Exhibition Hall 4A. Fachprogramm. Technical Programme

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1 Exhibition Hall 4A Fachprogramm Technical Programme 1

2 Drehzahlregelung in Kälteanlagen Dipl.-Ing. Tobias Dietz, Sales Director

3 Inhalt - Motivation Energieeinsparung & Möglichkeiten - Energiesparpotential im Kältekreislauf - Applikationsbeispiel - Brauerei in Brasilien - Danfoss Messehighlight

4 Motivation zur Energieeinsparung für Betreiber/Endanwender/Anlagenbauer Betriebskosten senken Gesetzliche Rahmenbedingen einhalten (z.b. CO 2 Ausstoß) Förderung von Energiesparmaßnahmen Wettbewerbsvorteil Firmenimage Ressourcen schonen Nachhaltigkeit

5 Energiesparpotential bei elektrischen Antrieben Optimieren von Komponenten / Steigerung der Wirkungsgrade (ca. 10%) Umstellung auf Drehzahlregelung (ca. 30%) Optimierung des Systems / Prozesses (ca. 60%)

6 Energiesparpotential bei elektrischen Antrieben

7 Inhalt - Motivation Energieeinsparung & Möglichkeiten - Energiesparpotential im Kältekreislauf - Applikationsbeispiel - Brauerei in Brasilien - Danfoss Messehighlight

8 Energiesparpotential im Kältekreislauf

9 Energiesparpotential im Kältekreislauf

10 Energiesparpotential im Kältekreislauf

11 Warum bringt der Einsatz eines FU Vorteile? Verringerung des Start/Stop Betriebes bei Verdichtern Leistungserhöhung im übersynchronen Betrieb Verzicht auf mechanische Kälteregelarmaturen Deutlich reduzierter Anlaufstrom durch Sanftanlauf Reduzierung der Mechanischen Belastung an den Antrieben Verminderte Gefahr von Öl und Flüssigkeitsschlägen bei Verdichtern Anpassung der Pumpen, Ventilatoren und Kompressoren auf die optimale Betriebskennlinie Die Nachteile von höheren Investitionen und einer aufwendigeren elektrischen Verkabelung, werden durch die hohen Energieeinsparungen in kürzester Zeit amortisiert

12 Anlagenverhalten bei Heißgasbypass Taktung des Verdichters bedeutet stärkere mechanische Belastung Schwankungen in der Verdampfungstemperatur Anlagenverhalten bei Drehzahlregelung Reduzierung der Taktung und mechanischen Belastung Stabile Verdampfungstemperatur Geringe Lärmbelastung

13 Optimale Situation Frequenzumrichterregelung Druck- oder Temperaturaufnahme 4/20mA oder 0-10 V Drehzahlregelung Verflüssiger Expansionsventil Verd ichte r Drehzahlregelung Druck- oder Temperaturaufnahme 4/20mA oder 0-10 V Verdampfer

14 Vorteile der Drehzahlregelung Geräuschentwicklung Im Teillastbereich ist die Geräuschentwicklung gegenüber Netzbetrieb deutlich geringer Weniger Startgeräusche Temperaturkontrolle Temperaturen lassen sich besser regeln und reduzieren mögliche Warenverluste. Verbesserung des COPs durch konstante Verdampfungstemperatur

15 Systemoptimierung durch progr. Funktionen Bsp. Verminderung mechanischer Belastungen

16 Systemoptimierung durch progr. Funktionen Bsp. Überwachung Hoch- und Niederdruck Überwachung Hoch- und Niederdruck über Frequenzumrichter dadurch Erhöhung der Betriebssicherheit Interessant für Wärmepumpen: Das Abschalten durch den mechanischen Verriegelungsschalter wird reduziert Senkung von vermeidbaren Serviceeinsätzen Das Einfrieren des Verdampfers wird vermieden Doppelte Sicherheit wenn der mechanische Schalter unterbrückt wird

