Giải pháp dùng biến tần cho hệ thống quạt Công nghiệp

Hệ thống quạt trong lò đứng, lò quay, các loại quạt thổi, quạt hút… được sử dụng rộng rãi trong nhiều khâu của các dây chuyền sản xuất, và rất cần thiết trong quá trình hoạt động của nhà máy. Hệ thống quạt hoạt động liên tục cùng với phương thức điều khiển áp suất và lưu lượng truyền thống thông qua hệ thống van tiết lưu đã gây ra sự lãng phí điện năng rất lớn. Tuy nhiên với việc sử dụng dòng biến tần tiết kiệm năng lượng INVT cho hệ thống quạt công nghiệp đã mang lại hiệu quả rất tích cực trong việc tiết kiệm điện năng, giảm chi phí bảo trì và giúp cho việc vận hành dễ dàng hơn, linh hoạt hơn.

Dựa theo lý thuyết về thủy lực, mối quan hệ giữa công suất trục động cơ (P), lưu lượng gió (Q) và áp suất (H) được định nghĩa theo công thức sau:

Trong đó, K là một hằng số;
η hệ số hiệu suất.
Mối quan hệ giữa chúng với tốc độ quay N như sau:

+ Q1/Q2=N1/N2
+ H1/H2= (N1/N2)2
+ P1/P2= (N1/N2)3

• Đường cong 1 trong biểu đồ trên thể hiện đường cong thuộc tính áp suất (H) và lưu lượng gió (Q) của quạt gió ở tốc độ cố định.
• Đường cong thứ 2 biểu thị đặc tính cản khí của hệ thống ống dẫn (Van trong trạng thái mở 100%). Giả thiết rằng quạt gió được thiết kế để làm việc hiệu quả nhất tại điểm A, và lưu lượng gió ra Q1 là 100%.
• Tại thời điểm này, công suất trên trục là P1 = Q1*H1, tỉ lệ thuận với diện tích A-H10-Q1. Nếu lưu lượng gió cần giảm từ Q1 xuống Q2 (ví dụ 70%) để đáp ứng yêu cầu kĩ thuật sản xuất bằng cách điều chỉnh Van, đặc tính cản của hệ thống ống dẫn sẽ bị tăng lên.
• Vào lúc này, thuộc tính cản của hệ thống ống dẫn thay đổi theo đường cong 3, và như vậy hệ thống sẽ hoạt động tại điểm B thay vì điểm A như ban đầu. Trong trường hợp này, chúng ta có thể thấy trên đồ thị là áp suất tăng, và công suất P2 trên trục là tỉ lệ thuận với diện tích B-H20-Q2, có giảm nhẹ.

2. Giải pháp sử dụng biến tần tiết kiệm năng lượng INVT cho hệ thống quạt

Nguyên lý tiết kiệm năng lượng của bien tan INVT

• Dựa trên nguyên tắc tỉ lệ của quạt, nếu sử dụng dòng biến tần INVT để điều chỉnh tốc độ, chúng ta có thể vẽ đường thuộc tính quan hệ giữa áp suất H và lưu lượng gió Q cho quạt tại tốc độ N2, như đường cong 4. Tương tự, lưu lượng Q2, áp suất H3 giảm đột ngột và lúc này công suất P2 (bằng diện tích C-H30-Q2) cũng giảm rất nhiều. Hiệu quả tiết kiệm điện là rất rõ ràng.
• Dựa trên nguyên tắc thủy lực, lưu lượng gió Q là tỉ lệ thuận với tốc độ quay, áp suất H lại tỉ lệ thuận với bình phường tốc độ quay, và công suất trên trục P thì tỉ lệ thuận với lập phương tốc độ quay. Khi lưu lượng khí giảm và tốc độ quay của quạt gió giảm theo, công suất tiêu thụ trên trục sẽ được giảm đáng kể.

Như vậy, trong máy móc có trang bị quạt gió và bơm, việc sử dụng dòng biến tần tiết kiệm năng lượng INVT để điều chỉnh lưu lượng và áp suất là cách hiệu quả nhất để tiết kiệm năng lượng.

• Ví dụ về một hệ thống quạt trong công nghiệp có mô hình như sau: