سوال ۵۰۰۰ PSI تقریباً در هر ممیزی انرژی قالب‌گیری تزریقی که با مشتریان اروپایی انجام می‌دهم، مطرح می‌شود. مدیر کارخانه می‌خواهد قبض برق کمتری داشته باشد. سرپرست تعمیر و نگهداری می‌خواهد زیرساخت پمپ موجود را حفظ کند. مدیر مالی می‌خواهد محاسبه بازگشت سرمایه انجام شود. هر ذینفع این سوال را به طور متفاوتی مطرح می‌کند و پاسخ به داده‌هایی بستگی دارد که همیشه فقط از مشخصات سیستم مشخص نیست.

این مقاله خلاصه‌ای از آموخته‌های من از پروژه‌های مقاوم‌سازی VSD در سلول‌های قالب‌گیری تزریقی، هیدرولیک ماشین ابزار و کاربردهای تجهیزات سیار است. این چارچوب چه در حال ارزیابی یک ... باشید و چه نباشید، کاربرد دارد.پمپ پره ای فشار قوی T7-Eارتقا یا مشخص کردن یک مورد جدیدسیستم سروو هیدرولیکآستانه ۵۰۰۰ PSI دلخواه نیست؛ بلکه منعکس کننده منحنی کارایی است که در آن اقتصاد VSD از حالت قانع کننده به حالت حاشیه ای تغییر می کند.

نحوه‌ی عملکرد صرفه‌جویی در مصرف انرژی VSD

فناوری درایو سرعت متغیر با تطبیق سرعت موتور با تقاضای جریان، مصرف انرژی پمپ را کاهش می‌دهد. در یک سیستم پمپ سرعت ثابت، پمپ هر زمان که موتور کار می‌کند، جریان کامل را ارائه می‌دهد و جریان اضافی از طریق شیر اطمینان فشار تخلیه می‌شود. این جریان تخلیه شده نشان‌دهنده اتلاف خالص است: موتور تمام توان را برای فشرده‌سازی روغن مصرف می‌کند که بلافاصله به گرما تبدیل می‌شود.

برای ارزیابی خریدارانپمپ‌های سری Vدر کنار پلتفرم‌های T6/T7، روش محاسبه صرفه‌جویی در مصرف انرژی در هر دو خانواده به طور یکسان اعمال می‌شود.

VSD با کاهش سرعت موتور در هنگام کاهش تقاضای جریان، اتلاف ناشی از تخلیه را از بین می‌برد. پمپ فقط آنچه سیستم نیاز دارد را تحویل می‌دهد و شیر اطمینان تقریباً بسته می‌ماند. رابطه بین سرعت موتور و مصرف انرژی تقریباً مکعبی است، به این معنی که کاهش 20 درصدی سرعت، مصرف انرژی را تقریباً 50 درصد کاهش می‌دهد.

برای خریدارانی که به دنبال ارزیابی نوسازی درایوهای سرعت متغیر هستند، معیار مهم، نمودار چرخه کاری نصب واقعی است، نه حداکثر صرفه‌جویی نظری. پمپی که با ۸۰ درصد فشار نامی به مدت ۱۶ ساعت در روز کار می‌کند و به مدت ۸ ساعت بدون کار می‌ماند، نسبت به پمپی که به طور مداوم با ۹۵ درصد فشار نامی کار می‌کند، از نظر اقتصادی متفاوت خواهد بود. سناریوی اول بازگشت سرمایه قوی‌ای را به همراه دارد. سناریوی دوم اینطور نیست.

آستانه ۵۰۰۰ PSI و اهمیت آن

رقم ۵۰۰۰ PSI (۳۵۰ بار) مرتباً در مطالعات امکان‌سنجی مقاوم‌سازی VSD ظاهر می‌شود، زیرا در نقطه عطف منحنی راندمان پمپ قرار دارد. در زیر این فشار، پمپ‌های پره‌دار با سرعت ثابت، حتی هنگام تنظیم مجدد از طریق شیر اطمینان، راندمان معقولی را ارائه می‌دهند. بالاتر از این فشار، تلفات حجمی و مکانیکی با هم ترکیب می‌شوند و انرژی تلف شده سهم بسیار بیشتری از توان ورودی را تشکیل می‌دهد.

