Springen naar inhoud

Energieberekening


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2010 - 09:45

Goedemorgen,

Ik loop mijn stage bij het bedrijf Corus. En moet voor mijn eindopdracht een frequentie regelaar plaatsen tbv een flow pomp. Dit is gedaan omdat de huidige situatie teveel energie verbruikt. Dit komt dan weer omdat de pomp aangesloten staat op een standaard gegeven spanning en dus ook voor de volle 100% draait. nu om weer terug te komen bij de frequentie regelaar; deze zorgt voor het reduceren van het aantal toeren dat de motor maakt.

Nu is mijn vraag hoe kan ik berekenen wat de energie besparing is op de voorgaande situatie en de aangepaste situatie. de formule die wordt gebruikt hiervoor.

Ik heb veel gekeken op google hierover maar kan maar niet bij een geschikte topic komen. misschien weet een van de specialisten hier iets meer vanaf..?

Mocht iets niet duidelijk zijn dan graag hier een reactie op :eusa_whistle:

Met vriendelijke groet,

Robert

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

TD

    TD


  • >5k berichten
  • 24095 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 april 2010 - 09:55

Ik vermoed dat hier geen zware wiskundige formules voor nodig zijn en dat iemand met kennis van de technische aspecten je beter kan helpen; ik verplaats je topic daarom naar "Praktische en overige technische wetenschappen".
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

#3

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6684 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 15 april 2010 - 09:59

Dit komt dan weer omdat de pomp aangesloten staat op een standaard gegeven spanning en dus ook voor de volle 100% draait.

Dit is toch een misverstand. Het vermogen dat een motor vraagt is niet afhankelijk van de spanning, maar van het vermogen dat de aangesloten pomp vraagt en van de interne verliezen in de motor.
Door het toepassen van een frequentieregelaar kan je inderdaad het toerental verlagen, en daarmee daalt ook het vermogen van de aangesloten pomp en dus het elektrisch vermogen dat de motor uit het net vraagt.

Wat de vraag betreft naar de grootte van de energiebesparing, daarmee kan ik je niet helpen.

Btw, ik heb mijn eindwerk ook gedaan bij Corus. Toen heette het nog Hoogovens, want dat was precies 40 jaar geleden.

#4

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2010 - 10:03

Dit is toch een misverstand. Het vermogen dat een motor vraagt is niet afhankelijk van de spanning, maar van het vermogen dat de aangesloten pomp vraagt en van de interne verliezen in de motor.
Door het toepassen van een frequentieregelaar kan je inderdaad het toerental verlagen, en daarmee daalt ook het vermogen van de aangesloten pomp en dus het elektrisch vermogen dat de motor uit het net vraagt.



Ok dan heb ik dat verkeerd geformuleerd. oops.. :eusa_whistle:
Klopt ja, Corus was inderdaad Hoogovens. Tegenwoordig is Corus ook alweer overgenomen door het bedrijf TATA (India) ter info

Veranderd door Robertdw, 15 april 2010 - 10:07


#5

Kaspace

    Kaspace


  • >100 berichten
  • 202 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 april 2010 - 22:01

Van de frequentieregelaar op zich zal het energieverbuik niet minder worden denk ik.
Het hangt er van af of je de te verpompen vloeistof met een lager debiet kan verpompen. Als in de huidige situatie de pomp vol aan en uit gezet wordt dan valt er wat te verdienen. De drukverliezen nemen flink af als je de vloeistof langzamer door de leidingen mag laten stromen. Je frequentieregelaar moet dan zodanig regelen dat het aan/uit gedrag wordt afgevlakt naar een lager gemidddelde.
Als de pomp nu al op volle capaciteit moet draaien verdien je niets!

De diverse afhankelijkheden (druk, toerental, debiet) voor een centrifugaalpomp (die gebruik je toch?) kan je bv hier vinden: http://www.hyfoma.co...ncipe/#heading1

