Effektiv energianvändning Hur når vi dit? Motorer (pumpar) Stödprocess Peter Karlsson Motordrifter Allmän motorkunskap Ny klassning av verkningsgrader: IEC60034-30, IE1, IE2, IE3 Ca 65 % av industrins elbehov inom EU används av elektriska motorer η (%) 1996 Eff1 η (%) IE4,.. 2008 IE3 IE2 Situation idag: Mindre än en tiondel av alla installerade växelströmsmotorer är varvtalsreglerade Eff3 Eff2 IE1 Inom EU (EU-25) skulle 50 TWh (*) energi kunna sparas per år genom övergång till varvtalsregleriade drivsystem. * Source: Energy Efficient Motor Driven Systems Effekt kw 1,1-90 Spänning V 400 Poltal 2, 4 kw Effekt kw 0,75-375 Spänning V 1000 Poltal 2, 4, 6 kw Alf Hofman Vacon AB Källa ABB 1
Allmän motorkunskap Ny förordning antogs i juli 2009 Ekodesign-direktivet = EU-beslut om lägsta energiprestanda för vissa produktgrupper Status motorer: Ekodesign-kommittén röstat igenom förslag om krav den 11 mars 2009 Förordningen om krav på motorer antogs i juli 2009 2011 2015 2017 Krav på minst IE2 Krav på IE3 7,5-375 kw (IE2 vid varvtalsreglering) Krav på IE3 0,75-375 kw (IE2 vid varvtalsreglering) Källa ABB Driftsanalys Motormätning Tork 2, fläkt 2, nervarvad, besparing 13 kw x 8 000 h x 45 öre/kwh = 46 800 kr 2
Det lönar sig att gå på pumpen! Optimal anpassing till processens behov Besparingspotential Strypreglering Förluster växer uppströms i kabeln Besparingspotential per drifttyp h=0.4 h=0.9 h=0.4 h=0.75 M Q= 500 m 3 /h pumpar 40 % fläktar 30 % kompressorer 10 % övriga 20 % * Source: Energy Efficient Motor Driven Systems Alf Hofman Vacon AB P 1 = 926 kw P förlust = 556 kw + 37 kw + 200 kw + 33 kw = 826 kw Frekvensomriktardrift f 1 f2 h=0.4 h=0.9 h=0.8 h=0.8 P 1 = 434 kw Q= 500 m 3 /h P förlust = 260 kw + 18 kw + 31 kw + 25 kw = 334 kw M 3
Installation med frekvensomriktare Mätning av flöde och temperatur Nya motorer EC-Motor (permanentmagnet motor) VÅTLÖPARE Energimärkning av cirkulationspumpar Märkningen påminner mycket om dagens märkning för kylskåp och andra vitvaror. -pumpar ger minst 60% energibesparing jämfört med en genomsnittlig standardpump. Steg 1 1 januari 2013 Alla A-klassade utom pumpar för industri, solvärme och värmepumpar. EEI 0,27 = 60% besparing Steg 2 1 januari 2015 Alla våtlöpare. EEI 0,23 = 70,4% besparing 4
Nya SimFlex Nya motorer o pumpar Tryckstyrd (EC motor) Permanentmagnetmotor Mycket lägre pris A-klassad Varvar ner till 4W Källa Xylem Nya motorer o pumpar Tryckstyrd Frågor man bör ställa Finns frekvensomriktare? Finns tryckstyrning på cirkulationspumpar? Installerad effekt? Är ventilation, pumpar tidstyrda (helger, kall o varm årstid)? Planerade byten av motorer, pumpar ( energikrav)? Källa Xylem 5
Referensfall från sågverk 2 stegmatare (stegvis matning av stockar i höjd- och sidled) Tidigare: Hydrauliska drifter med en motor à 22 kw per stegmatare. Idag: Elektriskt drivsystem med en frekvensomriktare och en motor à 22 kw per stegmatare. -85 % el (mätt 36 tim, 9000 stockar) Hur är livscykelkostnaden i en motordrift fördelad? LCC-fördelning elmotor Inköp 5% LCC Underhåll 5% 300 286 250 200 150 100 kwh 50 0 Hydrauldrift 42 Eldrift El 90% 3. Hjälpmedel och exempel Hjälpmedel Råd från myndigheter och branschorganisationer T.ex. Energimyndighetens motorlista och programkrav för ventilation, pumpar m.m. Fria, enkla beräkningsprogram T.ex. programmen nedan på www.abb.se/motorer&drivsystem Effsave (jämföra motorer med olika verkningsgrad) Pumpsave (jämföra olika reglermetoder för pumpar) Fansave (jämföra olika reglermetoder för fläktar) Många andra på nätet Elanvändning: Laststyrning / Effektvakt Styrbara laster: Ugnar, VVb, Ventaggregat 6