در عمل، اکثر سلول‌های قالب‌گیری تزریقی در بیشتر چرخه با فشار کمتر از ۵۰۰۰ PSI کار می‌کنند. مرحله فشار بالا در طول بستن قالب و تزریق رخ می‌دهد که روی هم رفته ممکن است ۲۰ تا ۳۵ درصد از زمان چرخه را تشکیل دهد. ۶۵ تا ۸۰ درصد باقی‌مانده مرحله خنک‌کاری، قالب‌گیری و خروج است که با فشار ۸۰۰ تا ۱۸۰۰ PSI کار می‌کند. استفاده از VSD در این چرخه کاری صرفه‌جویی قابل توجهی را به همراه دارد زیرا پمپ بیشتر وقت خود را در فشار پایین می‌گذراند.

تصویر اقتصادی برای کاربردهای فشار بالا مانند ریخته‌گری تحت فشار، قالب‌گیری و برخی عملیات پرس هیدرولیک تغییر می‌کند. این سیستم‌ها ممکن است به طور مداوم با فشار ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ PSI کار کنند و فضای کمی برای بهینه‌سازی VSD باقی می‌گذارند. پمپ صرف نظر از VSD نزدیک به حداکثر نقطه راندمان خود کار می‌کند، بنابراین قطعات الکترونیکی درایو بدون سود متناسب، هزینه را افزایش می‌دهند.

مشخصات پمپ پره ای سازگار با VSD

هر پمپ پره ای عملکرد VSD را انجام نمی دهد. محدودیت حداقل سرعت بیشترین اهمیت را دارد. پمپ های پره ای به سرعت چرخشی کافی نیاز دارند تا پره ها را در مقابل حلقه بادامک توسط نیروی گریز از مرکز باز کنند. در کمتر از این حداقل، پره ها به طور کامل باز نمی شوند، نشتی داخلی افزایش می یابد و سایش به طرز چشمگیری تسریع می شود.

مشخصات کامل T7-E در اینجا موجود است.مرکز دانلود فنی، شامل منحنی‌های راندمان نامی در سراسر محدوده سرعت عملیاتی.

سری T7-E که ما برای کاربردهای VSD توصیه می‌کنیم، برای عملکرد مداوم بین ۲۰۰ تا ۱۸۰۰ دور در دقیقه مناسب است. این محدوده سرعت، کاهش قابل توجه سرعت را برای دوره‌های تقاضای جریان کم، ضمن حفظ یکپارچگی امتداد پره، امکان‌پذیر می‌سازد. عملکرد زیر ۲۰۰ دور در دقیقه از نظر فنی برای مدت زمان کوتاه امکان‌پذیر است، اما فرسایش را تسریع می‌کند و برای عملکرد مداوم توصیه نمی‌شود.

مشخصات موتور به اندازه مشخصات پمپ اهمیت دارد. موتورهای القایی استاندارد برای جهش‌های ولتاژ و محتوای هارمونیک تولید شده توسط درایوهای فرکانس متغیر معمولی طراحی نشده‌اند. موتورهای اینورتر با عایق تقویت‌شده، افزایش دمای نامی پایین‌تر و اغلب یک فن خنک‌کننده جداگانه برای سرویس قابل اعتماد VSD مورد نیاز هستند. استفاده از یک موتور استاندارد با تغذیه VSD منبع رایجی برای خرابی زودرس موتور است.

