Biến tần FRENIC ECO – FUJI ELECTRIC Dùng để giám sát điều khiển nhiều bơm trong hệ thống bơm điều áp 

Chúng ta luôn bắt gặp những hệ thống bơm nước tuần hoàn trong các nhà máy công nghiệp hay các hệ thống cung cấp nước sinh hoạt trong các cao ốc chức năng như Khách Sạn, Văn Phòng, Căn hộ cao cấp … nơi cần thiết sử dụng một lượng nước sinh hoạt lớn với nhu cầu (lưu lượng) luôn thay đổi thường xuyên. Việc nghiên cứu sử dụng hiệu quả nguồn điện năng cung cấp cho một nhóm phụ tải công suất lớn và có đặc tính dao động như vậy đang được quan tâm rất nhiều, nhất là trong bối cảnh hiện nay khi tiêu chí tiết kiệm điện năng luôn được đề cập đến trong tất cả các dự án lớn.
Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước trong hệ thống luôn luôn đủ khi nhu cầu sử dụng nước thay đổi bất thường , các bơm nước của hệ thống phải làm việc liên tục ở chế độ đầy tải tương ứng với trường hợp nhu cầu sử dụng nước của hệ thống ở mức cực đại. Tuy nhiên điều này dẫn đến một số bất lợi sau đây.
1. Áp lực nước trong hệ thống đôi khi tăng quá cao không cần thiết, do nhu cầu nước giảm xuống nhưng hệ thống bơm vẫn chạy đầy tải.
2. Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ cơ khí, hoặc chi phí đầu tư sẽ tăng lên (do tăng số lượng bơm) nếu muốn các bơm chạy luân phiên.
3. Tổn hao điện năng trên hệ thống do động cơ bơm vẫn chạy đầy tải trong khi nhu cầu sử dụng nước giảm xuống.
Để đáp ứng các nhu cầu trên một cách tối ưu, chúng ta dùng giải pháp 1 biến tần FRENIC ECO điều khiển hệ thống bơm điều áp có nhiều bơm (tối đa là 5 bơm).
Khi sử dụng giải pháp này để điều khiển hệ thống bơm, một sensor áp suất được gắn trực tiếp trên đường ống cấp để chuyển tín hiệu áp lực nước bên trong đường ống đến biến tần ( tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V) Biến tần FRENIC ECO sẽ quyết định việc cho phép chạy hoặc dừng các bơm trong hệ thống tùy theo sự thay đổi nhu cầu sử đụng nước thông qua việc giám sát sự thay đổi của áp lực nước trên đường ống cấp nước.
Tín hiệu cho phép chạy hoặc dừng bơm được biến tần FRENIC ECO xuất ra thông qua các cổng Output Relay hoặc Output Tranzitor sau đó được đưa tới các Contactor để thực hiện việc chạy hoặc dừng bơm.
Bằng cách điều khiển vận hành bơm chạy/ dừng theo nhu cầu, hệ thống tiết kiệm được một lượng điện năng lớn khi cho phép dừng một hoặc nhiều bơm trong hệ thống lúc nhu cầu dùng nước của hệ thống giảm xuống thấp.
Khi xuất hiện tín hiệu điều khiển chạy/ dừng bơm biến tần FRENIC ECO sẽ điều khiển chạy luân phiên các bơm để sao cho số giờ vận hành của các bơm là bằng nhau giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí đầu tư và nâng cao tuổi thọ của các bơm, tuổi thọ của hệ thống cơ khí của hệ thống bơm.
Với số lượng ngõ vào/ ra được tích hợp sẵn và 1 Option Relay Card thì một biến tần FRENIC ECO có thể được điều khiển tối đa 5 bơm, trong đó có một bơm chính được điều khiển trực tiếp qua biến tần và 4 bơm phụ được ON/OFF trực tiếp vào lưới điện và luôn chạy đầy tải khi có tín hiệu điều khiển từ biến tần.
Tùy vào trường hợp cụ thể người thiết kế có thể chọn 1 trong 2 sơ đồ sau để dùng cho hệ thống của mình.

Hình 1: Biến tần chọn cố định 1 bơm là bơm chính (1 biến tần có thể điều khiển tối đa 5 bơm)

Hình 2: Biến tần có thể chọn bất kỳ bơm nào trong hệ thống làm bơm chính (1 biến tần có thể điều khiển tối đa 3 bơm)

Khi một bơm được chọn làm bơm chính và kết nối trực tiếp với biến tần, biến tần FRENIC ECO sẽ điều khiển mềm tốc độ của bơm này để đảm bảo áp lực nước bên trong đường ống cung cấp luôn luôn không đổi khi nhu cầu dùng nước của hệ thống thay đổi trong giới hạn lưu lượng nước của một bơm (nghĩa là chỉ chạy thêm 1 bơm phụ khi bơm chính đã chạy ở chế độ vận tốc tối đa trong một khoảng thời gian định trước mà áp lực nước vẫn chưa đủ và chỉ dừng bớt bơm phụ khi bơm chính đã chạy ở vận tốc tối thiểu trong một khoảng thời gian định trước mà áp lực trong đường ống cấp vẫn còn cao hơn áp lực quy định)
Thông qua việc điều khiển tốc độ của bơm chính bám sát nhu cầu sử dụng khi áp lực nước trong đường ống thay đổi. Biến tần FRENIC ECO tiết kiệm được một phần điện năng lớn mà hệ thống phải cung cấp cho bơm chính. Vì chúng ta đều biết rằng khi giảm tốc độ thì công suất điện đưa vào bơm sẽ giảm tương ứng với lũy thừa ba của vận tốc.
Việc cài đặt cho ứng dụng này có thể thực hiện đơn giản trên máy tính bằng phần mềm PC Loader 2. Đây là phần mềm cho phép lập trình cài đặt tham số và giám sát vận hành của biến tần bằng máy tính.

Tóm lại biến tần FRENIC ECO là giải pháp tối ưu cho các hệ thống bơm có nhu cầu thay đổi thường xuyên. Ngoài việc tết kiệm được một phần lớn điện năng cho hệ thống nó còn giúp giảm chi phí đầu tư kéo dài tuổi thọ cơ khí của hệ thống.