VFD (ইনভার্টার) দিয়ে ফ্যান ও পাম্পের বিদ্যুৎ সাশ্রয়: হিসাবের তিন পদ্ধতি

আপনার কারখানার কেউ ফ্যান বা পাম্পে VFD (variable frequency drive) বসাতে চান, আর প্রস্তাবে লেখা আছে বিদ্যুৎ খরচ অর্ধেক হয়ে যাবে। জাপানি নথিতে একই যন্ত্রকে বলা হয় "ইনভার্টার" (inverter), আর সাশ্রয়ের হিসাব দেওয়া থাকে ইয়েনের দামে এবং 50 Hz বা 60 Hz ধরে। অনুমোদনের আবেদনে এই সংখ্যাগুলো বসানোর আগে জানা দরকার, কোন শর্তে এগুলো সত্যি।

সংক্ষিপ্ত উত্তর: তত্ত্ব অনুযায়ী ফ্যান 80% গতিতে চালালে শ্যাফট পাওয়ার রেটেড মানের 51.2%-এ নামে, কারণ পাওয়ার গতির ঘনক (cube) অনুযায়ী বদলায়। এই হিসাব ধরে নেয় যে সিস্টেমের পুরো রেজিস্ট্যান্স আসে শুধু ঘর্ষণ থেকে। স্ট্যাটিক হেড থাকলে বা কনস্ট্যান্ট-টর্ক লোড হলে সাশ্রয় কমে যায়, আর যে মেশিন সব সময় রেটেড গতিতে চলে সেখানে বিদ্যুৎ বরং বাড়তে পারে।

এই লেখায় আছে যন্ত্রটির দুই নাম, অ্যাফিনিটি ল, ড্যাম্পার বা থ্রটলিং ভালভের সঙ্গে VFD-র তুলনা, আর স্ট্যাটিক হেড কোথায় ঘনক-সূত্র ভেঙে দেয়। এরপর সাশ্রয় হিসাবের তিনটি পদ্ধতি, একটি চেকলিস্ট এবং জাপানি সরবরাহকারীকে করার প্রশ্নের তালিকা দেওয়া আছে।

সূচিপত্র

1. ইনভার্টার না VFD: একই যন্ত্র, দুই নাম
2. অ্যাফিনিটি ল: গতির ঘনকে কেন পাওয়ার কমে
3. VFD বনাম ড্যাম্পার বা থ্রটলিং ভালভ
4. স্ট্যাটিক হেড: যেখানে ঘনক-সূত্র ভেঙে যায়
5. VFD কোথায় লাভজনক, কোথায় নয়
6. VFD দিয়ে বিদ্যুৎ সাশ্রয়ের হিসাব: তিন পদ্ধতি
7. জাপানি সংখ্যা ও স্পেক পড়ার সময়
8. বসানোর আগে কী দেখবেন
9. চেকলিস্ট: সংখ্যাটি জমা দেওয়ার আগে
10. জাপানি সরবরাহকারীকে প্রশ্ন
11. এই গাইডের সীমা
12. FAQ
13. সূত্র

ইনভার্টার না VFD: একই যন্ত্র, দুই নাম

জাপানি ড্রয়িং, ক্যাটালগ আর সরকারি এনার্জি-সেভিং গাইডে এই যন্ত্রকে সাধারণত ইনভার্টার (inverter, inbata) বলা হয়। যুক্তরাষ্ট্র ও ভারতে বেশি দেখা যায় VFD, variable speed drive (VSD) বা AC drive। কড়াভাবে বললে VFD হলো VSD-র সবচেয়ে প্রচলিত ধরন।

এই লেখায় এখন থেকে "VFD" লেখা হবে। জাপানি নথিতে মোটরের প্রসঙ্গে "ইনভার্টার" দেখলে সেটিও একই যন্ত্র।

ড্রাইভ কেন দরকার, তা একটি সূত্রেই বোঝা যায়। সিঙ্ক্রোনাস স্পিড (rpm) = 120 × ফ্রিকোয়েন্সি ÷ পোল সংখ্যা, তাই 4 পোলের মোটর 50 Hz-এ প্রায় 1,500 rpm আর 60 Hz-এ প্রায় 1,800 rpm-এ ঘোরে। লাইন পাওয়ারের ফ্রিকোয়েন্সি স্থির থাকায় ইনডাকশন মোটর কার্যত একটি গতিতেই চলে।

VFD মোটরে যাওয়া বিদ্যুৎকে নতুন করে তৈরি করে এই সীমা সরিয়ে দেয়। Figure 1-এ প্রক্রিয়াটি দেখানো আছে।

Figure 1: VFD (ইনভার্টার) কীভাবে মোটরের গতি বদলায়

ড্রাইভ লাইন পাওয়ারকে প্রথমে DC করে, তারপর দরকারি ফ্রিকোয়েন্সির AC বানিয়ে মোটরে পাঠায়।