Veranderd door Kaspace, 17 april 2010 - 22:04


#6

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 07:25

De frequentieregelaar wordt juist toegepast, omdat de pomp nu op een volle 100% draait. Zodoende komen de leidingen die de te verpompen vloeistof vervoeren zwaar onder druk te staan, wat dus niet nodig is. daarom wordt dmv een omloop de overige vloeistof terug gekoppeld aan de pomp. Achter de pomp is namelijk een regelklep aangesloten die het gewenste vloeistof doorlaat. Door hier dus een freq. regelaar te plaatsen kan de omloop en de regelklep worden weggehaald en kan de de gehele flow worden bepaalt door de freq. regelaar. Het is dus duidelijk dat toen de pomp dus voor een volle 100% continue stond te pompen dat deze veel teveel energie gebruikte en het pijpen systeem dus zwaar op de proef stelde. Nu weet ik alleen niet hoe ik de bespaarde energie kan berekenen. als de pomp nu bijvoorbeeld een opbrengst levert van 40 % ( hier dus rekening houdend met de omloop en het verlies wat de pomp wel waarmaakt maar wat uiteindelijk niet eens wordt gebruikt)

Veranderd door Robertdw, 19 april 2010 - 07:34


#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 45336 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 april 2010 - 08:17

Helpen deze voorbeeldberekeningen?

http://www.powerqual...ump_vfd_part_1/
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

Kaspace

    Kaspace


  • >100 berichten
  • 202 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 09:18

P=p * phi(V)

P=power in Watt
p=druk = statische druk + dynamische druk (-verliezen) = rho * g * h + zeta * 0,5 * rho * v * v
phi(V) = volumestroom in kubieke meters per seconde
rho = soortelijke massa vloeistof in kg per kubieke meter
g = zwaartekrachtversnelling= 9,8 kg/ms2
h = opvoerhoogte in meters
zeta = een te bepalen constante voor de stromingsweerstand(-verliezen) voor een referentiedoorsnede (bv: leidingbuis)
v = stroomsnelheid in de betreffende referentiedoorsnede (diezelfde leidingbuis)

Ik stel voor dat je in de huidige situatie het elektrisch opgenomen vermogen meet. Kwestie van ampere meten, bij bekend voltage.

Je weet de opvoerhoogte in meters, dus de statische druk. Je bepaalt ook (hoe? bedenk een list!) phi(V), dus het vloeistofdebiet in de huidige situatie. De leiding diameter kan je opmeten, dus uit phi(V) bepaal je dan v. Dit resulteert dan in één waarde voor zeta. Die is voor de hele rataplan in leidingen én pomp, alles.

De grap is nu dat bij lager toerental v kleiner wordt, maar rho, g, h en zeta gelijk blijven.

Je kan nu het lagere vermogen in relatie tot v berekenen.

Veranderd door Kaspace, 19 april 2010 - 09:26


#9

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 09:32

p=druk = statische druk + dynamische druk (-verliezen) = rho * g * h + zeta * 0,5 * rho * v * v


Waar haal je nu de 0,5 vandaan..?

#10

Kaspace

    Kaspace


  • >100 berichten
  • 202 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 10:14

Dat is nu eenmaal zo geregeld....

De dynamische druk 0,5 * rho * v * v is in therorie verliesvrij terug te winnen als je de stroomsnelheid dmv een geleidelijke verwijding aan het eind van de buis weer tot nul terug brengt. Daarnaast heb je instroomverliezen aan het begin van de buis: ook daar helpt een inleidende trechter/afronding. Ook de leidinglengte levert verlies en natuurlijk ook het "gedoe" in de pompwaaier.

In de praktijk komt er van dat terug winnen weinig terecht. Wat je niet terug wint is zeta * 0,5 * rho * v * v.

Omdat alle verliezen op 1 hoop geveegd worden kan zeta veel groter dan 1 zijn, bv 5.

Overigens geldt mijn verhaal slechts binnen een zeker werkgebied van de pomp. Als je domweg te weinig toeren maakt kan de opvoerhoogte niet eens gehaald worden.

#11

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 11:50

Bedankt,

Het verlies in de leiding is eigenlijk teniet te verklaren dit om dat de leiding al op spanning staat en de vloeistof het totaal oppervlak al bestrijkt. of begrijp ik dit nu verkeerd..?

het gaat eigenlijk dus om de elektrische (gewonnen)energie die ik uiteindelijk dus minder kwijt ben omdat de opgenomen spanning door de motor nu vele malen minder is.

heeft het schakelen van gelijk naar wisselstroom hier nog enige invloed op..?

sorry voor het aanhoudende vragenstellen, maar aangezien dit een afstudeeropdracht is. is het van belang dat ik het zo goed mogelijk wil verwoorden voor een leek.

