Tulostarina

Taajuusmuuttajan älykkyys parantaa pumppauksen energiatehokkuutta

Pumppujen pyörimisnopeuden säätö taajuusmuuttajia käyttä-mällä on osoittautunut merkittäväksi keinoksi parantaa pump-pauksen energiatehokkuutta. Energiatehokkaan säädön lisäksi modernin taajuusmuuttajan kyky monitoroida sähkömoottorin ja pumpun toimintatilaa antaa uudenlaisen mahdollisuuden pumppaustehtävän optimointiin.

Energiatehokkuuden parantaminen teollisuuden ja yhteiskunnan prosesseissa on yksi tärkeimmistä keinoista, joilla ihmiskunnan tuottamia kasvihuonekaasupäästöjä pyritään vähentämään. Pumppaussysteemien energiasäästöpotentiaali on merkittävä, sillä pumppujen käyttämän sähkön osuus voi olla jopa kolmannes eri tuotanto- ja palveluprosessien kokonaissähkönkulutuksesta.

Tutkimustyössä tarkasteltiin rinnankäyvien pumppuyksiköiden ohjausmenetelmiä erityisesti energiatehokkuuden näkökulmasta. Pumppujen rinnankäyttö on tavallista monissa veden käsittely ja -jakeluprosesseissa sekä teollisuuden pumppaustehtävissä. Pumppujen käytön optimointi on perinteisesti toteutettu mallin-tamalla sekä pumppujen tuoton että järjestelmän ominaisuuksia eri toimintatiloissa. Usein pumppaamoilta on kuitenkin saatavissa vain rajattu kuvaus systeemistä ja pumpun ominaisuuksista, eikä tavallisesti vaadittavaa tuoton monitorointia ole käytettävissä. Ilman monitorointia pumppuyksikkö ei kerro käyttäjälleen ener-giatehokkuudestaan tai toimintatilastaan mitään. Taajuusmuutta-jalla tähän arvokkaaseen tietoon päästään käsiksi ja sitä voidaan myös hyödyntää pumppujen ohjauksessa.

Vaikka taajuusmuuttajien määrä pumppaussysteemeissä tulee varmasti kasvamaan, pelkkä laitteiden asentaminen järjestelmään ei vielä riitä. Lisäksi tarvitaan helposti käyttöön otettava ohjausstra-tegia, jotta käyttäjät pystyvät hyödyntämään tarjolla olevan energiansäästöpotentiaalin.

Viholainen tutki työssään pumppujen toimintapisteen määritystä usealla menetelmällä, jotka kaikki perustuvat osaltaan taajuusmuut-tajan antamiin tietoihin pumppuyksiköiden toiminnasta. Menetelmät hyödyntävät mm. taajuusmuuttajan pyörimisnopeus- ja tehoesti-maatteja, sekä pumppujen ominaiskäyriä. Menetelmien tarkkuutta ja soveltuvuutta pumppujen ohjaukseen tutkittiin laboratoriomittauksin.

Tutkimustyön tuloksena luotiin myös taajuusmuuttajan älykkyy-teen ja monitorointikykyyn perustuva rinnankäyvien pumppaus-yksiköiden ohjausstrategia, jonka tavoitteena on käyttää pumppu-ja energiatehokkaasti vaihtelevissakin systeemiolosuhteissa ilman suoraa tilavuusvirran mittausta tai systeemin ominaisuuksien mallintamista. Ohjausstrategian toimintaa testattiin yliopiston pumppulaboratoriossa, joka koostui kahdesta taajuusmuuttajilla ja oikosulkumoottoreilla varustetusta keskipakopumpusta ja putkistosysteemistä.

Tehty tutkimus osoittaa, että energiatehokas rinnankäyvien pumppujen ohjaus on mahdollista vähäisemmilläkin lähtötiedoil-la, kun hyödynnetään taajuusmuuttajan mahdollistamaa epäsuo-raa pumpun toimintapisteen mittausta.

Taajuusmuuttajan älykkyys parantaa pumppauksen energiatehokkuutta

Lisätietoja: EFEU ohjelmapäällikkö Juha Leppävuori, juha.leppavuori@vtt.fi

Pumppujen pyörimisnopeuden säätö taajuusmuuttajia käyttämällä on osoittautunut merkittäväksi keinoksi parantaa pumppauksen energiatehokkuutta. Energiatehokkaan säädön lisäksi modernin taajuusmuuttajan kyky monitoroida sähkömoottorin ja pumpun toimintatilaa antaa uudenlaisen mahdollisuuden pumppaustehtävän optimointiin.

Pumppujen pyörimisnopeuden säätö taajuusmuuttajia käyttä- Vaikka taajuusmuuttajien määrä pumppaussysteemeissä tulee

toimintatilaa antaa uudenlaisen mahdollisuuden pumppaustehtävän optimointiin.