ড্রাইভের ভেতরে AC রেকটিফাই হয়ে DC হয় এবং ক্যাপাসিটরে স্মুদ হয়। এরপর সেমিকন্ডাক্টর সুইচ নতুন ফ্রিকোয়েন্সি ও ভোল্টেজের AC তৈরি করে। তথ্যসূত্র: Japan Electrical Manufacturers' Association-এর একটি নথি।

ফ্রিকোয়েন্সি কমানোর সময় ড্রাইভ ভোল্টেজও একই অনুপাতে কমায়। এই constant V/f control মোটরের ভেতরের ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স স্থির রেখে গতি বদলাতে দেয়। এই লেখায় কারখানায় সবচেয়ে প্রচলিত জুটি, অর্থাৎ থ্রি-ফেজ ইনডাকশন মোটর আর VFD, নিয়েই আলোচনা।

অ্যাফিনিটি ল: গতির ঘনকে কেন পাওয়ার কমে

গতি বদলালে ফ্যান বা সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প কেমন আচরণ করে, তা অ্যাফিনিটি ল (affinity laws) বলে দেয়। জাপানি নথিতে এর নাম sojisoku। ফ্লো গতির সমানুপাতিক, প্রেসার গতির বর্গের সমানুপাতিক, আর শ্যাফট পাওয়ার গতির ঘনকের সমানুপাতিক। পাওয়ার ফ্লো আর প্রেসারের গুণফলের সমানুপাতিক, তাই প্রথম ঘাত আর দ্বিতীয় ঘাত গুণ হয়ে তৃতীয় ঘাত হয়।

গতি N1 থেকে N2 হলে ফলাফল এই রকম:

• ফ্লো: Q2 = Q1 × (N2/N1)
• প্রেসার: P2 = P1 × (N2/N1)²
• শ্যাফট পাওয়ার: L2 = L1 × (N2/N1)³

Figure 2-এ তিনটি রেখা আঁকা আছে। জাপানের পরিবেশ মন্ত্রণালয় (MOE) তাদের ফ্যাক্ট শিটে একই 80%-এর উদাহরণ ব্যবহার করে। যুক্তরাষ্ট্রের Department of Energy (DOE) একই কথা বলে: গতি 20% কমালে ইনপুট পাওয়ার প্রায় 50% কমে।

Figure 2: গতির সঙ্গে ফ্লো, প্রেসার ও শ্যাফট পাওয়ারের সম্পর্ক (অ্যাফিনিটি ল)

80% গতিতে ফ্লো রেটেড মানের 80%, প্রেসার 64% এবং শ্যাফট পাওয়ার 51.2%।

ফ্লো (প্রথম ঘাত)প্রেসার (বর্গ)শ্যাফট পাওয়ার (ঘনক)

এই সূত্রগুলো ধরে নেয়: একই ইম্পেলার, ফ্লুইডের ঘনত্ব স্থির, প্রতিটি অপারেটিং পয়েন্টে প্রায় একই এফিশিয়েন্সি, এবং রেজিস্ট্যান্স শুধু পাইপ বা ডাক্টের ঘর্ষণ থেকে আসে (শূন্য ফ্লোতে শূন্য রেজিস্ট্যান্স)। নির্দিষ্ট উচ্চতায় তোলা বা ব্যাক প্রেসার থাকলে প্রেসার ততটা নামতে পারে না, আর পাওয়ার ঘনকের চেয়ে ধীরে কমে।

Figure 2 আদর্শ অবস্থার রেখা দেখায়। বাস্তবে পাওয়ার মিটারে মোটর ও ড্রাইভের লসও ধরা পড়ে, আর কম গতিতে এফিশিয়েন্সি কমে। তাই মাপা পাওয়ার হিসাবের চেয়ে কিছুটা বেশি আসে। DOE বলেছে, লোড কমলে VFD-র এফিশিয়েন্সি কমে, বিশেষ করে ছোট ড্রাইভে।

এই লস প্রথম দেখায় যতটা মনে হয় ততটা গুরুত্বপূর্ণ নয়। DOE-র একটি উদাহরণে 20 hp (প্রায় 15 kW) এক্সহস্ট ফ্যান অর্ধেক গতিতে চলছে, মোটর এফিশিয়েন্সি 77.8% আর ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি 86%। তবুও সেটি 16.4 kW-এর বদলে 2.8 kW টানে।

ভ্যারিয়েবল-টর্ক ও কনস্ট্যান্ট-টর্ক লোড

ফ্যান, পাম্প ও ব্লোয়ার ভ্যারিয়েবল-টর্ক লোড। এদের টর্ক গতির বর্গ অনুযায়ী কমে, তাই পাওয়ার ঘনক অনুযায়ী কমে। জাপানি নথিতে একে বলা হয় nijo teigen toruku (গতির বর্গ অনুযায়ী টর্ক কমে এমন লোড)।

কনস্ট্যান্ট-টর্ক লোড আলাদা আচরণ করে। যেকোনো গতিতে টর্ক প্রায় একই থাকে, তাই পাওয়ার গতির সমানুপাতে কমে। কনভেয়ার, এক্সট্রুডার, মিক্সার, পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট পাম্প ও স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসর এই দলে পড়ে, আর এদের ক্ষেত্রে ঘনক-সূত্র খাটে না।