وقتی VSD در مصرف انرژی صرفه‌جویی نمی‌کند

پروفیل فشار به تنهایی اقتصاد VSD را تعیین نمی‌کند. سه عامل دیگر می‌توانند یک پروژه VSD که از نظر تئوری جذاب است را به یک پروژه نوسازی اتلاف انرژی تبدیل کنند.

اولاً، تلفات الکتریکی موتور و درایو بخشی از صرفه‌جویی در مصرف پمپ را جبران می‌کند. درایوهای فرکانس متغیر معمولاً با راندمان ۹۵ تا ۹۸ درصد کار می‌کنند و موتورهای اینورتر در مقایسه با موتورهای استاندارد، ۲ تا ۵ درصد تلفات دارند. وقتی این تلفات الکتریکی به افزایش راندمان پمپ اضافه شود، بهبود خالص سیستم کاهش می‌یابد. برای پمپ‌های بسیار کوچک، سربار الکتریکی می‌تواند به طور کامل از صرفه‌جویی در مصرف پمپ فراتر رود.

دوم، کاربردهایی که دارای نوسانات سریع فشار هستند، بهینه‌سازی VSD را با شکست مواجه می‌کنند. اگر فشار سیستم هر چند ثانیه بین ۵۰۰ تا ۴۵۰۰ PSI نوسان کند، درایو نمی‌تواند به اندازه کافی سریع پاسخ دهد تا سرعت هر فاز را بهینه کند. پمپ در نهایت با سرعت تقریباً حداکثر کار می‌کند تا بتواند پیک‌های گذرا را مدیریت کند، که این امر بیشتر پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی را خنثی می‌کند.

سوم، VSD در سیستم‌هایی با مدیریت حرارتی ناکافی می‌تواند نتایج بدتری نسبت به عملکرد با سرعت ثابت ایجاد کند. موتورهای سرعت متغیر به دلیل کاهش جریان هوای خنک‌کننده، در سرعت‌های پایین گرمای بیشتری تولید می‌کنند. اگر موتور برای چرخه کاری مناسب نباشد یا اگر نصب فاقد خنک‌کننده تکمیلی باشد، دمای سیم‌پیچ موتور افزایش می‌یابد و عمر مفید موتور به طور چشمگیری کاهش می‌یابد.

VSD در مقابل حسگر بار: انتخاب فناوری مناسب

سیستم‌های هیدرولیک مبتنی بر حسگر بار، از طریق مکانیسمی متفاوت، صرفه‌جویی انرژی قابل مقایسه‌ای با سیستم‌های VSD ارائه می‌دهند. حسگر بار به جای تغییر سرعت پمپ، جابجایی پمپ را برای مطابقت با فشار مورد نیاز تغییر می‌دهد. خروجی پمپ به طور مداوم بر اساس بازخورد فشار سیستم تنظیم می‌شود و زاویه صفحه زاویه‌سنج پمپ، جریان را کنترل می‌کند.

حسگر بار سریع‌تر از VSD به گذراهای فشار پاسخ می‌دهد و آن را برای کاربردهایی با تغییرات سریع تقاضا مناسب می‌کند. مزیت آن پیچیدگی است: پمپ‌های حسگر بار به جبران‌کننده‌های فشار، شیرهای کنترل و خطوط بازخورد نیاز دارند که هزینه را افزایش می‌دهند و به نگهداری پیچیده‌تری نیاز دارند. VSD از پمپ‌های استاندارد با جابجایی ثابت استفاده می‌کند که مدار هیدرولیک را با هزینه زیرساخت‌های الکتریکی پیچیده‌تر ساده می‌کند.

برای طراحی سیستم جدید، انتخاب اغلب به زیرساخت‌های موجود و تخصص اپراتور بستگی دارد. کارخانه‌هایی که قابلیت‌های تعمیر و نگهداری الکتریکی قوی دارند و قطعات هیدرولیک استاندارد را ترجیح می‌دهند، VSD را ترجیح می‌دهند. کارخانه‌هایی که تخصص هیدرولیک قوی و زیرساخت‌های سنجش بار موجود دارند، سنجش بار را در تاسیسات جدید ترجیح می‌دهند. به‌کارگیری یک فناوری در سیستمی که برای دیگری طراحی شده است، به ندرت از نظر اقتصادی منطقی است.