Elanvändning: Laststyrning / Effektvakt Frågor man bör ställa Objekt Driftstid / år Lösare 2 Lösare 3 130 kw 178 kw 7000 h/år 7000 h/år Avstängningsmöjlighet Besparing 1400 h/år 20% 81 900 SEK/år 3500 h/år 50% 280 350 SEK/år Totalt 362 250 SEK/år Energipris 45 öre / kwh Vilken är årseffektavgiften? Vad är effektavgiften under vinterperioden (nov-mars)? Vilka styrbara laster finns (ugnar, tvättmaskiner, varmvattenberedare)? Tomgångsdrifter Timvärden Från nätleverantören kan man normalt få statistik över effekttuttaget timme för timme under vald tid. Dessa data brukar kallas timvärden och kan ofta fås i dataformat exempelvis i Exellformat vilka kan läggas in i ett lämpligt program som gör om värdena till en kurva. Dag\ Tid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2005-03-01 28 28 27 29 28 28 29 31 31 36 37 36 35 36 36 30 29 30 31 29 30 31 30 30 2005-03-02 29 30 29 31 30 30 30 31 31 31 28 30 32 25 19 27 28 28 27 29 27 29 28 30 2005-03-03 29 29 30 29 30 30 31 33 34 38 40 41 41 32 31 27 24 29 29 29 29 30 29 30 2005-03-04 30 30 31 30 30 31 30 32 33 32 31 31 33 19 19 25 23 28 27 29 29 28 29 29 2005-03-05 30 29 29 31 30 30 31 30 30 30 29 28 24 19 22 26 31 36 36 26 29 29 28 29 2005-03-06 29 29 29 30 29 29 30 30 28 30 26 27 32 17 17 21 23 25 27 24 27 26 24 25 2005-03-07 28 26 24 29 24 25 26 28 30 29 28 32 35 22 24 27 25 26 26 25 26 26 26 26 2005-03-08 26 25 26 26 25 25 27 27 31 35 35 34 33 30 29 18 15 23 21 22 23 22 22 23 2005-03-09 23 23 24 23 23 25 24 24 28 27 27 31 31 19 23 21 22 23 24 22 26 24 25 25 2005-03-10 23 24 26 24 23 25 24 24 29 33 31 28 26 24 24 16 20 21 21 21 22 21 20 21 2005-03-11 21 21 21 21 21 23 22 26 22 22 21 26 29 22 21 22 22 22 22 21 21 22 21 20 2005-03-12 20 21 24 21 23 24 25 25 21 25 22 22 22 21 22 26 31 34 38 27 27 29 26 26 2005-03-13 29 26 29 27 29 29 30 30 27 26 26 27 32 20 24 24 22 23 26 28 24 29 26 24 2005-03-14 26 26 25 26 24 28 24 26 30 26 24 26 31 23 21 22 20 23 24 25 27 27 27 22 2005-03-15 24 22 25 25 23 23 25 25 27 31 31 32 31 31 34 27 26 26 27 28 30 29 29 26 2005-03-16 28 26 26 27 27 28 28 25 23 23 24 28 29 20 21 21 21 21 22 22 22 22 20 21 2005-03-17 20 19 20 20 19 19 19 24 25 29 27 27 27 27 23 16 14 19 20 21 19 19 19 20 2005-03-18 19 18 19 21 20 21 21 21 26 24 28 28 32 29 28 22 22 21 22 24 23 23 26 24 2005-03-19 24 23 25 27 25 24 26 28 24 23 22 22 19 14 18 30 28 27 32 23 25 24 24 24 2005-03-20 28 25 28 25 27 26 29 26 25 24 22 25 29 15 17 24 20 20 23 23 23 23 24 24 2005-03-21 23 23 27 25 25 25 24 25 27 23 23 25 29 15 11 31 14 20 20 21 21 21 21 22 2005-03-22 21 21 23 22 24 24 22 24 30 32 27 28 24 20 20 14 13 15 18 17 19 20 20 21 2005-03-23 21 21 23 22 22 23 22 24 23 22 18 23 25 15 16 14 18 19 17 16 18 19 18 19 2005-03-24 18 18 18 18 17 18 19 21 24 29 26 23 21 19 15 13 13 13 12 13 14 14 18 19 2005-03-25 19 17 19 18 18 21 19 19 23 17 16 18 22 12 13 14 12 16 13 13 14 14 13 16 2005-03-26 16 19 19 19 18 19 19 17 18 18 13 12 13 12 11 15 21 16 21 15 14 15 18 19 2005-03-27 19 19 19 18 20 20 19 17 20 20 21 26 14 14 11 18 15 13 13 13 14 20 20 18 2005-03-28 19 20 20 20 20 21 21 20 19 19 20 27 16 14 13 17 15 18 18 18 18 18 17 17 2005-03-29 19 19 19 18 19 19 21 21 28 29 28 26 25 20 15 14 14 15 17 17 19 20 19 18 2005-03-30 21 19 19 21 20 21 24 28 23 21 22 28 16 14 13 14 13 12 14 14 18 17 17 20 2005-03-31 19 20 20 21 20 22 24 24 30 29 27 24 23 19 14 12 13 12 13 13 13 13 19 19 7
Timvärden Tomgångsanalys Dygn Max effekt 950 kw 850 kw Produktion Tomgång vinter Tomgång sommar Mätning med Fluke 41 Mätning med strömtång Genom att utföra mätningar fås den verkliga effekten under olika förhållanden. Vid mätning under längre tid ser man också variationer i tiden. 8
Driftsanalys Effektuttag för en avdelning k W Clj 010 2 Centra l CII 300 00 12 00 12 00 12 00 12 00 12 0 0 Fre Lör Sö n M ån T is O ns 280 Driftsanalys Tomgångsdrift 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 00 :00 20 01-10-19 0 0:0 0 2 001-10-20 00:00 2001-10-21 00:00 2001-10 -22 00:00 2001-10 -23 00:00 200 1-1 0-2 4 Mätning en vecka Energiberäkning Energiberäkning 1120 W 3 + 3 tim/dag 200 W S 9