9.3. Применение регулируемых электроприводов для оптимизации режимов эксплуатации электропотребляющего оборудования

Необходимо отметить, что насосы и вентиляторы являются основными потребителями электроэнергии объектов коммунального хозяйства. От их правильного подбора, технически грамотной эксплуатации и применения экономичных способов регулирования зависит экономичность работы всей системы. Наибольшие потери возникают при неноминальных режимах эксплуатации этого оборудования.

Регулируемый электропривод быстро окупает себя, если правильно подобранные и частично загруженные насосы большую часть времени работают при пониженных подачах.

Методика оценки эффективности применения РЭП приведена в "Инструкции по расчету экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода", разработанной АО ВНИИЭ и МЭИ.

В качестве примера экономический эффект применения ЧРП в насосных станциях ЦТП коммунальной сферы может быть рассчитан по следующей методике:

1. Регистрируются номинальные данные насоса (Q_н, Н_ном, _н..ном) и двигателя (мощность Р_дв.ном, ток I_ном, частота вращения n_ном, КПД _ном, коэффициент мощности cos ).

2. В часы максимального потребления (для коммунальной сферы это 8-10 ч. или 18-20 ч, для административных зданий 13-15 ч) измеряют напор на входе Н_вх и выходе Н_вых насоса по манометрам, установленным в системе водоснабжения , 1-3 измерения в течение часа усредняются.

3. В тех же режимах с помощью токоизмерительных клещей

или амперметра измеряют ток двигателя I. Результаты усредняются. Проверяется соотношение I  I_ном.

4. Измеряется средний расход Q_ср за сутки по разности показаний расходомера в начале Q₁ и в конце Q₂ контрольных суток, м³/ч:

Q_ср = (Q₂ –Q₁)/24. (9.18)

Возможно определение среднего за сутки расхода по объему

перекаченной жидкости V за сутки, м³:

Q_ср = V/24. (9.19)

5. Рассчитывается минимально необходимый общий напор при наибольшей подаче по формуле (статический + динамический напоры, м. вод. ст.):

Н_необх = C N + D, (9.20)

где N – число этажей (включая подвал - для индивидуальных тепловых пунктов), для группы домов - число этажей самого высокого дома; CN – дополнительный статический напор, создаваемый сетевым насосом; С = 3 – для стандартных домов, С = 3,5 – для домов повышенной комфортности; D = 10 – для одиночных домов и 15 – для группы домов, обслуживаемых ЦТП.

6. Оценивается требуемый дополнительный напор, создаваемый регулируемым насосом, м:

Н_треб = Н_необх – Н_вх. (9.21)

7. Определяется требуемая мощность преобразователя частоты

Р_ПЧ = (1,1 - 1,2) Н_треб Q_ср/(367 _н _дв.ном). (9.22)

Значение КПД насосного агрегата _НА определяют по выражению

_НА = К _дв.ном, (9.23)

где К – определяют по графику (рис.8.3) для расхода Q_cp, измеренного в п. 4 и отнесенного к Q_ном из п.1.

Рис. 9.3. График среднего расхода за сутки

8. Определяется стоимость годовой экономии электроэнергии, р//год, по формуле

, (9.24)

где Э_год – электроэнергия, сэкономленная за год, кВтּч; t_год – число часов работы оборудования в течение года; Ц_эл – цена кВтּч электроэнергии, р.

9. Определяют стоимость годовой экономии воды вследствие уменьшения разбора:

, (9.25)

где В_год – объем воды, сэкономленной за год, м³; Ц_В – цена 1 м³ воды, с учетом очистки, р.,

или USD; Н_вых, Н_необх – напор, обеспечиваемый хозяйственными насосами ЦТП.

10. Определяется годовая экономия тепловой энергии за счет сокращения потребления горячей воды (дополнительно для системы горячего водоснабжения), Гкал/год:

 = C t B_г.В 10^-3, (9.26)

где С - коэффициент теплоемкости воды, ккал/кг °С, С = 1; t - расчетный перегрев горячей воды на ЦТП, °С; B_г.В - экономия горячей воды за год, т.

Для типовых ЦТП расчетный расход горячей воды принимается 0,4 от общего расхода воды, подаваемой хозяйственными насосами. Цена годовой экономии тепловой энергии, Г_кал руб/год

Ц_ =  Ц_Гкал, (9.27)

где Ц_Гкал – цена 1 Гкал теплоты, р. или USD.

11. Оценивается ориентировочный срок окупаемости дополнительного оборудования Т_ок, год:

, (9.28)

где Ц_ПЧ - стоимость дополнительного оборудования ЧРП, включая установку.

Также разработаны методики расчета эффективности использования ЧРП с другими нагрузками.

В простейшем случае оценка эффективности применения энергосберегающих проектов проводится по сроку окупаемости инвестиций, необходимых для реализации этих проектов:

T_ок = И / Э _год , (9.29)

где И – суммарные инвестиции на реализацию энергосберегающего проекта; Э – годовой экономический эффект от применения энергосберегающего проекта, включая экономию энергоресурсов и других затрат предприятия за вычетом годовых затрат на эксплуатацию оборудования.