naar top
Menu
Logo Print

CASE CENTRIFUGALE VENTILATOR

De mogelijkheden van de MSTool worden aangetoond aan de hand van deze case, gebaseerd op een reële optimaliseringsopdracht voor een bedrijf, uitgevoerd door UGent campus Kortrijk. De aandrijflijn bestaat uit een centrifugale ventilator, via een overbrenging van drie SPB-riemen, aangedreven door een IE1 direct-online inductiemotor van 18,5 kW.

Uitgaand vermogen van de caseopstelling

Een druk- en debietmeting (1.920 Pa bij 15.000 m³/h) werd ter plaatse uitgevoerd, zodat het uitgaande vermogen van de opstelling gekend is. De opstelling heeft 5.000 draaiuren per jaar aan een gemiddelde elektrische energieprijs van € 0,1/kWh

Jaarlijks energiegebruik

Gebruikmakend van de MSTool, maakte men een inschatting van het jaarlijkse energiegebruik. Op bovenstaande zijn een verwachte jaarlijkse energiekost van € 7.302 en een momentele totale systeemefficiëntie van 54,8% te zien. Vervolgens kan de gebruiker vrij eenvoudig aanpassingen uitvoeren aan het aandrijfsysteem en het effect daarvan op de jaarlijkse energiekost evalueren.

Technische bagage

Het mag duidelijk zijn dat de gebruiker wel nood heeft aan wat technische bagage rond aandrijfsystemen om hier een technisch en economisch haalbare situatie te garanderen. De tool geeft wel aan wanneer bepaalde aandrijfcomponenten sterk over- of onderbelast zijn, maar beschikt bijvoorbeeld niet over de mogelijkheid om dé optimale aandrijflijn automatisch te laten ontwerpen, aangezien dat in elk geval van heel wat randfactoren afhangt.

Snelheidsregelingen toevoegen geen garantie voor rendementswinst

Heel wat mogelijkheden werden uitgetest via de tool. Zo werd bijvoorbeeld het alternatief van het weglaten van de transmissie geëvalueerd, deels ook door de overgedimensioneerde overbrenging die slechts een rendement van 94,8% haalt. Daarbij werd er een drive toegevoegd aan de motor, zodat de opstelling in snelheid kan worden geregeld naar een snelheid van 965 rpm.



Het weglaten van de riemen en het toevoegen van een snelheidsregeling bleken niet het verhoopte resultaat op te leveren, integendeel; de jaarlijkse kost steeg van € 7.302 naar € 7.583.

De verklaring is te zoeken in twee zaken. Vooreerst zorgt het toevoegen van een drive aan het systeem met een eigen rendement van 97-98% voor een rendementsdaling van het geheel. Daarnaast werkt de motor nu in een ander werkpunt, waardoor uiteindelijk de motor-drivecombinatie nog slechts een rendement van 81,2% haalt in plaats van de originele 85,1%. Hieruit blijkt nogmaals dat het onbedacht toevoegen van snelheidsregelingen aan systemen niet altijd automatisch een rendementswinst betekent. De wijze raad hierbij is nog steeds dat iedere component die wordt toegevoegd aan het aandrijfsysteem, zal zorgen voor een rendementsdaling van het volledige systeem en dat overbodige componenten dus steeds moeten worden vermeden.

Alternatieve centrifugaalventilator zoeken

In een volgende stap werd er op zoek gegaan naar een andere centrifugaalventilator die in het opgemeten werkingspunt een beduidend hoger rendement haalde van 77% in plaats van de originele 65%. Hierdoor daalt de jaarlijkse energiekost naar € 6.303 en stijgt de systeemefficiëntie naar 63,2%. Ook het gebruik van een alternatieve motortechnologie (hier permanentemagneetmachine) met een beduidend hoger rendement in deellast werd geëvalueerd. Hierdoor daalt het energiegebruik zoals verwacht tot € 5.793 en stijgt het totaalrendement naar 69%. Het verschil in aankoopprijs van een dergelijk type motor in vergelijking met de klassieke inductiemotor blijft echter nog in vele gevallen een struikelpunt.

"Finaal wordt de initiële jaarlijke energiegebruikskost gereduceerd met 21% van € 7.302 naar € 5.780."

Optimale oplossing

De optimale oplossing bleek uiteindelijk te bestaan uit configuratie 3. Hierbij werd er gekozen voor een direct-online IE3-inductiemachine met een synchroon toerental van 1.000 rpm en een asvermogen van 11 kW. De toepassing van een zespolige machine maakt de snelheidsregeling overbodig.


Finaal wordt de initiële jaarlijkse energiegebruikskost gereduceerd met 21% van € 7.302 naar € 5.780. Ook wordt de riemaandrijving weggelaten, wat ook de jaarlijkse onderhoudskosten voor die opstelling sterk reduceert.