چک لیست پیاده‌سازی VSD در سیستم‌های پمپ پره‌دار

برای خریدارانی که آماده ارزیابی VSD در نصب پمپ پره ای موجود هستند، چک لیست شش مرحله ای زیر از رایج ترین خطاهای اجرایی که در سرویس میدانی دیده ام، جلوگیری می کند.

مراجع صنعتی مانندفدراسیون اروپایی جابجایی موادارائه راهنمایی‌های بیشتر در مورد ادغام VSD با واحدهای قدرت هیدرولیک در محیط‌های صنعتی.

ابتدا، مشخصات چرخه کاری واقعی را حداقل برای دو هفته از تولید نمونه ثبت کنید. فشار تخلیه پمپ، تقاضای جریان و جریان موتور را در فواصل یک ثانیه ثبت کنید. مجموعه داده‌های حاصل، محاسبه صرفه‌جویی در انرژی را هدایت می‌کند و تأیید می‌کند که آیا چرخه کاری از صرفه اقتصادی VSD پشتیبانی می‌کند یا خیر.

دوم، بررسی کنید که پمپ برای عملکرد با سرعت متغیر در محدوده سرعت برنامه‌ریزی‌شده، رتبه‌بندی شده باشد. پمپ‌های T7-E و اکثر پمپ‌های پره‌دار مدرن بر این اساس رتبه‌بندی شده‌اند، اما پمپ‌های قدیمی‌تر ممکن است اینطور نباشند. کار کردن یک پمپ بدون رتبه‌بندی در سرعت متغیر، باعث فرسایش سریع و خرابی زودرس می‌شود.

سوم، یک موتور با قابلیت کارکرد اینورتر با عایق کلاس F یا بالاتر و ضریب سرویس ۱.۱۵ یا بهتر انتخاب کنید. موتورهای استاندارد در صورت کارکرد VSD ظرف ۱۲ تا ۲۴ ماه از کار می‌افتند. هزینه ارتقاء موتور باید در محاسبه بازگشت سرمایه VSD لحاظ شود.

چهارم، درایو را با پروفایل‌های سرعت مخصوص پمپ پیکربندی کنید. حداقل سرعت نباید کمتر از 300 دور در دقیقه تنظیم شود تا یکپارچگی امتداد پره حفظ شود. شیب‌های افزایش و کاهش سرعت باید روی 5 تا 10 ثانیه تنظیم شوند تا از شوک هیدرولیکی جلوگیری شود. فرکانس‌های پرشی که رزونانس‌های مکانیکی را تحریک می‌کنند باید برنامه‌ریزی شوند.

پنجم، مبدل‌های فشار با زمان پاسخ مناسب نصب کنید. فرستنده‌های فشار صنعتی استاندارد با زمان پاسخ ۱۰۰ میلی‌ثانیه برای اکثر کاربردهای VSD کافی هستند. فرستنده‌های با پاسخ سریع‌تر (۱۰ میلی‌ثانیه) برای سیستم‌های با دینامیک بالا مورد نیاز هستند، اما هزینه بیشتری دارند.

ششم، برای کاهش هارمونیک در سمت برق برنامه‌ریزی کنید. درایوهای فرکانس متغیر اعوجاج هارمونیکی ایجاد می‌کنند که می‌تواند بر سایر تجهیزات در همان سرویس برق تأثیر بگذارد. راکتورهای خط یا فیلترهای هارمونیک اغلب برای رعایت استانداردهای IEEE 519 مورد نیاز هستند و هزینه آن باید در بودجه پروژه VSD لحاظ شود.

