Transforming energy into solutions

Transcriptie

1 Transforming energy into solutions Robert Berger Owner / Director EN otoren artijn Brinks Business Unit manager WEG Netherlands mbrinks@weg.net artijn Brinks BU manager WEG Netherlands

2 Fabrikant van elektromotoren Speciale motoren in kleine series of enkele stuks. Ontwikkelt samen met klanten speciale motoren. Is dealer van WEG motoren Brazilië. Past veel WEG motoren aan naar klant specificaties.

3 Opgericht in 1961, WEG is een van de grootste Producenten op gebied van elektotechnische en mechanische oplossingen et meer dan medewerkers is WEG als wereldwijde partner actief in meer dan 135 landen

4 Groei mondiaal iljard kwh US Energy Information Administration, 2011

5

6 Regelgeving EU Scope: Enkeltoerige, 3 fasen (inductie) motoren 2, 4 and 6 pool Van0.75 to 375kW Frequentie: 50, 60 en 50/60Hz Voltage tot 1000V Requirements Nameplate informatie: Efficiency level (IE2/IE3) Efficiency values for 50, 75 and 100% load CE mark

7 Regelgeving EU Directive 640/2009 NIET van toepassing op: otoren welke ontworpen zijn om volledig ondergedompelt te opereren; otoren welke compleet geintergreerd zijn in een produkt (bijvoorbeeld tandwiel, pomp, fan of compressor) en waarvan het energieverbruik niet onafhankelijk bepaalt kan worden; 2 speed motors otor specifiek ontwikkeld voor de volgende toepassingen: Hoogte boven de meter boven zeeniveau; Omgevingstemperatuur boven de 60 C; aximum werktemperatuur boven de 400 C; Standaard omgevingstemperatuur kleiner of gelijk aan -30 C Waar de koelwatertemperatuur bij ingang lager is dan 0 C of hoger dan 35 C; In potentiele Ex omgevingen volgens Directive 94/9/EC van het Europees Parlement en de Concil; Rem motoren. Dedicated Frequentie omvormer design (not suitable for DOL) TEAO

8

9

10 Andere technieken? Synchroon reluctance Permanent magneet Geen magneten, geen rotorkooi Geen joule verliezen in de rotor Vergelijkbare stator als asynchrone motor Separate besturing (Frequentie omvormer) vereist. relatief hogere stroom, lagere power factor eest efficiente techniek Koppels in verhouding met stroom en formaat zijn groot hoge power factor Separate besturing (Frequentie omvormer) nodig Rare earth magneten

11 EC motoren Hybrid motoren BLAC or BLDC motoren eestal feriet magneten et name voor lage vermogens (huishoudelijk) Eenvoudige fabricage Separate (soms geintergreerde) besturing nodig Standaard Asynchrone rotor kooianker voor starten Permanent (rare earth) magneten voor continu bedrijf GEEN separate besturing nodig et name geschikt voor applicaties met lage massatraagheid

12

13 Hoog rendement, hoger dan kortsluitanker motoren. Bij gelijk vermogen kleiner dan kortsluitanker motoren. Hoog rendement bij lage toerentallen. Kan met dezelfde frequentie omvormer als kortsluitanker motoren. Duurder. Gevoelig voor hoge temperaturen en trillingen. Niet zo goed overbelastbaar. Onderhoud.

14 In de rotor van de kortsluitanker motor vindt energie omzetting plaats, dus verlies.

15 Bijna altijd als IEC normmotor. 55kW 4-polig zit in frame 250 Dat betekent ashoogte 250mm Flens/voet maten naar norm As diameter naar norm

16 De stappen om van IE1 naar IE4 te komen: eer blik eer koper Eventueel zelfs koper in de rotor Kleinere waaier

17 De motoren blijven in IEC norm maar gaan toch groeien.

18 De consequentie: Van 92,1% rendement naar 95,8% De consequenties: Voordelen: Nadelen: - rendement - minder warmte - minder luchtverplaatsing - minder lawaai - duurder in aanschaf - groter maar wel binnen IEC - zwaarder - massatraagheid groter - bij vervanging kunnen niet IEC gebonden inbouwmaten probleem geven - lagere cos phi - nominaal stroom wordt niet lager

19 IE0 IE1 IE2 IE3 IE4 (1997) Efficiëntie % 91,3 92,1 93,5 94,6 95,8 Verlies kw 5,24 4,71 3,82 3,14 2,41

20 Wat levert het op van IE0 naar IE4? Geïnstalleerde motor 55 kw 4-polig 1997 IE0 Uren / dag 20 Dagen / jaar 360 / kwh 0,08 91,3 Efficiëntie ɳ (%) 95, Jaarlijks verbruik (kwh) ,00 Jaarlijks verbruik ( ) W22 Super Premium motor 55 kw 4-polig IE ,00 Jaarlijkse besparing (kwh) Jaarlijkse besparing ( ) 1.595,-