VFD বনাম ড্যাম্পার বা থ্রটলিং ভালভ

VFD না থাকলে ফ্লো কমানোর সাধারণ উপায় হলো ফ্যানের আউটলেট ড্যাম্পার বা পাম্পের ডিসচার্জ ভালভ আংশিক বন্ধ করা। মোটর প্রায় পুরো গতিতেই চলতে থাকে, আর বাড়তি রেজিস্ট্যান্স ফ্লো কমিয়ে দেয়। ভালভের ওপর যে শক্তি নষ্ট হয়, সেটিও আপনার বিদ্যুৎ বিলের অংশ।

VFD পাম্প বা ফ্যানের কার্ভটাকেই নিচে নামায়, তাই আলাদা রেজিস্ট্যান্স যোগ করতে হয় না। DOE-র গাইডে বলা আছে, ফ্লো নিয়ন্ত্রণে স্পিড কন্ট্রোল সব সময় কন্ট্রোল ভালভের চেয়ে বেশি কার্যকর। একটি সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যানের ক্ষেত্রে ব্যবধান কত বড় হতে পারে, তা Figure 3-এ দেখুন।

Figure 3: ড্যাম্পার বা ভালভ কন্ট্রোল বনাম VFD কন্ট্রোল

একই 80% এয়ারফ্লোতে ড্যাম্পারে শ্যাফট পাওয়ার 95%, আর গতি কমালে 51%।

ড্যাম্পার বা ভালভ কন্ট্রোলমোটর পুরো গতিতে থাকে। ড্যাম্পার বা ভালভ রেজিস্ট্যান্স যোগ করে ফ্লো কমায়। প্রেসার বাড়ে, আর থ্রটলিংয়ের লস তাপ ও শব্দ হয়ে যায়। 80% এয়ারফ্লোতে শ্যাফট পাওয়ার প্রায় 95%

VFD কন্ট্রোলকম গতি ফ্লো কমায়। বাড়তি রেজিস্ট্যান্স নেই, তাই প্রেসারও কমে, আর পাওয়ার গতির ঘনক অনুযায়ী কমে। 80% এয়ারফ্লোতে শ্যাফট পাওয়ার প্রায় 51% (ড্রাইভের লস ধরা হয়নি)

মানগুলো একটি সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যানের জন্য, যা MOE-র ফ্যাক্ট শিটে Energy Conservation Center, Japan (ECCJ)-এর একটি ডেটা শিটের চার্ট থেকে ধরা হয়েছে।

ড্যাম্পারে কিছুটা সাশ্রয় হয়, কারণ সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যানের শ্যাফট পাওয়ার ফ্লো কমলে কিছুটা কমে। একই ডেটা শিটে ইনলেট ড্যাম্পার, ইনলেট ভেন ও ফ্লুইড কাপলিংয়ের কার্ভও আছে। বর্তমান কন্ট্রোল পদ্ধতি সাশ্রয়ের পরিমাণ বদলে দেয়, তাই আগে সেটি চিনে নিন।

পার্থক্যগুলো নিচের টেবিলে একসঙ্গে দেওয়া হলো।

তুলনার বিষয়	ড্যাম্পার বা ভালভ কন্ট্রোল	VFD কন্ট্রোল
ফ্লো কমানোর উপায়	রেজিস্ট্যান্স যোগ করা	গতি কমানো
মোটরের গতি	প্রায় পুরো গতিতে	দরকারি ফ্লো অনুযায়ী কমে
প্রেসার	যত বেশি থ্রটল, তত বাড়ে	গতির বর্গ অনুযায়ী কমে
80% এয়ারফ্লোতে শ্যাফট পাওয়ার (সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যানের উদাহরণ)	প্রায় 95%	প্রায় 51%
যন্ত্রের খরচ	কম: শুধু ড্যাম্পার বা ভালভ	ড্রাইভ ও ইনস্টলেশনের কাজ লাগে

পাম্প কার্ভে একই তুলনা

পাম্প সেখানেই চলে যেখানে পাম্পের পারফরম্যান্স কার্ভ সিস্টেম কার্ভকে কাটে। ভালভ বন্ধ করলে সিস্টেম কার্ভ খাড়া হয়, ফলে অপারেটিং পয়েন্ট ওপরে-বাঁয়ে সরে যায়: ফ্লো কমে, কিন্তু হেড বাড়ে। গতি কমালে বরং পাম্প কার্ভটাই নিচে নামে, তাই একই ফ্লো অনেক কম হেডে পাওয়া যায়।

Figure 4-এ J-Net21-এর একটি হিসাবের উদাহরণ ব্যবহার করা হয়েছে। J-Net21 জাপানের সরকার-সমর্থিত ক্ষুদ্র ও মাঝারি প্রতিষ্ঠানের সহায়তা সাইট। উদাহরণের পাম্পের শাট-অফ হেড রেটেড হেডের 1.4 গুণ, স্ট্যাটিক হেড রেটেড হেডের 0.3 গুণ, আর ফ্লো রেটেডের অর্ধেকে নামানো হয়েছে।

