятствует непреднамеренному включению привода.

Пример выбора преобразователя частоты для насоса ГВС.

Технические данные электродвигателя: мощность 11 кВт, номинальный ток 20 А, 3 фазы 380 В, 2900 об/мин, перекачиваемая жидкость — вода, место установки помещение ЦТП. Выбираем преобразователь частоты VLT AQUA Drive код 131B9001, 11 кВт, IP55

Также стоит отметить, что при выборе ПЧ необходимо проверять номинальный ток, чтобы номинальный ток двигателя не был выше номинального тока ПЧ. Из рассмотренного выше примера видно: номинальный ток ПЧ — 24 А, номинальный ток насоса — 20А.

Преобразователь частоты подобран корректно.