21

22 Typeplaat gegevens opnemen: Spanning u Stroom I Cos ϕ Vermogen P Formule: P=u x Ѵ3 x I x cos ϕ x eff Dus: P = eff u x Ѵ3 x I x cos ϕ

23 The electrical energy used at the Industry represents ~30% The electrical motors consumption at the industry represents ~65%

24 En nu?

25 Extended product approach? De beslissing om te investeren in nieuwe machines wordt niet eenvoudig. Verschillende oplossingen en technieken voor complete systemen zorgen voor een moeilijke manier van vergelijking. Europese commissie heeft de standard EN gecreerd om complete machines te vergelijken onafhankelijk van de oplossing Extended product approach

26 at is de Extended product approach? Extended product (EP) is de combinatie van een motor SYSTEE en de aangedreven machine. Doel is om een Energy efficiency index (EEI) te creëren door middel van een semi analytisch model (SA)

27 at is de Extended product approach? Kijk naar de applicatie Wat is de principe werking? Kijk naar proces Wat is het te verwachten belastingspatroon? Kijk naar het aandrijfsysteem Wat is de totale efficiency hiervan?

28 Wat is de principiele werking van de machine?

29 Wat is het belastingspatroon van de installatie?

30 Wat is de efficiency van het aandrijfsysteem? Leveranciers moeten de efficiency van het systeem op 8 vastgestelde werkpunten opgeven welke door het SA gebruikt worden om de efficiency te bepalen. Systeem efficiency heeft een referentie waarde voor verliezen van X Watt. Dit is IES1 De gecombineerde verliezen geven een waarde van Y Watt. Is Y 20% groter dan X IES0 Is Y 20% minder dan X IES 2

31 Hoe wordt nu de EEI bepaald? otor system data Applicatie werkpunten SA van het motorsysteem SA van de aangedreven machine SA van het EXTENDED PRODUCT Applicatie Koppel en werkpunten Verliezen op gestandaardiseerde werkpunten volgens de EN Extended product approach standaard Specificeer een interpolatie procedure Bepaal vermogensverliezen Specificeer de calculatie om de EEI te bepalen op basis van de applicatie Energie efficiency index (EEI)

32 Is de extended product approach de uitkomst of niet?

33 Voorbeeld Vraag: Kan WEG helpen bij het reduceren van het energiegebruik van het hoofdventilatiesysteem van een evenementenhal?

34 Huidige situatie 4 x 75kW 4P DOL eerdere V-snaren Kleppen gestuurde luchttoevoer Systeem uit de Jaren 80 8 x 18,5kW 4P DOL eerdere V-snaren Systeem uit de Jaren 80

35 Systeem analyse huidige equipment Supply motor 4 x 75kW Starting system DOL Drive system ultiple V-belts Efficiency Approx 89% Running hours/yr full speed Extract motors 8 x 18,5kW Starting system DOL Drive system ultiple V-belts Efficiency Aprox 86% Running hours/yr full speed Totaal energieverbruik (@ 8 cent per kwh) ,- per jaar ,- per jaar

36 Verbeterpunten? Check process Kleppen besturing Check motorvermogen Rendabel? Check overbrenging Andere snaren? Procesbeheersing op basis van luchtkwaliteit

37 Nieuwe situatie x 55kW 4P Sturing door WEG CFW 11 VFD Polybelt riemoverbrenging Geen kleppen IE3 motoren 8 x 15kW 4P Sturing door WEG CFW 11 VFD Polybelt riemoverbrenging Geen kleppen IE3 motoren

38 Vergelijk oud en nieuw Original equipment New equipment Supply motor 4 x 75kW 4 x 55kW Starting system DOL VFD Drive system ultiple V-belts Polychain Efficiency Approx 89% 95% Extract motors 8 x 18,5kW 8 x 15kW Starting system DOL VFD Drive system ultiple V-belts Polychain Efficiency Aprox 86% 92,5% Running hours/yr full speed hi speed low Enery savings 1 st year 70% Total cost saving 1 st year 30% (+/ ,-) ROI < 1 year Estimated cost savings 2 nd year 40%

39 Wat nu? De extended product approach kan de volgende stap worden om energie te besparen. Het kan met name helpen om verschillende oplossingen voor de zelfde uitdaging bespreekbaar en vooral vergelijkbaar te maken. Voor veel leveranciers staat deze benadering op dit moment nog in de kinderschoenen en dient dit verder onderzocht te worden. Daarnaast is het de vraag of het wenselijk is om dit voor elke nieuwe (vervanging) aanschaf te bepalen. Toch kunt u, met behulp van gezond boeren verstand nu al stappen maken om uw elektrische installatie energiezuiniger te maken. Door in gesprek te gaan met uw leverancier kunt u al snel verbeterpunten realiseren.

40

41 The end Robert Berger Owner / Director EN otoren artijn Brinks Business Unit manager WEG Netherlands