Động cơ điện là giải pháp lý tưởng để nâng cao hiệu quả và giảm mức tiêu thụ năng lượng
Người ta nói rằng gần một nửa lượng điện năng của thế giới được tiêu thụ bởi động cơ. Chỉ riêng các hệ thống dẫn động bằng động cơ trong lĩnh vực công nghiệp đã tiêu thụ 64% năng lượng điện, trong khi lĩnh vực thương mại tiêu thụ 20% và lĩnh vực dân dụng tiêu thụ 13%. Việc cải thiện hiệu suất của động cơ và giảm mức tiêu thụ năng lượng để đạt được các mục tiêu phát thải carbon trên toàn thế giới đang ngày càng được chú trọng. Ngành công nghiệp động cơ đang rất được quan tâm trên toàn thế giới, với những khoản đầu tư lớn gần đây vào lĩnh vực này, cùng với sự xác nhận từ các chính phủ chủ chốt và các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp nhằm thúc đẩy hơn nữa việc phát triển và áp dụng động cơ tiết kiệm năng lượng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Tiêu chuẩn Hiệu suất Quốc tế (IE) quy định về hiệu suất năng lượng và về cơ bản đã thiết lập năm cấp hiệu suất động cơ: IE1 đến IE5. Cấp hiệu suất cao nhất là IE5, tức là “Hiệu suất Siêu Cao cấp”. Các mã IE này đóng vai trò tham chiếu cho các chính phủ quy định mức hiệu suất cho tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng tối thiểu của họ đối với động cơ tại quốc gia mình.
Máy bơm chiếm một phần lớn lượng điện năng tiêu thụ trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp và thương mại. Là nhà sản xuất máy bơm và thiết bị bơm hàng đầu thế giới, Grundfos sản xuất động cơ điện với chất lượng vượt trội. Grundfos có nhiều thập kỷ kinh nghiệm trong việc chế tạo máy bơm điều khiển điện tử (E-pump) hiện đại và đã tự sản xuất động cơ với bộ biến tần tích hợp, có chức năng tiết kiệm năng lượng và điều khiển tốc độ, phù hợp cho các ứng dụng bơm dân dụng, thương mại và công nghiệp. Trên thực tế, máy bơm điều khiển tốc độ tích hợp bộ biến tần đầu tiên trên thế giới đã ra đời trong phòng thí nghiệm vào cuối những năm 1980, và kể từ đó, Grundfos đã nỗ lực hết mình để tối ưu hóa và mở rộng chương trình E-pump hàng năm.
Grundfos luôn nỗ lực đi đầu trong phát triển công nghệ, giới thiệu các giải pháp thực sự sáng tạo vì lợi ích của khách hàng và môi trường. Bơm điện Grundfos tích hợp bộ biến tần được thiết kế với mục tiêu kiểm soát toàn diện, mang lại sự tiện lợi cho khách hàng và phát triển bền vững cho môi trường. Động cơ điện MGE của Grundfos vượt qua các yêu cầu của IE5 – ví dụ, khi xem xét động cơ MGE 11,0 kW 3×380-500V tốc độ trung bình, yêu cầu của IE5 về hiệu suất động cơ là 93,2%, nhưng động cơ điện MGE của Grundfos vượt quá yêu cầu đó hơn 2% với hiệu suất động cơ là 95,7% ở tốc độ 380V/2600 vòng/phút. Hiệu suất PDS (Hệ thống truyền động điện, bao gồm Bộ truyền động tần số thay đổi hoặc VFD) của động cơ MGE 11,0 kW đạt tới 93,2% ở tốc độ 380V/2900 vòng/phút. Vì vậy, ngay cả khi bao gồm VFD, động cơ MGE vẫn đáp ứng các yêu cầu của IE5 đối với chính bộ phận động cơ.
