Технологія енергозберігаючих насосів - KNOLL Maschinenbau GmbH

Все більше і більше металообробників відкривають потенціал енергозбереження в області охолодження мастильних матеріалів, особливо з нерегульованими насосами високого тиску. KNOLL Maschinenbau розробив так званий E-PASS, за допомогою якого потенційну економію можна визначити менш ніж за годину під час поточних операцій. Тим часом різні компанії використовували цю послугу і вирішили модернізувати насоси високого тиску своїх верстатів з регулюванням частоти. У наведеному нижче прикладі термін окупності становить менше двох років.

Енергозберігаюча технологія насосів - модернізований регулятор частоти для охолодження мастильних насосів високого тиску вартий уваги

насосів

Захист навколишнього середовища відіграє важливу роль для багатьох компаній, будь то щодо екологічно чистої кінцевої продукції або у межах власного виробництва. Наприклад, у великого німецького постачальника автомобілів відповідальні за виробництво працюють над тим, щоб екологічний слід був якомога меншим. Таким чином, усі процеси постійно перевіряються та оптимізуються з точки зору їх прибутковості, енергоефективності та екологічної сумісності.

При механічній обробці алюмінієвих литих деталей у насосах для подачі теплоносія високого тиску було визнано значний потенціал економії енергії. Оскільки вони раніше були обладнані клапаном Vario з різним рівнем тиску, постало питання, чи варто переробляти на насоси з регульованою частотою.

Швидкий аналіз з практичними значеннями

Коли KNOLL Maschinenbau, провідний постачальник насосів, фільтрів та комплектних охолоджувальних мастильних систем, запропонував провести дослідження щодо споживання енергії, керівники відділу з радістю погодились. Тим більше, що вимірювання споживання не означає тривалого простою машини, і тоді на столі є чіткі цифри.

Йохен Блерш, спеціаліст з енергоефективних рішень KNOLL, пояснює передумови потенціалу економії: «Насоси з клапанами Vario, що використовуються, забезпечують різні рівні тиску, але все одно генерують повний об’ємний потік, так що охолоджуюча мастила, яка не потрібна, повинна стікати. Це пов'язано з широким діапазоном втрат енергії, яких перетворювач частоти допомагає уникнути. Тому що це забезпечує регулювання тиску за допомогою регулювання швидкості обертання насоса ".

Фахівець із охолоджуючих мастил розробив спеціальну вимірювальну систему для аналізу ефективності - KNOLL E-PASS. Таким чином, з одного боку, можна визначити енергоспоживання насоса високого тиску в процесі, а з іншого боку, можна визначити, яка потужність насправді потрібна для процесу механічної обробки. У місцевого постачальника автомобілів Йохен Блерш перевірив два обробні центри, які виготовляють типові серійні заготовки. Машини потрібно було вимкнути приблизно на п’ять хвилин, щоб встановити відповідну технологію вимірювання. Потім вимірюється фактичний потік теплоносія до машини та відповідний тиск протягом повного циклу обробки. Крім того, в комп’ютер вводяться необхідні дані, такі як години роботи, електроенергія та інвестиційні витрати на модернізацію.

Розрахунок починається після процесу вимірювання. Різниця між фіксованою швидкістю та швидкістю, фактично необхідною для перетворювача частоти, призводить до найбільшої частки економії енергії. Частотний привід насоса також означає, що менше охолоджуючого мастила та навколишнього повітря надходить менше тепла. Крім того, насос захищений роботою з частковим навантаженням, що збільшує термін його служби. Всі ці фактори враховуються при оцінці E-PASS.

Трохи зусиль - чіткий результат

Всього через кілька хвилин після процесу вимірювання доступна роздруківка, яка надає точні цифри можливої ​​економії енергії з модернізованим регулюванням частоти та періодом амортизації. Йохен Блерш також вказує на додаткову перевагу процесу вимірювання: "Записані дані також можуть бути використані для оцінки стану зносу насоса високого тиску, який можна замінити при модернізації регулятора частоти".

