Energieverbrauchsrechner Wirkungsgradkurven für Pumpen und Lüfter

Redakteur: Gerd Kielburger

Exakte Energieverbrauchsberechnung als Basis der Investitionskalkulation. Wirkungsgradkurven helfen bei der realistischen Berechnung von Amortisationszeiten von Antriebssystemen für Pumpen und Lüfter.

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Mikko Lönnberg, bei ABB zuständig für das Antriebspakete bei ABB: „Mit den Wirkungsgradkurven können Anwender jetzt ihre Energieverbrauchs- und Amortisationsberechnungen auf Fakten bauen und sind nicht auf Annahmen beschränkt."
Mikko Lönnberg, bei ABB zuständig für das Antriebspakete bei ABB: „Mit den Wirkungsgradkurven können Anwender jetzt ihre Energieverbrauchs- und Amortisationsberechnungen auf Fakten bauen und sind nicht auf Annahmen beschränkt."
(Bild: ABB)

„Stellen Sie sich vor, Sie würden auf der Landstraße mit Tempo 100 fahren. Plötzlich kündigt ein Verkehrsschild eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf Tempo 50 an. Sie kämen jetzt sicher nicht auf die Idee, auf dem Gas zu bleiben, während Sie gleichzeitig auf die Bremse treten“. Mit diesem sehr einleuchtenden Bild erläuterte ABB-Manager Mikko Lönnberg, verantwortlich für das internationale OEM-Geschäft bei ABB Drives, wie sinnvoll es auch in der Industrie sein kann, mithilfe von Antriebspaketen, bestehend aus Motor und Frequenzumrichter einzusetzen, energieeffizienter anzutreiben.

Energiekosten und Emissionen senken

Auf der diesjährigen Hannover Messe stellt ABB erstmals geprüfte Wirkungsgradkurven für ihre Motor-Frequenzumrichter-Pakete mit Synchronreluktanzmotor vor, mit denen die Amortisationszeiten jetzt realistisch berechnet werden können. „Präzise Wirkungsgradkurven sind bei Pumpen- und Lüfterapplikationen ein großer Vorteil und helfen die Energiekosten und Emissionen zu senken“, so Lönnberg. ABB ist nach Lönnbergs Aussage der erste Hersteller in diesem Bereich, der solche Kurven für die ab Lager lieferbaren Antriebspakete mit Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter zur Verfügung stellt.

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„Die Wirkungsgradkurven decken den gesamten Drehzahlbereich ab und eignen sich besonders für Pumpen- und Lüfteranwendungen. Bei diesen Systemen wird die Motordrehzahl generell so eingestellt, dass die Prozessanforderungen optimal erfüllt werden. Da Pumpen und Lüfter quadratische Lasten darstellen, unterscheidet sich die Effizienz deutlich vom Betrieb bei Nennlast“. Anhand solcher Wirkungsgradkurven können die Anwender von Motor-Umrichter-Paketen ihren Energieverbrauch genau berechnen und darauf ihre Investionskalkulation aufbauen. Die Wirkungsgradkurven werden zunächst für die ABB-Antriebspakete mit Synchronreluktanzmotor erhältlich sein.

„Mit einem Antriebspaket mit Snychronreluktanzmotor lassen sich gegenüber einem IE2- oder IE3-Standard-Asynchronmotor deutliche Energieeinsparungen in einer Pumpen- und Lüfteranwendung erzielen", ist Lönnberg sicher. "Ein solches Paket amortisiert sich daher in Abhängigkeit von der Einschaltdauer und Belastung des Systems in der Regel bereits nach 15 bis 30 Monaten. Mit den Wirkungsgradkurven können Anwender jetzt ihre Energieverbrauchs- und Amortisationsberechnungen auf Fakten bauen und sind nicht auf Annahmen beschränkt“.

Wirkungsgradkurven auf Basis der gemessenen tatsächlichen Werte

In der Vergangenheit konnten die Anwender den Energieverbrauch drehzahlgeregelter Motoren nur grob abschätzen. Frequenzumrichter können Motoren über den gesamten Drehzahl- und Drehmomentbereich regeln, und der Gesamtenergieverbrauch wird durch die Effizienz des gesamten Motor-Umrichter-Pakets bestimmt. Im Gegensatz dazu gab es Effizienzdaten bislang normalerweise nur für Motoren im Netzbetrieb und auch nur für bestimmte Lastpunkte (100 % und 75 % bzw. 50 % der Nenndrehzahl und -last). Der gleiche Ansatz wird mit den internationalen Effizienzklassen (IE) verfolgt, die den Motorwirkungsgrad nur bei voller Drehzahl und Leistung bei einer sinusförmigen Spannungsversorgung angeben.

Aus Sicht von ABB ist die Messung der einzig zuverlässige Weg zum Nachweis des Wirkungsgrads des Motor-Umrichter-Pakets. Dies ist ein deutlicher Fortschritt, denn selbst die IE-Klassen werden aus den Motorverlusten ermittelt und nicht aus dem gemessenen Wirkungsgrad auf Basis der Wellenleistung. ABB hat die ab Lager lieferbaren Antriebspakete durch exakte Messungen geprüft, um den eingespeisten Strom in den Antrieb und das Motordrehmoment festzustellen.

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