Nhận xét về sự tập trung và ứng dụng ngày càng tăng của Động cơ điện (E-Motors), Markus Brandstetter, Giám đốc Công nghệ của Grundfos, cho biết: “Chuyển đổi số là điều tất yếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau, và Grundfos tự hào tiên phong trong việc tạo ra các sản phẩm và giải pháp số của tương lai. Trọng tâm phát triển động cơ điện IE5 của chúng tôi không chỉ mang tính chiến lược cho doanh nghiệp mà còn là giải pháp thiết yếu để giảm thiểu các vấn đề về năng lượng và khí hậu trên toàn thế giới. Động cơ điện được biết đến không chỉ cải thiện hiệu suất của toàn bộ hệ thống mà còn giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu biến đổi khí hậu. Đây là những gì chúng tôi tiếp tục thúc đẩy vì lợi ích của khách hàng và người dùng cuối trong việc giảm chi phí và lượng khí thải CO2.”
Bơm điện hiệu suất cao với động cơ IE5 góp phần đáng kể vào việc tiết kiệm năng lượng và giảm lượng khí thải CO2. Grundfos ước tính lượng khí thải CO2 tránh được hàng năm có thể rất đáng kể. Chỉ riêng trong năm 2020, lượng khí thải CO2 tránh được từ bơm điện Grundfos là 270.000 tấn.
Hơn nữa, hệ thống điều khiển ứng dụng tích hợp trong MGE E-Motors không chỉ giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng của chính máy bơm mà còn tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
Grundfos đang chứng kiến một xu hướng thị trường mạnh mẽ, trong đó ngày càng nhiều máy bơm được trang bị biến tần (VFD) và bộ điều khiển. Thị trường biến tần (VFD), bao gồm cả những loại được ứng dụng với máy bơm, dự kiến sẽ tăng trưởng hàng năm khoảng 6% trong những năm tới do quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa ngày càng tăng và các quy định ngày càng khắt khe của chính phủ về hiệu quả năng lượng . 3 Một động lực tăng trưởng khác là nhu cầu tối ưu hóa quy trình sản xuất và cắt giảm chi phí vận hành của các nhà sản xuất, và ngay cả những thay đổi nhỏ về tốc độ và lưu lượng cũng có thể tiết kiệm đáng kể chi phí năng lượng.
Tại sao nên chọn E-Motor?
Động cơ điện tử mang lại nhiều chức năng hơn, giúp chúng dễ dàng sử dụng trong nhiều ứng dụng phức tạp. Những động cơ điện tử này mang lại nhiều lợi ích so với động cơ tiêu chuẩn, chẳng hạn như:
- Động cơ điện MGE cung cấp hiệu suất năng lượng vượt trội thậm chí vượt xa tiêu chuẩn IE5
- Tổn thất động cơ IE5 thấp hơn ít nhất 30% so với IE3, riêng điều này đã giảm mức tiêu thụ năng lượng xuống 10% với cấu hình tải bơm thông thường
- Máy bơm, động cơ và bộ biến tần được kết hợp hoàn hảo để tối ưu hóa hiệu suất của máy bơm
- Việc lựa chọn chế độ điều khiển phù hợp trong MGE cho ứng dụng có thể giúp tiết kiệm năng lượng cho toàn bộ hệ thống lên tới 75% so với máy bơm không điều khiển.
Tiết kiệm năng lượng và chi phí với hiệu quả tối ưu
Động cơ điện Grundfos MGE là loại động cơ tiết kiệm năng lượng nhất từ trước đến nay. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) này được thiết kế đặc biệt cho hoạt động biến tần và được tối ưu hóa cho các ứng dụng bơm và hiệu suất bán tải cao. Động cơ PMSM cũng được tích hợp bộ biến tần cho phép vận hành ở nhiều tốc độ khác nhau, mang lại nhiều lợi ích trong các ứng dụng bơm, từ tiết kiệm năng lượng, kiểm soát quy trình, chức năng bổ sung, bảo vệ động cơ tích hợp, hiệu suất cao hơn và bơm nhỏ gọn hơn, giảm hiện tượng búa nước nhờ thời gian tăng tốc dài và dòng điện khởi động thấp.