Figure 4: ভালভে চেপে কমানো আর গতি কমানোর অপারেটিং পয়েন্ট

অর্ধেক ফ্লোতে ভালভ কন্ট্রোল হেড 1.3-তে চলে, আর VFD কন্ট্রোল হেড 0.475-এ (রেটেড হেড = 1.0)।

পাম্প কার্ভ (রেটেড গতি)পাম্প কার্ভ (গতি কমানোর পর)সিস্টেম কার্ভসিস্টেম কার্ভ (ভালভে চাপা)

J-Net21-এর উদাহরণের একই শর্তে আঁকা স্কেচ: শাট-অফ হেড রেটেডের 1.4 গুণ, স্ট্যাটিক হেড রেটেডের 0.3 গুণ, ফ্লো রেটেডের অর্ধেকে নামানো।

এই উদাহরণে ভালভ কন্ট্রোলে রেটেড পাওয়ারের 65% লাগে, আর স্পিড কন্ট্রোলে লাগে 24%। J-Net21 একে 63% সাশ্রয় বলেছে। এই 63% ভালভে চাপা অবস্থার সঙ্গে তুলনা করে বের করা, রেটেড পাওয়ারের সঙ্গে নয়। জাপানি নথিতে সাশ্রয়ের শতাংশ দেখলে সব সময় দেখে নিন, কীসের সঙ্গে তুলনা করা হয়েছে (baseline)।

স্ট্যাটিক হেড: যেখানে ঘনক-সূত্র ভেঙে যায়

টোটাল হেডের দুটি অংশ। স্ট্যাটিক হেড (jitsu-yotei) হলো তরলকে যতটা উঁচুতে তুলতে হয়, অথবা গন্তব্যে থাকা স্থির ব্যাক প্রেসার। অন্য অংশ ফ্রিকশন হেড, যা ফ্লোর বর্গ অনুযায়ী বদলায়। ক্লোজড-লুপ সার্কুলেটিং সিস্টেমে শুধু ফ্রিকশন হেড থাকে, আর ঘনক-সূত্র ঠিক এই শর্তই ধরে নেয়: রেজিস্ট্যান্স শুধু ঘর্ষণ থেকে আসছে।

ফ্লো যতই কমান, স্ট্যাটিক হেড একই থাকে, তাই হেডের ওই অংশটা কমানো যায় না। ফ্যানেও একই সীমা আসে, যদি ডাক্টের শেষ প্রান্তে নির্দিষ্ট স্ট্যাটিক প্রেসার ধরে রাখতে হয়।

DOE-র গাইড বলেছে, স্ট্যাটিক হেড আছে এমন সিস্টেমে সাশ্রয়ের হিসাবে অ্যাফিনিটি ল ব্যবহার করা একটি সাধারণ ভুল, যা বড় ত্রুটি ঘটাতে পারে। অর্ধেক ফ্লোতে ব্যবধান কত, Figure 5-এ দেখুন।

Figure 5: ফ্লো কমালে দরকারি পাওয়ার (স্ট্যাটিক হেড থাকলে ও না থাকলে)

50% ফ্লোতে আদর্শ ঘনক-সূত্রে দরকারি পাওয়ার 12.5%, রেটেড হেডের 30% স্ট্যাটিক হেড থাকলে প্রায় 24%, আর ভালভ কন্ট্রোলে 65%।

ভালভ কন্ট্রোলস্পিড কন্ট্রোল (স্ট্যাটিক হেড 0.3)স্পিড কন্ট্রোল (স্ট্যাটিক হেড 0, আদর্শ ঘনক-সূত্র)

J-Net21-এর উদাহরণের শর্তে (শাট-অফ হেড 1.4, স্ট্যাটিক হেড 0.3) পাম্প এফিশিয়েন্সি স্থির ধরে আঁকা স্কেচ। বাস্তবে কম ফ্লোতে এফিশিয়েন্সি কমে, তাই পাওয়ার এখানে দেখানোর চেয়ে বেশি হয়।

স্পিড কন্ট্রোল তবুও ভালভের চেয়ে ভালো, কিন্তু কার্ভ ঘনক-রেখা থেকে অনেক দূরে। J-Net21 বলেছে, স্পিড কন্ট্রোল সবচেয়ে ভালো কাজ করে যখন স্ট্যাটিক হেড ছোট এবং ফ্লোর অনুপাত প্রায় 30–80%। তাদের উদাহরণে সবচেয়ে বড় সাশ্রয় আসে প্রায় 60% ফ্লোর কাছাকাছি।

গতির তলা: পাম্পকে তবুও স্ট্যাটিক হেড হারাতে হবে

শাট-অফ হেড গতির বর্গ অনুযায়ী কমে। এটি স্ট্যাটিক হেডের নিচে নেমে গেলে পাম্প আর ফ্লো দিতে পারে না, আর চেক ভালভ না থাকলে তরল উল্টো দিকে বইতে পারে। এই তলার প্রথম আন্দাজ হলো (স্ট্যাটিক হেড ÷ শাট-অফ হেড)-এর বর্গমূল।

