改进冷却塔的水泵调节,最高可节能 70%

格兰富利用智能温度控制提升系统效率照片:应用经理 Michael Laustsen 介绍说,对于搭配大超规格泵、系统负荷大幅波动的常用冷却塔,格兰富的 iSOLUTIONS 控制方法最多能节省 70% 的能源支出。
智能温度控制

格兰富应用经理 Michael Laustsen 称,工业冷却系统使用一些最大规格的泵,而且是持续运行,但如果无人负责系统管理,常常会导致效率下降,电费高企。

“咨询公司常常是从一家供应商采购冷却压缩机,向另一家供应商采购冷却塔,又向我们采购泵,最后请当地承包商进行组装”,Michael Laustsen 解释说。 “如果承包商不了解正确的连接和设定方法,将造成巨大的能源浪费和高昂的成本”。

“无论工厂生产何种产品,重点往往被放在工艺流程的优化上。 没有人负责确保冷却系统高效运行”。

格兰富可以帮助公司避免这种代价不菲的低效率——在系统负荷不断变化的情况下,一般最多可节省 70% 或更多。

“我们从事这个行业已有几十年”,Michael Laustsen 说。 “我们对冷却系统和电子技术有着深入了解,有能力解决这个问题。 我们认识许许多多的冷却塔和冷却压缩机供应商,也懂得各个部件如何协同运作。 我们还拥有控制系统,所以能拿出切实有效的办法”。


“在工业冷却应用中,恒定负载的情况非常少见。 目前来说,一旦您降低负载,直接温度控制方案仍是最有利的”。

Michael Laustsen,格兰富应用经理

图 1:调节阀,水泵始终以最大速度运行

选择控制策略

以标准换热器为例,控制出口温度的方法主要有三种(图 1 - 图 3,按照实现的总效率由低至高排列)。

每个方案的目的相同: 维持换热器的出口温度恒定。 方案的选择对系统整体效率及运行成本具有重大影响。

第二个选项(图 2)同样是利用阀门调节温度,但内有一个变频器,用于维持压差恒定。

图 2:恒定压差,搭配一个可调速泵

“该方案的好处是能够避免系统压力过大,因此能耗低于第一种装置”,Michael Laustsen 说。 “不过,阀门的压力损失问题仍然存在,而且既需要调节阀,又需要变频器,会导致成本增加。 此外,该系统要调节两次才能达到某个负荷值,比较复杂”。

无需阀门
第三种装置的方法更为直接。 它无需阀门,因为它在最重要的地方——换热器管道内装有一个传感器,用于测量温度,并将信号直接传送给配有变频器的水泵。 水泵的速度变化取决于达到正确的温度需要多大的流量。

图 3:温度控制。 温度信号直接反馈给可调速泵。

“在关键的温度监控点之间无需额外的控制柜、电子变流器或调节阀,您想要的一切,它都能实现”,Michael Laustsen 解释道。 “因此,不会有阀门压力损失的问题。 无论负载如何变化,泵始终保持高效率,能耗也比较低。

“此外,还可以监视和储存温度数据,对于一切都要记录的食品、饮料和制药公司来说,无疑特别实用”,他补充道。

“该方法只有一个缺点:并非所有应用都适用——例如水泵后方有多个冷却回路的时候。 在此情况下,系统将无法辨别需要调节哪一个泵,这时就只能选择压差恒定的 2 号装置”。


“没有人负责确保工厂的冷却系统高效运行”。

Michael Laustsen,格兰富应用经理

图 4:在负载恒定的系统中,这三种策略同样表现良好,但是当负载下降时,直接温度控制的效率和节能效果最佳。

增效节能
对于小型泵和/或很少使用的泵来说,系统效率不是什么大问题,但工厂使用的冷却泵通常是最大的泵,而且是每天 24 小时不间断运行。 因此,控制策略、系统效率和负载特性对于冷却应用的影响极大。

“如果系统要求始终以恒定负载运行,并且泵的规格适当,则三种调节策略的结果不会有差别”,Michael Laustsen 解释说。 “但在工业冷却应用中,恒定负载的情况很少见。 目前来说,一旦您降低负载,直接温度控制方案仍是最有利的”(参考图 4)。

资料来源: 格兰富

负债特性对能耗的影响
因此,在选择装置时,显然必须考虑负载特性。 图 5 中列举了三种负载特性,表明恒定压差装置的能耗远低于调节阀系统。 不过,直接温度控制仍是目前能效最高的选项。

图 5:三个负载特性的例子——A、B 和 C,以及使用恒定压差和温度控制选项时的节能百分比。 在负载特性 A 中,系统随机发出流量请求,因此在泵特性曲线的各个点,泵都会提供流量。 负载特性 B 比较稳定,大部分时间的流量要求保持不变;可以选择适当规格的泵,使之在大部分时间内以最佳效率运行。 负载特性 C“在许多应用中或许最为常见”,Michael Laustsen 说。 “泵的规格过大,工作流量远低于实际设计流量。 这导致在大部分时间内,电机和泵的效率低下”。资料来源:格兰富

“大多数冷却泵都规格过大,我们最常见到的是负载特性 C”,Michael Laustsen 说,“对于这种负载特性,温度控制方案极具优势”。 实际上,图 5 显示,在这种情形下,温度控制装置能够节能 72%。

智能解决方案
在工业冷却应用中,影响运行成本的因素有五个,归纳如下:

泵和电机的效率
• 调节模式
• 系统规格
• 负载特性
• 系统损失

这正是格兰富 iSOLUTIONS (智能解决方案)的用武之地。 该方法不只是针对水泵,而是对整个泵系统进行优化。 格兰富致力于发现客户需求,帮助他们规避长期成本——例如,为工业冷却应用搭建最智能、最高效的泵调节系统。

“我们会对销售人员进行培训,让他们针对具体应用,说明各种解决方案的利弊”,Michael Laustsen 说。 “有的客户可能会说‘我不管——我不会为了变频器多付钱’,但我们总是清楚解释各个选项的利弊。 如果您打算建造一个新系统,那么越早和我们讨论,效果越好”。

图片:Michael Laustsen 称,无论是生产何种产品,工厂总是将重点放在工艺流程的优化上。 “没有人负责确保冷却系统高效运行”。

关于格兰富温度控制

点击此处 详细了解格兰富如何帮助公司优化温度控制系统,以最大限度提高效率和节省能源。

作者:Justyn Barnes





    Facebook Twitter LinkedIn Technorati