مثال محاسبه صرفه‌جویی در انرژی

یک سلول قالب‌گیری تزریقی معمولی که دو شیفت کار می‌کند، مرجع مفیدی برای محاسبه صرفه‌جویی در انرژی VSD ارائه می‌دهد. پمپ سرعت ثابت با توان نامی ۱۵ کیلووات کار می‌کند و موتور به طور مداوم در حال کار است. میانگین مصرف برق در طول چرخه، با احتساب تلفات شیر ​​اطمینان در فازهای فشار پایین، تقریباً ۹.۵ کیلووات است.

اضافه کردن VSD با پروفایل سرعت مناسب، میانگین مصرف برق را تقریباً به ۵.۸ کیلووات کاهش می‌دهد. صرفه‌جویی انرژی به طور مداوم به ۳.۷ کیلووات یا حدود ۳۱۰۰۰ کیلووات ساعت در سال با ۸۴۰۰ ساعت کارکرد می‌رسد. با نرخ برق صنعتی ۰.۱۰ دلار آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت، صرفه‌جویی سالانه تقریباً ۳۱۰۰ دلار آمریکا است.

هزینه سیستم VSD، شامل درایو، موتور اینورتر، دستمزد نصب و فیلترهای هارمونیک، معمولاً برای یک سیستم 15 کیلوواتی 6000 تا 9000 دلار آمریکا است. بنابراین، دوره بازگشت سرمایه ساده، بسته به مشخصات نصب و نرخ برق محلی، 24 تا 36 ماه است. عملیات سه شیفته، بازگشت سرمایه را به نصف کاهش می‌دهد و عملیات تک شیفته، آن را 50 تا 100 درصد افزایش می‌دهد.

VSD در پمپ‌های پره‌ای در مقابل سیستم‌های هیدرولیک سروو

سیستم‌های سروو هیدرولیک، که پمپ، موتور، درایو و قطعات الکترونیکی کنترل را در یک بسته واحد ادغام می‌کنند، جایگزین سطح بالایی برای VSD در یک پمپ پره استاندارد هستند. سیستم‌های سروو پاسخ سریع‌تر، دقت بالاتر و صرفه‌جویی در انرژی قابل مقایسه یا بهتر از VSD را ارائه می‌دهند، اما با هزینه سرمایه‌ای به طور قابل توجهی بالاتر.

برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق فشار و جریان دارند، مانند قالب‌گیری تزریقی پیشرفته با کنترل فرآیند حلقه بسته، سیستم‌های سروو هیدرولیک انتخاب مناسبی هستند. صرفه‌جویی در مصرف انرژی اغلب ۵ تا ۱۵ درصد بیشتر از VSD است زیرا سیستم‌های سروو همزمان سرعت و جابجایی را بهینه می‌کنند.

برای کاربردهایی که زیرساخت پمپ پره ای موجود به طور کافی عمل می‌کند و هدف کاهش هزینه انرژی است، مقاوم‌سازی VSD معمولاً مسیر مقرون به صرفه‌تری است. هزینه سرمایه اولیه 40 تا 60 درصد کمتر از یک سیستم کامل سروو هیدرولیک است و صرفه‌جویی در انرژی، بخش عمده‌ای از بهبود راندمان موجود را در بر می‌گیرد.

پنج شرایط عملیاتی که در آنها VSD از کار می‌افتد

در سراسر مقاوم‌سازی‌های VSD که بررسی کرده‌ام، خرابی‌ها در پنج الگوی تکرارشونده دسته‌بندی می‌شوند. درک اولیه این الگوها، مشتریان را از سرمایه‌گذاری در سیستمی که صرفه‌جویی پیش‌بینی‌شده را ارائه نمی‌دهد، نجات می‌دهد. هر الگو با یک تا دو هفته جمع‌آوری داده‌های چرخه کار قابل تشخیص است، که بسیار ارزان‌تر از کشف مشکل پس از نصب تجهیزات VSD است.