উপরের 1.4 শাট-অফ হেড ধরলে স্ট্যাটিক হেড 0.3-এর জন্য তলা প্রায় 46% গতি, আর স্ট্যাটিক হেড 0.6-এর জন্য প্রায় 65%। এগুলো আমাদের নিজেদের হিসাব, আর আসল সর্বনিম্ন গতি এর চেয়ে বেশি হবে। পাম্প সরবরাহকারীর উচিত কম গতির কার্ভ ও সর্বনিম্ন কন্টিনিউয়াস ফ্লো দেখে এটি ঠিক করা।

স্ট্যাটিক হেড থাকলে ফ্লোও গতির চেয়ে দ্রুত কমে। একই মডেলে অর্ধেক ফ্লোর জন্য গতি লাগে স্ট্যাটিক হেড 0.3-এ প্রায় 64% আর 0.6-এ প্রায় 76%। তাই এসব সিস্টেমে ধরে নেবেন না যে ফ্লোর অনুপাত আর গতির অনুপাত সমান।

যে পানি সরবরাহে বড় টোটাল হেড লাগে, সেখানে জাপানের MOE গতি কমানোর বদলে পাম্প স্টেজিং (daisu seigyo) দিয়ে ফ্লো নিয়ন্ত্রণের পরামর্শ দেয়, কারণ কম গতিতে হেড কম পড়তে পারে। মোটা সমন্বয় স্টেজিং দিয়ে, আর সূক্ষ্ম সমন্বয় VFD দিয়ে করার জুটিও বিবেচনার যোগ্য।

VFD কোথায় লাভজনক, কোথায় নয়

ফলাফল মূলত তিনটি জিনিসে ঠিক হয়: লোডের ধরন, ফ্লো কতটা ওঠানামা করে, আর রেজিস্ট্যান্স কী দিয়ে তৈরি। সবচেয়ে ভালো প্রার্থী হলো ভ্যারিয়েবল-টর্ক মেশিন, যা অনেক ঘণ্টা থ্রটল অবস্থায় চলে এবং যেখানে রেজিস্ট্যান্সের বেশির ভাগ ঘর্ষণজনিত। Figure 6-এ সাধারণ যন্ত্রগুলোকে সাজানো হয়েছে।

Figure 6: VFD-তে কোথায় বেশি সাশ্রয়, কোথায় কম

ফ্যান ও পাম্পের মধ্যেও ফল নির্ভর করে মেশিন কীভাবে চলে এবং রেজিস্ট্যান্স কী দিয়ে তৈরি তার ওপর।

বেশি সাশ্রয়

HVAC ও ভেন্টিলেশন ফ্যানঋতু ও সময় অনুযায়ী দরকারি এয়ারফ্লো বদলায়

ক্লোজড-লুপ সার্কুলেটিং পাম্পকুলিং ওয়াটার বা চিলড ও হট ওয়াটার। রেজিস্ট্যান্সের বেশির ভাগ পাইপের ঘর্ষণ

ফার্নেস ও বয়লারের এক্সহস্ট ফ্যানএয়ারফ্লো দহনের লোড অনুসরণ করতে পারে

থ্রটল করে চালানো মেশিনড্যাম্পার বা ভালভ অনেক ঘণ্টা অর্ধেক বা তার কম খোলা

কম সাশ্রয়

উঁচু স্ট্যাটিক হেডে তোলাগভীর কূপ বা উঁচু তলায় পানি। তোলার জন্য দরকারি হেড কমে না

সব সময় রেটেড গতিতেগতি কমানোর জায়গা নেই, তাই শুধু কনভার্সন লস যোগ হয়

কনস্ট্যান্ট-টর্ক লোডকনভেয়ার ও এক্সট্রুডার। পাওয়ার শুধু গতির সমানুপাতে কমে

স্থির প্রেসার দরকারযেমন লাইনের শেষ প্রান্তে প্রেসার ধরে রাখা পানি সরবরাহ। গতি কমানোর জায়গা কম

যে মেশিন রেটেড ফ্লোর কাছাকাছি চলে, তার গতি কমানোর জায়গা নেই, আর ড্রাইভের নিজের কনভার্সন লস বিলে যোগ হয়। এ কারণেই জাপানের MOE পরামর্শ দেয়, পাম্প রেটেড ফ্লোতে চললে লাইন পাওয়ারে (shoyo dengen) চালাতে। এই ব্যবস্থাকে সাধারণত VFD bypass বলে, আর এটির নকশা করা উচিত যোগ্য ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারের।