Điều này giúp giảm chi phí năng lượng và vòng đời. Việc điều chỉnh tốc độ bơm theo nhu cầu, thay vì điều tiết lưu lượng hệ thống bằng van, cũng giúp loại bỏ áp suất dư thừa gây căng thẳng cho hệ thống và tiếng ồn trong van do hiện tượng xâm thực, đồng thời giảm mức tiêu thụ điện năng do tốc độ bơm thấp hơn.
Máy bơm điện và động cơ điện của Grundfos
Động cơ điện MGE của Grundfos hiện đang được sử dụng trong nhiều loại máy bơm, bao gồm các dòng máy bơm nhiều tầng CRE, CME, MTRE, các dòng máy bơm một tầng TPE, NBE, NKE và hệ thống tăng áp phục vụ nhiều ứng dụng.
Nhìn xa hơn động cơ đến toàn bộ hệ thống
Grundfos iSOLUTIONS mang đến một kỷ nguyên thông minh mới cho hệ thống bơm và công nghệ nước với các giải pháp vượt ra ngoài phạm vi từng thành phần riêng lẻ và tối ưu hóa toàn bộ hệ thống. Được hỗ trợ bởi hiểu biết sâu sắc về nước, Grundfos iSOLUTIONS sử dụng bơm thông minh, kết nối đám mây và dịch vụ kỹ thuật số. Tất cả kết hợp lại cho phép giám sát thời gian thực, điều khiển từ xa, dự đoán sự cố và tối ưu hóa hệ thống, giúp bạn đạt đến một tầm cao hiệu suất mới.
Grundfos iSOLUTIONS mang đến sự kết hợp tối ưu giữa bơm, bộ truyền động và linh kiện phụ trợ cho từng ứng dụng cụ thể, tích hợp các tính năng và chức năng đặc biệt, đồng thời dựa trên kiến thức và kinh nghiệm ứng dụng. iSOLUTIONS cho phép tích hợp dễ dàng bơm, bộ truyền động, hệ thống đo lường, điều khiển, bảo vệ và truyền thông, giúp bạn tiết kiệm thời gian thiết kế, lắp đặt và vận hành.
Các cài đặt gần đây và tác động của chúng
Grundfos có nhiều câu chuyện thành công trên khắp thế giới về cách E-Motors và iSOLUTIONS giúp khách hàng giải quyết các vấn đề quản lý nước cũng như giúp họ chuyển đổi nước và năng lượng, qua đó giảm chi phí và lượng khí thải carbon.
- Các tòa nhà tiết kiệm tới 80% năng lượng chỉ với việc hoán đổi bơm đơn giản: Taka Solutions (một công ty tư vấn năng lượng) đã hợp tác với Grundfos để xác định các vấn đề liên quan đến hệ thống bơm HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí) hiện có trong ba tòa nhà thuộc H&H Property Management and Development tại Dubai – Indigo Towers (dân cư), Green Tower (thương mại) và Falcon Tower (dân cư). Các tòa nhà này đang phải chịu chi phí điện cao bất thường. Kiểm tra năng lượng Grundfos xác định rằng các tòa nhà được trang bị bơm quá khổ, hoạt động không hiệu quả và cân bằng kém trong hệ thống làm lạnh chính liên tục của chúng và các bơm này chạy ở tốc độ không đổi. Do đó, Grundfos khuyến nghị thay đổi sang bơm hút cuối, ghép nối chặt với bộ truyền động tần số thay đổi – bơm NB-E thông minh. Những bơm này có thể cung cấp chính xác nhu cầu lưu lượng đến các máy làm lạnh mà không gây lãng phí và cải thiện Delta-T lên năm độ C. Một giải pháp chìa khóa trao tay đơn giản. H&H đã thấy kết quả gần như ngay lập tức. Tại Indigo Tower, trước đây các bơm sử dụng 36 kW mỗi giờ. Sau khi nâng cấp, họ đã sử dụng từ 7-10 kW/h. Sau hai năm hoạt động, họ đã tiết kiệm được 81% điện năng so với trước đây. Hơn nữa, hiệu suất bơm không chỉ tốt hơn mà còn cải thiện hiệu suất của toàn bộ hệ thống HVAC. Thời gian hoàn vốn đầu tư thực tế chỉ tám tháng. Các con số từ hai tòa nhà được cải tạo khác vào năm 2018 cũng cho thấy những kết quả tương tự. Falcon Tower đã giảm 46% mức tiêu thụ điện của bơm và Green Tower đã giảm 57% mức sử dụng. Nhìn chung, tổng mức tiết kiệm năng lượng của các tòa nhà – bao gồm cả máy làm lạnh, hệ thống thông gió và đèn – đã giảm từ 20-25%.