استانداردهای بهره‌وری انرژی VSD در ... مستند شده‌اند.استاندارد مدیریت انرژی ISO 50001که چارچوبی برای کمی‌سازی و تأیید ادعاهای صرفه‌جویی ارائه می‌دهد.

الگوی اول: عملکرد مداوم با فشار بالا. سلول‌های ریخته‌گری تحت فشار و پرس‌های هیدرولیک با تناژ بالا اغلب در فشار بالای ۴۰۰۰ PSI برای ۸۰ درصد یا بیشتر از چرخه کاری کار می‌کنند. پمپ به طور مداوم نزدیک به حداکثر نقطه راندمان خود کار می‌کند و فضای کمی برای بهینه‌سازی VSD باقی می‌گذارد. افزودن VSD به چنین سیستم‌هایی معمولاً صرفه‌جویی انرژی تک رقمی را به همراه دارد که سرمایه‌گذاری اولیه را توجیه نمی‌کند.

الگوی دوم: گذراهای سریع فشار. عملیات قالب‌گیری و برخی از کاربردهای تست استند، فشار را در کمتر از یک ثانیه از حالت سکون به حداکثر تغییر می‌دهند. درایو سرعت متغیر نمی‌تواند به اندازه کافی سریع پاسخ دهد تا سرعت را برای هر گذرا بهینه کند، بنابراین موتور در کل با سرعت تقریباً حداکثر کار می‌کند. صرفه‌جویی در انرژی از بین می‌رود و قطعات الکترونیکی درایو تلفات الکتریکی را افزایش می‌دهند.

الگوی سوم: دوره‌های بیکاری طولانی. کاربردهایی که پمپ ساعت‌ها بدون نیاز به جریان قابل توجه بیکار می‌ماند، در حال حاضر شاهد مصرف انرژی متوسط ​​پایینی هستند. اضافه کردن VSD با کند کردن موتور، توان بیکاری را کاهش می‌دهد، اما صرفه‌جویی مطلق اندک است زیرا توان مصرفی پایه از قبل کم است. دوره‌های بازگشت سرمایه فراتر از عمر تجهیزات است.

الگوی چهارم: محیط‌های با آلودگی شدید. ریخته‌گری‌ها، عملیات استخراج معادن و برخی از کارخانه‌های فرآوری شیمیایی، سیستم‌های هیدرولیک را در معرض سطوح آلودگی قرار می‌دهند که از تحمل فیلتراسیون پمپ پره فراتر می‌رود. عملکرد VSD در سرعت‌های کاهش‌یافته، نشت داخلی را افزایش داده و سایش را در شرایط آلوده تسریع می‌کند. کاهش عمر کارتریج اغلب صرفه‌جویی در انرژی را جبران می‌کند.

الگوی پنجم: پلتفرم‌های پمپ قدیمی. طرح‌های پمپ‌های پره‌دار قبل از سال ۲۰۰۰ برای عملکرد با سرعت متغیر رتبه‌بندی نشده بودند. حداقل رتبه‌بندی‌های سرعت، فاصله نوک پره‌ها و پیکربندی یاتاقان‌ها با فرض سرویس با سرعت ثابت در نظر گرفته شده بودند. افزودن VSD به این پمپ‌های قدیمی، سایش را تسریع و عمر مفید را کاهش می‌دهد، حتی زمانی که نمودار چرخه کار در غیر این صورت از صرفه اقتصادی VSD پشتیبانی می‌کرد.

فراتر از انرژی: مزایای ثانویه VSD

صرفه‌جویی در مصرف انرژی، مزیت اصلی VSD است، اما مزایای ثانویه اغلب برای اپراتورهای نیروگاه بیشتر از قبض برق اهمیت دارد. سه مزیت ثانویه به طور مداوم در مصاحبه‌های پس از نصب با مشتریان Vicks Hydraulic آشکار می‌شود.

