Сегодня во всем мире распределение электроэнергии осуществляется приблизительно в следующих пропорциях:
• Питание электроприводов 69%
• Освещение 6%
• Прочее 25%
Та электроэнергия, которая тратится на все электроприводы, в свою очередь тоже делится на проценты, из которых около 50% приходится на долю компрессоров, вентиляционных систем и насосов. Эти механизмы объединены в один класс нагрузочных элементов для электропривода, так как имеют схожие технические характеристики.
Обычные схемы подачи питания на вентиляционные и насосные установки основаны на изменении числа работающих агрегатов в зависимости от уровня в регулируемом резервуаре, давления в диктующей точке сети и тому подобных технических параметров. Все эти способы направлены на поддержание нужного давления, а энергетические параметры транспортировки воды почти не учитываются.
Хотя выбирается электротехническое и гидравлическое оборудование для насосных станций по наилучшим техническим параметрам, но в реальности получается, что насосные установки иногда вообще не выходят на проектные режимы. Также имеют место сезонные, недельные или суточные колебания напоров и расходов воды, что сказывается на положительных рабочих характеристиках оборудования.
Возникла необходимость в эффективном управлении производительностью системы транспортировки воды, чтобы она обладала плавным регулированием всех нужных параметров насосов без лишних затрат электроэнергии. При этом желательно иметь возможность прецизионно влиять на ключевые параметры технологических процессов подачи воды.
В настоящее время с развитием современных электрических и электронных технологий разработаны относительно недорогие методики для обеспечения работы насосных станций, основанные на регулировании частоты вращения приводных двигателей с помощью преобразователей частоты. На переднем крае разработки и производства подобных приборов стоят такие известные бренды, как Шнайдер Электрик, Данфосс, Сименс, Дельта и т.д. При такой технологии сберегается тепловая и электрическая энергия, сокращается общий расход воды, увеличивается срок службы элементов насосных установок. Частотное регулирование позволяет также избежать различных аварийных ситуаций, которые иногда возникают при гидравлических ударах, когда меняются режимы работы насосов.
Как же работает преобразователь частоты?
Это устройство преобразовывает переменный ток питающей сети одной частоты в ток питания двигателя привода произвольной частоты. При этом меняется скорость вращения вала двигателя. Схема частотника состоит из управляющей и силовой части. Преобразователи частоты Danfoss последних поколений имеют компактный корпус, изготовленный из влагонепроницаемых материалов, и достаточно удобный интерфейс, который не слишком подготовленный персонал может использовать даже в проблемных условиях.
Применение этого современного оборудования имеет следующие преимущества:
• Уменьшается производственные расходы на ремонт оборудования подачи воды, а ресурс его службы повышается в 1, 5 раза.
• Автоматизируется инфраструктура подачи воды, исключается влияние человеческого фактора на её работу, тем самым снижаются трудозатраты персонала насосной станции.
• За счет уменьшения утечки воды и оптимизации режимов ее подачи в систему снижается ее общий расход, прежде всего за счет периодов, когда потребление находится на низком уровне.
• При грамотной настройке электропривода экономия электроэнергии достигает 50%.
• Всегда есть возможность увеличить напор до нужного уровня в зависимости от потребления в магистрали.
• Экономится тепло и в системах горячего снабжения, за счет того, что снижаются его потери.
Любая технико-экономическая экспертиза может провести на насосной станции соответствующее исследование и убедиться, что внедрение в производство преобразователей частоты окупится уже через 1,5 — 2 года и будет иметь долгосрочную выгоду. Современный рынок имеет широкий диапазон цен на частотные преобразователи и сопутствующие аксессуары, которые зависят от марки и функциональности прибора.