Визначені значення були - як і слід було очікувати - переконливими. Врешті-решт, під час обробки литих деталей з алюмінієвого лиття, модернізація часто коштує. Причиною цього є різноманітність інструментів, необхідних для фрезерування, свердління та різьблення, і які покладаються на внутрішнє охолодження високого тиску. Однак необхідний тиск і об'ємний потік змінюються залежно від інструменту та обробки, тоді як конструкція насоса завжди базується на інструменті, який вимагає найвищих значень. Менші інструменти, наприклад, свердла, проходять завдяки значно меншій потужності насоса охолоджуючого мастила, тому їх можна оптимально забезпечити з меншою швидкістю. При частотно-керованому насосі це економить енергію, оскільки діє правило: половина швидкості відповідає половині потреби в потужності. За допомогою фіксованого запобіжного клапана ця енергія перетворюється в тепло і втрачається.

При використанні автомобільного постачальника необхідний повний набір характеристик насоса, іноді високий, а потім знову низький об’ємний потік до пауз, в яких насос може працювати до 0 Гц. Потенціал енергозбереження, визначений за допомогою E-PASS, становив 61 відсоток. Результат, який виправдав оновлення та пов'язані з цим витрати для відповідальних.

Безпека завдяки довідковому апарату

Для того, щоб перевірити розраховані значення, спочатку вони перетворили машину як еталонну систему. Комплект поставки стосувався не всієї охолоджуючої мастильної системи, а лише регулювання частоти. KNOLL пропонує для цієї мети гвинтовий насос KTS, самовсмоктуючий насос, який характеризується низькою пульсацією, високою ефективністю та тривалим терміном служби. Відповідне регулювання частоти називається PQ-Tronic у KNOLL, оскільки воно забезпечує змінний тиск (P) і швидкість потоку (Q) з оптимальним налаштуванням швидкості.

KNOLL не розглядає себе як чистого постачальника компонентів, а скоріше як партнера на рівні процесу. Йохен Блерш пояснює: «Ми прагнемо досягти того самого часу відгуку, що і раніше, без необхідності втручатися у верстат із наявною технологією та новим перетворювачем частоти - навіть якщо вимоги до процесу дуже високі. Для згаданого постачальника автомобілів ми здійснили повне підключення до існуючого верстата без системи KNOLL KSS. Ми також надаємо великого значення незаперечній документації відповідно до стандартів СЕ, такі як креслення, електричні схеми, списки деталей та міркування безпеки ".

Термін окупності менше двох років

Відповідальні за виробництво привітали той факт, що KNOLL надав все з одного джерела, і вони були в захваті від результату: система відліку підтвердила теоретично визначені значення. Це відкрило шлях до оптимізації подальших машин. KNOLL спочатку переобладнав виробничу лінію з вісьмома обробними центрами, яка також повернулася до прогнозованих показників. На другому етапі було переобладнано ще дванадцять машин.

Тим часом KNOLL отримала позитивні відгуки від замовника про те, що заходи також були в цілому дуже успішними: перед переробкою машина вимагала в середньому близько 3 кВт/год. Після цього споживання становило лише 1 кВт/год. Це означає, що переробка окупається менш ніж за два роки при нормальній роботі у 3 зміни без простою виробництва.

Йохен Блерш вказує на ще одну перевагу, яка ще не розрахована, але може бути використана під час роботи: «Якщо я працюю на насосі з перетворювачем частоти, я також можу використовувати його для контролю процесу. Наприклад, я можу сказати рано, коли насос зношується. Оскільки перетворювач частоти тоді регулює швидкість вище, щоб компенсувати знос. Якщо контролюється швидкість, можна замовити запасні частини за вказаною вартістю та підготувати своєчасну заміну, що сприяє надійності процесу ".

PQ-Tronic регулювання швидкості

Регулятор частоти KNOLL PQ-Tronic дозволяє задати будь-який тиск в діапазоні від 0 до 150 бар. За допомогою цієї системи потужність насоса регулюється автоматично. Регулювання частоти приводного двигуна змінює швидкість насосного агрегату (до 4500 хв-1) і, отже, потужність. Датчик тиску у поєднанні з електронним ПІД-регулюванням гарантує встановлений тиск (задане значення) незалежно від споживаної кількості. Це має численні переваги:

  • Економія енергії до 70%
  • Змінне регулювання тиску
  • Транспортування з низькою пульсацією
  • Плавний пуск і зупинка
  • Відсутність піків початкового струму
  • Мінімізація шуму за допомогою регулювання швидкості
  • Мінімізація зносу
  • Знижена подача тепла в середовище