home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / energy / 6572 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-01  |  5.3 KB

  1. Path: sparky!uunet!think.com!ames!sgi!cdp!ei
  2. From: Essential Information <ei@igc.apc.org>
  3. Newsgroups: sci.energy
  4. Date: 31 Dec 92 13:54 PST
  5. Subject: Re: Energy Ideas - HVAC-2
  6. Sender: Notesfile to Usenet Gateway <notes@igc.apc.org>
  7. Message-ID: <1466300142@igc.apc.org>
  8. References: <1466300134@igc.apc.org>
  9. Nf-ID: #R:cdp:1466300134:cdp:1466300142:000:4976
  10. Nf-From: cdp.UUCP!ei    Dec 31 13:54:00 1992
  11. Lines: 102
  12.  
  13.  
  14.  
  15. VARIABLE SPEED DRIVES PROVIDE FLEXIBLE POWER
  16.  
  17. One of the most energy-intensive activities of heating,
  18. ventilating and air conditioning (HVAC) systems is the operation
  19. of pumps and fans. Frequently, when a thermostat or other energy
  20. management control device signals the HVAC system to increase or
  21. decrease the temperature in a building, the HVAC system operates
  22. at full power. This is seldom needed. Since frequent operation of
  23. a pump or fan at a low rate consumes less energy than infrequent
  24. operation of a pump or fan at a high flow rate, the installation
  25. of a motor that varies its speed saves energy. These motors are
  26. called adjustable speed drives (ASDs).
  27. How They Work
  28.  
  29. The speed of a motor can be controlled by varying the amount and
  30. frequency of the voltage applied to a motor, and by varying the
  31. current passing through a motor. ASDs alter the speed of both
  32. direct-current (dc - the type of current produced by a battery)
  33. and alternating current (ac - the type of current produced by a
  34. generator) motors by varying a fixed input voltage and current.
  35.  
  36. When used to drive dc motors, ASDs typically control both the
  37. voltage and the current. At lower speeds, the current is
  38. maintained at the value rated for the motor while the voltage is
  39. increased to produce increased speed and torque (the force of the
  40. twist provided by the motor). Above the rated speed, the voltage
  41. is maintained at its rated value while the field current is
  42. decreased to produce higher operation speeds.
  43.  
  44. ASDs control ac motors by controlling the magnitude of their
  45. voltage as well as the frequency of the supply. An ac ASD
  46. consists of three components: the rectifier, which converts an ac
  47. signal to a fixed dc voltage or to an adjustable ac voltage; the
  48. filter/dc link, which smooths the output of the rectifier; and
  49. the inverter, which converts the dc output into an ac output of
  50. adjustable frequency and adjustable voltage. 
  51.  
  52. Improved Efficiency and Other Benefits
  53.  
  54. According to an article in the September, 1992 Energy User News
  55. ("Graham Adds 300-Hp Unit to Its Series of Adjustable Speed
  56. Motors," p. 18), installing an ASD can reduce energy consumption
  57. by up to 60 percent. These motors can be used in chilled water
  58. circulating systems, cooling towers, heat exchangers, exhaust and
  59. make-up air systems, fume hoods, dust collecting systems,
  60. domestic hot water and waste treatment systems. As shown in the
  61. above diagram, the ASD compares the signals received from a
  62. sensor and the setpoint and adjusts the motor speed to match the
  63. two signals. 
  64. Electronic speed control offers much more than just energy
  65. savings. Less maintenance is one benefit, since electronic speed
  66. controls often replace a mechanical transmission system. The
  67. mechanical stresses on the machines, bearings and shafts are
  68. lower, which prolongs the service life of the equipment. Because
  69. of the low starting current, the thermal stress on the machine
  70. itself and the electrical stress on the power supply are
  71. substantially reduced.
  72.  
  73. A motor controlled by an ASD should not be operated at its
  74. maximum output. The ASD
  75. components use electricity to function and increase the electric
  76. load. A 150 horsepower (hp) ASD motor operating at full power
  77. consumes more energy than a constant 150 hp motor. The advantage
  78. to the system is its variability; if you need a motor to operate
  79. at a constant power level, do not purchase an ASD.
  80.  
  81. CASE STUDIES:
  82.  
  83. Installation at Police Station
  84. The City of Phoenix installed a single ASD on a 20 hp tower fan
  85. motor at the Police Training Academy. The ASD has saved about
  86. 30,000 kWh per year, resulting in annual savings of $2,172. The
  87. installation of the ASD is also expected to reduce tower fan
  88. maintenance. The cooling tower has a fan motor running at 100
  89. percent speed intermittently to maintain a certain condenser
  90. water temperature. The ASD varies the motor speed from 30 to 40
  91. to 60 percent of full speed to maintain a constant cooling water
  92. temperature. Since the energy consumption of the motor varies
  93. with the cube of the speed, these speeds represent energy
  94. reductions of 97 percent, 93 percent and 78 percent,
  95. respectively. The expected payback period of the motor is 2.5 to
  96. 3.0 years. (Contact: Dimitrios Laloudakis, Energy Conservation
  97. Manager, 2631 South 22nd Avenue, Phoenix, AZ 85009, (602)
  98. 261-8813.)
  99.  
  100.  
  101. ASD Installation at School
  102. Between 1988 and 1991, the Phoenix, Arizona, Union High School
  103. District #210 added ASDs to the chilled/hot water systems on all
  104. campuses. Each ASD cost about $180,000 and reduced the energy
  105. consumption of each motor by approximately 60 percent. The pumps
  106. were resized and some were replaced with higher efficiency pumps.
  107. The district has not experienced any operating difficulties and
  108. has an ongoing maintenance agreement with the manufacturer of the
  109. ASDs. (Contact: Kenneth E. Wissinger, Assistant to the
  110. Superintendent for Business and Operations, Phoenix Union High
  111. School District #210, 4502 North Central Avenue, Phoenix, AZ
  112. 85012, (602) 271-3301.)
  113.  
  114.  
  115.