Bedankt,

Robert

Veranderd door Robertdw, 19 april 2010 - 11:53


#12

Kaspace

    Kaspace


  • >100 berichten
  • 202 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 13:24

Bedankt,

Het verlies in de leiding is eigenlijk teniet te verklaren dit om dat de leiding al op spanning staat en de vloeistof het totaal oppervlak al bestrijkt. of begrijp ik dit nu verkeerd..?

Je snapt dit verkeerd. Een centrifugaalpomp met gangbare elektromotor (draaistroom) MOET op een nagenoeg vast toerental draaien (bv 1450/min). Het systeem smoort zoveel energie weg dat een evenwicht ontstaat tussen opvoerhoogte en stroomsnelheid.

het gaat eigenlijk dus om de elektrische (gewonnen)energie die ik uiteindelijk dus minder kwijt ben omdat de opgenomen spanning door de motor nu vele malen minder is.

Bijna goed, alleen is het niet de opgenomen spanning die minder is, maar de stroom.

heeft het schakelen van gelijk naar wisselstroom hier nog enige invloed op..?

Neuh, stroom is stroom, gelijk, wissel, groen of grijs. Maakt niets uit. Elke kWh moet je betalen a €0,22 (incl. BTW en Energiebelasting)

Mijn voorbeeld ging over vermogen (electrisch) vertaald naar vermogen in druk en stroming.
Dat is P(electrisch) = P(stroming) = p(druk) * phi(V)

Ik kan het nog iets verder uitwerken met: phi(V)=A*v, met A=je referentieleiding doorsnee oppervlak.

P (electrisch) = rho*g*h *phi(V) + zeta*0,5*{phi(V/A)}^2 * phi(V)
P (electrisch = constante1 * phi(V) + constante2 * {phi(V)}^3

Je ziet dat de voor de statische opvoerhoogte het vereiste vermogen lineair toeneemt met het debiet. Daar valt energetisch niets te winnen. Immers 1m3 verpompen met laag debiet kost bv het halve vermogen (zeg 0,5kW), maar dan doe je er 2x zo lang over (zeg 2uur). Die m3 blijft dan toch hoe je ook varieert steeds 1kWh kosten.

Maar in de constante2 zitten de stromingsverliezen: die nemen toe met de derde macht van het debiet!
Je moet dus kiezen tussen voldoende hoeveelheid binnen een bepaalde tijd verpompen en vermogen besparen.

Eigenlijk moet mijn formule nog omgewerkt worden naar Energiekosten per verpompte m3. P * t =E
E/m3 = P*t/m3 = P/phi(V)
= constante1 + constante2*{phi(V)}^2 (Energiekosten in € per m3 verpompte vloeistof)

#13

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 13:38

Hartelijk bedankt.
erg handig..ik ga hier mee aan de slag.. het resultaat krijg je nog te zien aan de hand van de gemeten waardes die ik dan dus invoer in de formule..

Nogmaals bedankt!! ;)

Veranderd door Robertdw, 19 april 2010 - 13:39


#14

Robertdw

    Robertdw


  • >100 berichten
  • 102 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 april 2010 - 13:54

Bijna goed, alleen is het niet de opgenomen spanning die minder is, maar de stroom.


Stom ;) weet dit uiteraard wel

Veranderd door Robertdw, 19 april 2010 - 13:55


#15

Doffer

    Doffer


  • >100 berichten
  • 232 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2010 - 21:33

Hallo

Het vermogen wordt met de volgende formule bepaal:
P= Qv*^p/n
P= Watt (vermogen)
Qv=volumestroom m3/s
^p= drukverschil (pascal)
n= rendement van zowel de waaier, as en electra motor (%)

Wanneer je een frequentie regelaar toepast dan bespaar je ongeveer 5% electra als de pomp nog steeds op 100% draaid. Dit heeft te make dat de frequentieregelaar de fase aanpast en de stroom optimaliseerd. de fabrikant zal je wle de exacte besparing kunnen opgeven.

Dan bespaar je ook nog energie omdat de pomp in bepaalde situaties niet 100% hoeft te draaien.
je dient in te schatten wanneer de pomp <100% draaid.
Wanneer dit gebeurt kun je de bovenstaande formule opniew invoeren, volumestroom is nu kleiner en ook je drukverlies omdat er minder flow is.
Dit geeft dan het verbruik op dat moment.
Alles someren over de tijd waarover je de energie besparing wil weten en je hebt het energie gebruik

Het verschil met het energiegebruik wanneer de pomp continu 100% draaid is je besparing.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures