Optimer din pumpestation. Energirigtigt.

Det skønnes, at 20% af verdens elforbrug anvendes til pumpeinstallationer, hvilket udgør et stort bidrag til den samlede CO2-udledning.

Billede mangler

I Danmark er der meget fokus på energioptimering, men der er stadig meget at hente i eksempelvis spildevandsapplikationer. 

Alene regulering af hastigheden på en pumpe med en frekvensomformer kan give en besparelse på 30 til 40 %. En pumpe er ofte overdimensioneret for at kunne klare spidsbelastninger, men i en meget stor del af en pumpes levetid er dette behov ikke til stede, og derfor vil en række start og stop være konsekvensen af dette. En frekvensomformer vil derimod give en god reguleringsmulighed.

Mange pumpeapplikationer er med parallelle pumper, og skal der virkelig optimeres i sådanne systemer, er det også vigtigt, at pumperne styres korrekt i forhold til det aktuelle forbrug. ABBs ”Intelligent Pump Control”, som vi i det daglige kalder IPC, bygger på kravet om energioptimering og driftssikkerhed.

Hvad er IPC?

Systemet er udviklet på ABBs frekvensomformerfabrik i Finland, der har mange års erfaring med drev til blandt andet pumpeinstallationer, og det er et system, der er udviklet til frekvensomformerne i serien ACQ810. IPC er en pumpestyring, der ligger i frekvensomformeren, så hele pumpeinstallationen kan styres af frekvensomformeren uden nogen ekstern PLC-styring, og hvad der dertil følger af kommunikation. Det forenkler installationen og øger driftssikkerheden. 

Specielt i spildevandsapplikationer vil IPC give gevinst, men nogle af funktionerne er også meget anvendelige i drikkevandssystemer. IPC kan varetage driften af op til 8 parallelle pumper af forskellig størrelse med forskellige startprioriteter afhængigt af behov.

Niveaustyring

Kontrollogikken til niveaustyring er vist i fig. 1. Ideen er at få pumperne til at køre med den hastighed, der har den bedste virkningsgrad kaldet ”Efficiency speed” (fx 45 Hz) så længe som muligt. Hvis niveauet stiger og kræver større flow, må flere pumper indkobles, for at de enkelte pumper kan fortsætte driften i ”Efficiency speed”. I eksemplet, fig. 1, er der 3 pumper. Startniveauet er brugerdefineret, ligesom de enkelte pumpers højeste virkningsgrad er defineret ud fra pumpekarakteristikken. I en situation, hvor alle pumper er i drift ved ”Efficiency speed”, og der stadig kræves mere flow, kører alle pumper op i ”High speed”. 

Under henvisning til det tidligere viste eksempel er det muligt at opnå energibesparelser på 10 til 20 % ved denne reguleringsmetode.

Energioptimal drift

En af de vigtige IPC-funktioner er frekvensomformerens evne til at køre pumpen ved dens optimale virkningsgrad. Det opnås ved at indstille frekvensomformeren efter pumpedata opgivet af pumpeleverandøren. Det vil ikke være opnåeligt i alle situationer, men ved parallel pumpedrift vil frekvensomformeren, så vidt det er muligt, indregulere så mange pumper som muligt til deres bedste virkningsgrad.

Det er også værd at se på, hvordan forholdet mellem pumpens hastighed, flow og pumpemotorens effekt er. 

Hastighed og flow er direkte proportionalt med hinanden, mens effekten reduceres med hastigheden i tredje potens.

Erfaringsmæssigt ved man, at der kan opstå ophobning af skidt og snavs i rørene med risiko for tilstopning, men med gennemskylning efter behov af systemet har man erfaret, at tilstopning kan undgås. IPC kan varetage denne funktion.

Multipumpestyring

Princippet i styringen er paralleldrift af op til 8 pumper, der kan være af forskellig størrelse. En af frekvensomformerne har masterfunktionen, men den funktion kan alle frekvensomformere overtage automatisk, hvis masteren falder ud på grund af fejl. De øvrige frekvensomformere arbejder som ”followere”, og deres drift kan brugeren indstille efter, hvad der passer bedst. Eksempelvis kan masteren køre ved pumpens bedste virkningsgrad, mens followeren reguleres i forholdet til forbruget, eller alle pumper kan følge samme hastighed.

Spildevand og rengøring

I spildevandsystemer er det nødvendigt at rengøre pumpens løbehjul, da skidt og snavs vil aflejres og give nedsat pumpeeffekt. Det gøres med IPC-systemets ”Anti-jam-funktion”, der konstant overvåger pumpens forbrug op imod dens omløbstal. Er der en afvigelse fra set-punkterne, vil en renselsesproces starte, der foregår med ændring af hastighed sammen med reversering af pumpen efter en forudbestemt cyklus. Funktionen kan også startes fra et eksternt signal eller med faste intervaller.