خریدارانی که کیفیت قطعات VSD را ارزیابی می‌کنند می‌توانند به این موارد مراجعه کننداستانداردهای سیستم هیدرولیک ISOبرای پروتکل‌های تست عملکرد و روش‌های اندازه‌گیری راندمان نامی.

اولین مزیتی که می‌خواهم به آن اشاره کنم، کاهش نویز است. پمپ‌های سرعت ثابت که در فشار کمکی کار می‌کنند، نویز قابل توجهی تولید می‌کنند که از طریق سیستم هیدرولیک و سازه ساختمان عبور می‌کند. VSD در دوره‌های کم تقاضا، سرعت موتور را کاهش می‌دهد و سطح نویز را در نقاط اندازه‌گیری معمول ۵ تا ۱۵ دسی‌بل کاهش می‌دهد. در محیط‌های تولیدی حساس به نویز مانند اتاق‌های تمیز یا خطوط بسته‌بندی، این کاهش اغلب سرمایه‌گذاری VSD را مستقل از صرفه‌جویی در انرژی توجیه می‌کند.

مورد دوم، کاهش تولید گرما است. انرژی صرفه‌جویی‌شده با جلوگیری از انسداد شیر اطمینان از بین نمی‌رود؛ بلکه به صورت گرما در روغن باقی می‌ماند. تولید گرمای کمتر به معنای خنک‌کننده‌های کوچک‌تر، کاهش مصرف آب خنک‌کننده و تخریب کندتر روغن است. صرفه‌جویی در هزینه‌های تعمیر و نگهداری در فواصل تعویض روغن و نگهداری خنک‌کننده، اغلب 10 تا 15 درصد دیگر به کل مزایای VSD علاوه بر صرفه‌جویی مستقیم در مصرف برق اضافه می‌کند.

سومین مزیتی که روی آن تمرکز می‌کنم، بهبود کنترل فرآیند است. VSD امکان تطبیق دقیق جریان با تقاضای فرآیند را فراهم می‌کند، که باعث بهبود ثبات زمان چرخه در قالب‌گیری تزریقی و کاهش تغییرات قطعه می‌شود. برای عملیات قالب‌گیری که تلرانس‌های ابعادی دقیقی را هدف قرار می‌دهند، بهبود کیفیت ناشی از پروفیل‌های جریان ثابت اغلب ارزش اقتصادی بیشتری نسبت به خود صرفه‌جویی در انرژی دارد.

هزینه کل مالکیت: نمای پنج ساله

یک چارچوب ارزیابی مفید VSD به جای فقط دوره بازگشت سرمایه انرژی، به کل هزینه مالکیت پنج ساله نگاه می‌کند. این نمای پنج ساله، هزینه‌های نگهداری، طول عمر موتور و درایو و هرگونه مزایای کیفیت تولید را که خارج از محاسبه مستقیم برق قرار می‌گیرد، در بر می‌گیرد.

برای خریدارانی که گزینه‌های موتور و درایو را مقایسه می‌کنند،کاتالوگ پمپ پره ای ایتونشامل مطالب مرجع در مورد مشخصات موتور با عملکرد اینورتر و الزامات کاهش هارمونیک است.

برای یک سلول قالب‌گیری تزریقی ۱۵ کیلوواتی، تصویر پنج ساله معمولاً شامل موارد زیر است: تجهیزات و نصب VSD با ۸۰۰۰ دلار آمریکا، ارتقاء موتور با ۱۵۰۰ دلار آمریکا، زیرساخت‌های الکتریکی با ۲۰۰۰ دلار آمریکا، کاهش هارمونیک با ۱۲۰۰ دلار آمریکا، کل هزینه سرمایه‌ای ۱۲۷۰۰ دلار آمریکا. صرفه‌جویی در مصرف انرژی با ۳۱۰۰ دلار آمریکا در سال برای پنج سال، در مجموع ۱۵۵۰۰ دلار آمریکا می‌شود. صرفه‌جویی در هزینه‌های تعمیر و نگهداری در تعویض روغن و سرویس خنک‌کننده، ۱۸۰۰ دلار دیگر در طول پنج سال به این مبلغ اضافه می‌کند. تعیین ارزش بهبود کیفیت دشوارتر است، اما معمولاً برای قالب‌گیری با تلرانس بالا، سالانه ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ دلار آمریکا به آن اضافه می‌شود.