VFD দিয়ে বিদ্যুৎ সাশ্রয়ের হিসাব: তিন পদ্ধতি

হিসাব শুরু করুন মেশিন আজ কতটা বিদ্যুৎ টানে তা দিয়ে, নেমপ্লেটের মান দিয়ে নয়। মোটর প্রায়ই রেটেড লোডের নিচে চলে, তাই রেটেড kW-কে আসল খরচ ধরলে সাশ্রয় বেশি করে দেখানো হয়। এ কারণেই J-Net21 90% লোড ফ্যাক্টর (fukaritsu) ধরেছে, আর পাওয়ার মিটারের রিডিং আরও ভালো।

Figure 7-এ পুরো ধারাটি দেখানো আছে। ধাপ 3-এ কোন সূত্র ঠিক, তা নির্ভর করে মেশিন এখন কীভাবে নিয়ন্ত্রিত এবং তার স্ট্যাটিক হেড কত তার ওপর।

Figure 7: VFD-র সাশ্রয় আন্দাজের পাঁচ ধাপ

লগ করা সাইটের তথ্যকে সঠিক গতি বা পাওয়ারের অনুপাত ও এফিশিয়েন্সি দিয়ে kWh-এ বদলান, তারপর নিজের রেট বসান।

01বর্তমান অবস্থা লগ করুনড্যাম্পার বা ভালভের অবস্থান, ফ্লো ও প্রেসারের ওঠানামা, কারেন্ট বা পাওয়ার মিটারের রিডিং

02চলার ঘণ্টা ঠিক করুনবছরে দিন × দিনে ঘণ্টা। প্রতিটি ফ্লোতে কত ঘণ্টা চলে জানা থাকলে আলাদা আলাদা হিসাব করুন

03পাওয়ারের অনুপাত প্রয়োগ করুননিচের পদ্ধতি A, B বা C ব্যবহার করুন। ফ্লোর অনুপাত = গতির অনুপাত তখনই খাটে যখন স্ট্যাটিক হেড নেই

04এফিশিয়েন্সি দিয়ে ভাগ করুনদরকার হলে মোটর এফিশিয়েন্সি দিয়ে, আর ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি দিয়ে (সরকারি উদাহরণে 90–95%) ভাগ করুন

05নিজের রেট বসানkWh-এর পার্থক্যকে প্রতি kWh রেট দিয়ে গুণ করুন

যাচাইবসানোর পর মেপে দেখুনএকই শর্তে kWh মিলিয়ে দেখুন, আর ব্যবধান পরের আন্দাজ ভালো করতে কাজে লাগান

স্ট্যাটিক হেড বা স্থির ব্যাক প্রেসার থাকলে সাশ্রয় ঘনক-সূত্রের হিসাবের চেয়ে কম হয়।

পদ্ধতি A: ভালভ পুরো খোলা, শুধু ঘর্ষণ

এই পদ্ধতি তখন ব্যবহার করুন যখন ভালভ বা ড্যাম্পার আগে থেকেই পুরো খোলা, স্ট্যাটিক হেড শূন্যের কাছাকাছি, আর আপনি শুধু ফ্লো কমাতে চান।

নতুন kWh = বর্তমান kWh × (গতির অনুপাত)³ ÷ ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি

J-Net21 একটি 37 kW (প্রায় 50 hp) কুলিং ওয়াটার পাম্পের হিসাব দেখিয়েছে। এফিশিয়েন্সি 92.5% (এখানে মোটর এফিশিয়েন্সি ধরা হয়েছে), লোড ফ্যাক্টর 90%, আর বছরে 310 দিন দিনে 24 ঘণ্টা চলে। বর্তমান খরচ প্রায় 267,800 kWh। 85% গতি ও 95% ড্রাইভ এফিশিয়েন্সিতে তা হয় 267,800 × 0.85³ ÷ 0.95, অর্থাৎ প্রায় 173,100 kWh।

বছরে সাশ্রয় প্রায় 94,700 kWh, অর্থাৎ প্রায় 35%। প্রতি kWh 22.0 ইয়েন ধরে J-Net21 এটিকে প্রায় 20.8 লাখ ইয়েন (JPY 2.08 million) বলেছে। উদাহরণে স্ট্যাটিক হেড 0 m ধরা হয়েছে, তাই একে সর্বোত্তম অবস্থার (best case) হিসাব মনে করুন।

পদ্ধতি B: এখন ড্যাম্পার বা ভালভে থ্রটল করা হচ্ছে

আজকের রিডিংয়ে থ্রটলিং লস আগে থেকেই ধরা আছে, তাই সরাসরি গতির ঘনক দিয়ে গুণ করবেন না। বরং একই ফ্লোতে দুই কন্ট্রোল পদ্ধতির অনুপাত ব্যবহার করুন, যা ফ্যান কার্ভ বা ডেটা শিট থেকে নেবেন।

নতুন kWh = বর্তমান kWh × (VFD-র শ্যাফট পাওয়ার অনুপাত ÷ থ্রটলের শ্যাফট পাওয়ার অনুপাত) ÷ ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি

জাপানের MOE একটি 22 kW (প্রায় 30 hp) এক্সহস্ট ফ্যানের মডেল করেছে: 80% এয়ারফ্লো, বছরে 6,480 ঘণ্টা, মোটর এফিশিয়েন্সি 95%, ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি 90%। বর্তমান খরচ তারা ধরেছে 142,600 kWh। শ্যাফট পাওয়ারের অনুপাত 51% ও 95% হলে ফল হয় 142,600 × (51 ÷ 95) ÷ 0.90, অর্থাৎ প্রায় 85,000 kWh।

বছরে সাশ্রয় প্রায় 57,600 kWh, অর্থাৎ প্রায় 40%। 95% ও 51% মান এসেছে সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যানের ড্যাম্পারের একটি চার্ট থেকে। অন্য কন্ট্রোল ধরনের নিজস্ব কার্ভ আছে।

পদ্ধতি C: স্ট্যাটিক হেড আছে এমন সিস্টেম

স্ট্যাটিক হেড থাকলে গতি থেকে নয়, ফ্লো ও হেড থেকে পাওয়ার আন্দাজ করুন। hs যদি রেটেড হেডের স্ট্যাটিক অংশ হয় আর Q ফ্লোর অনুপাত, তাহলে সিস্টেম কার্ভে হেড = hs + (1 − hs) × Q²।

পাওয়ারের অনুপাত ≈ Q × (hs + (1 − hs) × Q²), তারপর ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি দিয়ে ভাগ করুন।

নিচের টেবিলে এই সূত্র প্রয়োগ করা হয়েছে। 50% ফ্লোতে ভালভ ও hs = 0.3-এর মান J-Net21-এর উদাহরণের সঙ্গে মেলে (তারা 23.8%-কে 24% করেছে)। বাকি মানগুলো একই মডেলে আমাদের নিজেদের হিসাব।

ফ্লো	ভালভ কন্ট্রোল	VFD, hs = 0 (ঘনক-সূত্র)	VFD, hs = 0.3	VFD, hs = 0.6
90%	96.8%	72.9%	78.0%	83.2%
80%	91.5%	51.2%	59.8%	68.5%
70%	84.3%	34.3%	45.0%	55.7%
60%	75.4%	21.6%	33.1%	44.6%
50%	65.0%	12.5%	23.8%	35.0%

VFD-র কলামগুলোকে আশাবাদী মান হিসেবে দেখুন। DOE-র গাইড সতর্ক করেছে যে উঁচু স্ট্যাটিক হেডের সিস্টেমে সামান্য গতি কমালেও ফ্লো ও পাম্প এফিশিয়েন্সি দুটোই অনেক কমে যায়। অনুমোদনের আবেদনে যে সংখ্যার পক্ষে দাঁড়াতে হবে, তার জন্য সরবরাহকারীর কাছে এফিশিয়েন্সিসহ কম গতির পাম্প কার্ভ চেয়ে নিন।

kWh থেকে নিজের মুদ্রায়

মূল ফলাফল kWh-এই রাখুন, কারণ জাপানি উদাহরণের ইয়েনের অঙ্ক সরাসরি অন্য দেশে খাটে না। MOE-র ফ্যানের উদাহরণে প্রতি kWh 22.76 ইয়েন ধরা হয়েছে।

নিচের টেবিলে একই 57,600 kWh-এ অন্য রেট বসানো হয়েছে। এই রেটগুলো বাজারদর নয়, শুধু placeholder। নিজের বিলের রেট দিয়ে বদলে নিন।

প্রতি kWh রেট	57,600 kWh-এ বছরের সাশ্রয়
22.76 ইয়েন (MOE-র উদাহরণ)	প্রায় 13.1 লাখ ইয়েন
10 টাকা (placeholder)	5.76 লাখ টাকা (576,000 টাকা)
USD 0.10 (placeholder)	USD 5,760
আপনার রেট: ____	57,600 × আপনার রেট

অনুমোদনে কোন রেট ব্যবহার হবে, তা অ্যাকাউন্টস বা ফাইন্যান্স বিভাগকে জিজ্ঞেস করুন। J-Net21 বেস চার্জসহ একটি মিশ্র (blended) রেট ব্যবহার করেছে, কিন্তু স্থির চার্জ kWh-এর সঙ্গে তাল মিলিয়ে নাও কমতে পারে। বাংলাদেশে আপনার বিদ্যুৎ বিলে ডিমান্ড চার্জ বা অন্য স্থির চার্জ আছে কি না, বিল দেখে নিশ্চিত হয়ে নিন।

সরল পে-ব্যাক বের করতে ইনস্টল-করা মোট খরচকে বছরের সাশ্রয় দিয়ে ভাগ করুন। এতে ড্রাইভ, ইনস্টলেশন, রিঅ্যাক্টর বা ফিল্টার, আর মোটর বদলের খরচ ধরুন, এবং এই খরচ কোটেশন থেকে নিন।

বসানোর পর একই শর্তে মাপা kWh মিলিয়ে দেখুন। আন্দাজ আর মাপের ব্যবধান আপনার পরের আন্দাজ ভালো করবে।

