Расчет потребления электроэнергии вентиляторным агрегатом

 

Данные для расчета потребления электроэнергии определяются по данным таблицы 5.5 при годовой работе вентилятора час/год.

 

Таблица 5.5. Требуемое давление вентиляторной установки местного проветривания.

Время работы, час	0 – 1	1 – 2	2 – 3	3 – 4
Полное давление, Па

Определяяем угловую скорость вентиляторного агрегата при требуемом давлении на i – м интервале:

с^-1.

Определим подачу вентилятора для создания требуемого давления на i – м интервале:

м³/с.

Определим КПД вентилятора с i - ой угловой скоростью:

.

Определяим мощность, потребляемая вентиляторным агрегатом при регулировании режимов работы:

кВт.

Определяется потребляемая электроэнергия на i – м интервале:

,

Где:

час – интервал времени по данным таблицы 5.5.

Результаты расчетов приведены в таблице 5.6.

 

Таблица 5.6. Расчет суточного электропотребления

вентиляторным агрегатом.

Время работы, час	0 – 1	1 – 2	2 – 3	3 – 4
Полное давление, Па
Угловая скорость, с-1
Подача, м3/с				19,6
КПД вентилятора	0,734	0,745	0,74	0,758
Мощность, кВт	31,9	45,8	38,5	69,1
Потребляемая электроэнергия, кВтчас	31,9	45,8	38,5	69,1

 

Просуммировав потребляемую электроэнергию по каждому интервалу времени, получаем суточное электропотребление кВтчас/сут.

Годовое потребление:

кВтчас/год.

Определяем мощность, потребляемую вентиляторным агрегатом при нерегулируемом варианте:

кВт.

Годовое потребление электроэнергии при нерегулируемом варианте:

кВтчас/год.

Годовая экономия электроэнергии:

кВтчас/год.

Средняя подача при регулируемом варианте:

м³/с.

Где:

– суммарная подача по каждому интервалу времени, м³/с. ;

- количество интервалов времени за сутки по данным таблицы 5.6. .

Годовая выработка воздуха вентиляторной установкой:

· при нерегулируемом варианте:

тыс. м³/год;

· при регулируемом вариант:

тыс. м³/год.

Удельное потребление электроэнергии на выработку воздуха вентиляторной установкой:

· при нерегулируемом варианте:

кВтчас/1000 м³;

· при регулируемом варианте:

кВтчас/1000 м³.

 

Разработка модели электропривода в программно-моделирующих комплексах

 

На основании структурной схемы рисунок 5.3 составляется функциональная схема модели насосного агрегата с использованием программного продукта MatLab в среде Simulink.

Функциональная схема модели вентиляторного агрегата с численными значениями для вентилятора ВМЭ-12А и двигателем ВРМ280S4 приведена на рисунке 5.4.

 

Рис. 5.4. Функциональная схема модели вентиляторного агрегата

с частотно-регулируемым электроприводом.

Модель вентиляторного агрегата состоит из модели частотно-регулируемого электропривода и модели вентилятора. Модель электропривода содержит:

· входное устройство задания скорости (Constant2);

· модель преобразователя частоты, реализованный на апериодическом звене первого порядка (Transfer Fcn1);

· сумматор ЭДС преобразователя частоты и внутренней обратной связи по ЭДС двигателя;

· передаточная функция звена момента, реализованная на апериодическом звене первого порядка (Transfer Fcn);

· сумматор электромагнитного момента двигателя и отрицательного момента статического сопротивления, создаваемого вентилятором;

· звено скорости двигателя, реализованное с помощью интегратора (Integrator) и усилителя (Gain);

· внутренняя обратная связь по ЭДС двигателя реализована с использованием усилителя (Gain1).

Выходная координата модели частотно-регулируемого электропривода – угловая скорость, которая регистрируется с помощью дисплея (Display) и осциллографа (Scope).

Модель вентилятора представлена двумя подсистемами (Subsystem и Subsystem1). Входные (исходные) параметры вентилятора реализованы на пяти источниках постоянного воздействия (Constant). Отображение численных значений величин, вычисленных в модели, осуществляется с помощью блоков Display, а динамику изменения координат с помощью осциллографов Scope:

· подача вентилятора, м³/с – Display1 и Scope1:

· полное давление вентилятора, Па – Display2 и Scope2;

· потребляемая мощность вентилятора, кВт – Display3 и Scope3;

· момент статического сопротивления вентилятора, Нм – Display4 и Scope4.

С помощью подсистемы Subsystem реализованы зависимости подачи и статического давления вентилятора от угловой скорости вентилятора. Подсистема представлена на рисунке 5.5.

 

Рисунок 5.5. Подсистема Subsystem.

 

С помощью подсистемы Subsystem1 реализованы зависимости КПД, активной мощности вентилятора, потребляемой мощности вентиляторным агрегатом и статического момента сопротивления вентилятора от угловой скорости. Подсистема представлена на рисунке 5.6.

 

 

Рисунок 5.6. Подсистема Subsystem1.

 

Для настройки ряда параметров в подсистеме Subsystem1 необходимо руководствоваться следующим:

· коэффициент передачи усилителя Gain выбирается из условия перевода единицы измерения мощности из Ватт в килоВатты ();

· настройка блока ограничения координат момента статического сопротивления Saturation производится в следующей последовательности:

§ вычисляется номинальный момент статического сопротивления:

Нм;

§ верхний предел ограничения в Saturation устанавливается несколько больше вычисленной величины , а нижний предел равен нулю;

§ настройка блока ограничения координат мощности Saturation1 производится по номинальной мощности двигателя.

Полученные графики значений:

§ угловой скорости, подачи, полного давления вентилятора представлены на рис. 5.7;

§ угловой скорости, потребляемой мощности, момента статического сопротивления вентилятора – на рис. 5.8.

Рисунок 5.7. Графики значений угловой скорости, подачи, полного давления вентиляторной установки с переменным давлением.

Рисунок 5.8. Графики значений угловой скорости, потребляемой мощности, момента статического сопротивления вентиляторной установки с переменным давлением.