17 Weitere Vorteile von Frequenzumrichtern Geführte Inbetriebnahme Integrierte Dampftabellen Anpassung des cos φ (AMA) Verminderung mechanischer Belastungen Systemoptimierung durch programmierbare Funktionen Auf den Kältekreislauf abgestimmte Anlagenkaskadierung Steuerung von Ventilen Analyse des Energieverbrauchs

18 Vorteile drehzahlgeregelter Kältekompressoren Freie Motorenwahl (AS, SynRM, PM) Stabiler Saug- und Verflüssigungsdruck Geringere Taktung im System Überwachung Hoch- und Niederdruck Höhere Kapazität bei baugl. Verdichter Keine mechanische Regelung nötig Konstante Kälte- / Wärmeabgabe Komforterhöhung Senkung des mech. Verschleißes somit Reduzierung der Wartungskosten Schutz vor Überlast (elektr./wärme) Reduzierung von Systemschwankungen Energieeinsparung

19 Inhalt - Motivation Energieeinsparung & Möglichkeiten - Energiesparpotential im Kältekreislauf - Applikationsbeispiel - Brauerei in Brasilien - Danfoss Messehighlight

20 Applikationsbeispiel - Brauerei in Brasilien Eingesetzter Verdichtertyp: Sabroe Kolbenkompressor Typ: SMS HP Kolbenkompressor für Ammoniak Anlagen Projektrahmen 5 Kompressoren im System 1 Frequenzumrichter für Master Kompressor mit 225kW (Kaskadenregler) 4 Soft Starter (Slave) für die weiteren Kompressoren mit 225kW

21 Energieeinsparung in Brasilien NH 3 Anlage mit Kolbenkompressor & VLT Frequenzumrichter + Softstarter kwh/hl 3,80 3,40 3,00 3,13 3,38 3,19 3,48 2,71 2,93 Start der Drehzahlregelung mit VLT Frequenzumrichter 2,60 2,20 2,38 2,30 2,32 2,45 2,36 1,80 1,40 1,00 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sept Oct Nov Dec Durchschnittlicher Energieverbrauch ohne Drehzahlregelung = 3,16 kwh/hl Durchschnittlicher Energieverbrauch mit Drehzahlregelung = 2,36 kwh/hl Einsparung = 25% oder 0,8 kwh/hl Produktionsgröße ist 5,8mio Hektoliter = 4.64 GWh/a Energieeinsparung

22 Inhalt - Motivation Energieeinsparung & Möglichkeiten - Energiesparpotential im Kältekreislauf - Applikationsbeispiel - Brauerei in Brasilien - Danfoss Messehighlight

23 Alle Drehstromasynchnronmotore (IE1-IE4) Kupferrotor (IE?) PM-Motor (Oberflächen montierte Magnete) (IE4) PM-Motor (Vergrabene Magnete) (IE4) Line Start PM-Motor (IE?) VLT Frequenzumrichter Danfoss Umrichter unterstützten alle gängige Motortechnologien DASM und PM werden bereits von allen Geräten unterstützt SynRM ist im VLT AutomationDrive FC 302 verfügbar. Implementierung in VLT Refrigeration Drive FC103 und VLT HVAC Drive FC102 - Ende 2014 Highlight: PM/SynRM AMA Vorführung (Automatische Motor Adaptierung) Synchronreluktanzmotor (IE3-IE4)

24 Broschüre Motortechnologien Beschreibt die gängigsten Motortechnologien: Drehstromasynchron Kupferläufermotor PM-Motor EC_Motor Line Start PM Synchronreluktanzmotor Vor und Nachteile der unterschiedlichen Technologien Verfügbar als Download ( und als gedruckte Ausgabe auf unserem Messestand

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Besuchen Sie uns in Halle 4 / Stand 102

26 Exhibition Hall 4A Fachprogramm Technical Programme 26

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