سود خالص پنج ساله برای این مورد معمول، بسته به ارزیابی بهبود کیفیت، از 7000 تا 30000 دلار آمریکا متغیر است. بازگشت سرمایه به تنهایی 24 تا 36 ماه طول می‌کشد، اما کل سود اقتصادی طی پنج سال دو تا سه برابر هزینه سرمایه است. به همین دلیل است که مقاوم‌سازی VSD در عملیات قالب‌گیری تزریقی دو و سه شیفته تقریباً همیشه زمانی که چرخه کاری از آنها پشتیبانی می‌کند، توجیه‌پذیر است.

نتیجه‌گیری: پاسخ صادقانه VSD

من دریافته‌ام که سوال ۵۰۰۰ PSI یک پاسخ واحد ندارد که برای هر نصبی که بررسی می‌کنم، صدق کند. طبق تجربه من، پاسخ صادقانه، جمع‌آوری داده‌های چرخه کار، محاسبه صرفه‌جویی‌های واقعی انرژی و سنجش این صرفه‌جویی‌ها در برابر هزینه سرمایه سیستم درایو با ارتقاء مناسب موتور و زیرساخت است. من همیشه به مشتریان می‌گویم که محاسبه باید شامل هزینه‌های جایگزینی موتور، زیرساخت‌های الکتریکی و کاهش هارمونیک باشد تا در مورد دوره بازگشت سرمایه صادق باشم. من ترجیح می‌دهم از پروژه‌ای که توجیه اقتصادی ندارد، صرف نظر کنم تا اینکه تجهیزاتی را نصب کنم که نتوانند صرفه‌جویی پیش‌بینی‌شده را ارائه دهند.

برای عملیات قالب‌گیری تزریقی دو و سه شیفته که بسیار پایین‌تر از فشار نامی کار می‌کنند، VSD بازده اقتصادی واضحی را ارائه می‌دهد. برای عملیات تک شیفته یا کاربردهای مداوم با فشار بالا، سرمایه‌گذاری VSD به سختی قابل توجیه است و ممکن است هرگز بازگشت سرمایه نداشته باشد. حد وسط به نرخ برق محلی، راندمان پمپ موجود و تحمل اپراتور برای پروژه‌های سرمایه‌ای با بازگشت سرمایه چند ساله بستگی دارد.

برای خریدارانی که آماده انجام تجزیه و تحلیل روی یک نصب خاص هستند، تیم مهندسی ما می‌تواند داده‌های چرخه کار را بررسی کرده و ارزیابی امکان‌سنجی VSD را ارائه دهد. گزارش‌های فشار و جریان ثبت شده را از طریقصفحه تماسو ما محاسبه را با توجه به قیمت فعلی قطعات VSD و نرخ‌های معمول برق صنعتی انجام خواهیم داد. این ارزیابی معمولاً چند روز طول می‌کشد و داده‌هایی را که خریداران برای تصمیم‌گیری آگاهانه در مورد سرمایه‌گذاری نیاز دارند، در اختیارشان قرار می‌دهد.

مشخصات فنی و راهنمای انتخاب پمپ‌ها و سیستم‌های سروو که در این مقاله به آنها اشاره شده است، در وب‌سایت ما موجود است.مرکز دانلودبرای خریدارانی که به مقایسه‌ی مقاوم‌سازی VSD با جایگزینی کامل سیستم سروو هیدرولیک می‌پردازند، مرکز دانلود شامل داده‌های مقایسه‌ای و مطالعات موردی کاربردی نیز می‌شود.