- Giám sát hiệu quả giúp giải quyết các vấn đề vận hành – tiết kiệm nước và chi phí đồng thời tăng sản lượng: Dựa trên những phát hiện của Grundfos iSOLUTIONS MONITOR, CPKelco, có trụ sở tại Køge, Đan Mạch, đã lắp đặt hai bơm CRNE3-23 mới với động cơ MGE công suất 11 kW. Giải pháp này không chỉ giúp giải quyết các vấn đề của CPKelco mà còn mang lại tác động tích cực lâu dài đến CAPEX (chi phí đầu tư) và OPEX (chi phí vận hành) của công ty. CAPEX, bởi vì giải pháp được cung cấp có chi phí thấp hơn hệ thống cũ; và OPEX, bởi vì tiết kiệm năng lượng và giảm 50% lượng nước tiêu thụ, cũng như tiết kiệm chi phí bảo trì và tăng sản lượng. Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách Grundfos có thể giúp khách hàng không chỉ giám sát bơm mà còn cả hệ thống mà chúng được lắp đặt.
- Tại các nhà máy chưng cất của Grant ở Vương quốc Anh, Grundfos đã thay thế bơm CR tốc độ cố định cho cấp nước lò hơi trên bốn lò hơi có công suất hơi từ 12,5 tấn đến 30 tấn với áp suất hơi 10 bar, bằng bơm Grundfos iSOLUTIONS CRIE15-8 với động cơ MGE. Họ cũng đã loại bỏ van điều biến khỏi lò hơi. Bơm CRIE kiểm soát mức nước trong lò hơi, tăng hoặc giảm tốc độ tùy theo nhu cầu. Đồng thời, bơm Grundfos sử dụng các chức năng tích hợp trong bộ truyền động – đó là chức năng vượt quá giới hạn và tín hiệu đầu ra rơle – để điều khiển van bypass nhằm đảm bảo dòng chảy qua bộ tiết kiệm khi đầu đốt đang hoạt động nhưng lò hơi không cần nước. Toàn bộ quá trình điều khiển được bộ truyền động xử lý đúng thời điểm để lò hơi vận hành an toàn và hiệu quả, đồng thời giảm độ phức tạp. Kết quả là tiết kiệm được 40% năng lượng chỉ riêng trên một bơm, tương đương khoảng 5.000 GBP mỗi năm. Ngoài ra, còn tiết kiệm được 6% lượng khí sử dụng cho lò hơi nhờ khả năng kiểm soát mức ổn định hơn.
Nhà máy chưng cất rượu William Grants and Sons
Ba từ có thể dễ dàng mô tả động cơ MGE của Grundfos: đáng tin cậy, có thể tùy chỉnh và tiết kiệm năng lượng. Kể từ khi ra mắt lần đầu tiên vào những năm 1990, những động cơ này đã thiết lập tiêu chuẩn trong ngành. Điều này, kết hợp với việc số hóa máy bơm, đang thay đổi cuộc chơi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện nay, tạo ra những cơ hội mới trước đây không thể, nhưng cũng phá vỡ những quy tắc thông thường. Grundfos đã lồng ghép hiểu biết sâu sắc của chúng tôi về vận hành máy bơm hiệu quả và tối ưu vào động cơ MGE để tạo ra một sản phẩm tiên tiến – và khi kết hợp với độ tin cậy của động cơ điện, điều này giúp giảm thời gian hoàn vốn của máy bơm điện. Đây là một thành tựu quan trọng. Kết hợp với máy bơm của chúng tôi, những động cơ này có thể mang đến cho khách hàng mức hiệu suất vượt trội.


bài viết rất hay