জাপানি সংখ্যা ও স্পেক পড়ার সময়

জাপানে দুটি ফ্রিকোয়েন্সি চলে: পূর্বে টোকিওসহ 50 Hz, আর পশ্চিমে ওসাকাসহ 60 Hz। তাই জাপানে তৈরি যন্ত্র দুটির যেকোনো একটির জন্য রেটেড হতে পারে, আর তার মূল ফ্রিকোয়েন্সি আপনার কারখানার সঙ্গে নাও মিলতে পারে।

বাংলাদেশের গ্রিডের ফ্রিকোয়েন্সি 50 Hz। জাপানের পশ্চিমাঞ্চলের 60 Hz-এর যন্ত্র এখানে আনলে এই প্রশ্ন সরাসরি আসে। ঘনক-সূত্রের কারণে এটি বাস্তব সমস্যা। 50 Hz-এর জন্য রেটেড সেন্ট্রিফিউগাল মেশিন 60 Hz-এ চালালে 20% দ্রুত ঘোরে আর প্রায় 73% বেশি শ্যাফট পাওয়ার লাগে (1.2³ = 1.73)। উল্টো দিকে 60 Hz-এর মেশিন 50 Hz-এ চালালে গতি প্রায় 17% কমে, পাওয়ার প্রায় 58% আর প্রেসার প্রায় 69% হয়।

কোনো সংখ্যা মেলানোর আগে রেটেড ফ্রিকোয়েন্সি নিশ্চিত করুন। এই অনুপাতগুলো অ্যাফিনিটি ল থেকে আমাদের নিজেদের গুণের হিসাব। সরবরাহকারীকে জিজ্ঞেস করুন, মেশিন ও মোটর আপনার ফ্রিকোয়েন্সিতে আদৌ চলতে পারে কি না।

দেশভেদে পার্থক্যের শুরুর জন্য নিচের টেবিল ব্যবহার করুন।

স্থান	মেইনস ফ্রিকোয়েন্সি	হারমনিক্সের জন্য শুরুর রেফারেন্স
জাপান	50 Hz (পূর্ব), 60 Hz (পশ্চিম)	উচ্চ-ভোল্টেজ গ্রাহকদের জন্য 1994 সালের গাইডলাইন এবং কারিগরি গাইডলাইন JEAG 9702
বাংলাদেশ	50 Hz	বিদ্যুৎ সরবরাহকারী সংস্থার কাছে নিশ্চিত করুন; এখানে যাচাই করা হয়নি
যুক্তরাষ্ট্র	60 Hz	IEEE 519-2022; সরবরাহকারী সংস্থার শর্ত নিশ্চিত করুন

জাপানি এনার্জি-সেভিং নথি ও স্পেকে এই শব্দগুলো প্রায়ই আসে।

জাপানি শব্দ (রোমাজি)	বাংলা বা ইংরেজি
sho-ene	এনার্জি সেভিং
jiku-doryoku	শ্যাফট পাওয়ার
kaitensu seigyo	স্পিড কন্ট্রোল
jitsu-yotei / zen-yotei	স্ট্যাটিক হেড / টোটাল হেড
furyo	এয়ারফ্লো
shoyo dengen	লাইন (ইউটিলিটি) পাওয়ার
kochoha	হারমনিক্স

Top Runner মোটর ও ফ্রিকোয়েন্সি সেটিং

2015 সালের এপ্রিল থেকে জাপান বেশির ভাগ শিল্প-ব্যবহারের থ্রি-ফেজ ইনডাকশন মোটরের জন্য Top Runner মান বাধ্যতামূলক করেছে, যাকে International Energy Agency IE3 স্তরের বলে বর্ণনা করে। যুক্তরাষ্ট্রে NEMA Premium সাধারণত IE3-র তুল্য ধরা হয়, তবে লেবেল এক ধরে না নিয়ে ডেটা শিটে এফিশিয়েন্সি মিলিয়ে নিন। বাংলাদেশের BSTI মানের সঙ্গে এর মিল আমরা যাচাই করতে পারিনি, তাই মোটর কেনার সময় সরবরাহকারীর কাছ থেকে এফিশিয়েন্সি ক্লাস ও সেটির পরীক্ষা-মান লিখিতভাবে নিন।

Semiconductor Equipment Association of Japan জানিয়েছে, এই মোটরগুলোতে স্লিপ কম, তাই গতি সামান্য বেশি। তারা পরামর্শ দেয়, এদের সঙ্গে ব্যবহৃত VFD-র সেটিং দেখে নিতে বা বদলাতে। পাওয়ার গতির ঘনকে বাড়ে, তাই মোটর বদলে একই সঙ্গে VFD বসালে ফ্রিকোয়েন্সি সেটিং সরবরাহকারী বা যোগ্য ইঞ্জিনিয়ারকে দিয়ে পর্যালোচনা করান।

বসানোর আগে কী দেখবেন

VFD নিজে থেকেই লাভ এনে দেয় না। ভুল মেশিনে বসালে ফ্লো কম পড়া, মোটর অতিরিক্ত গরম হওয়া বা কাঁপুনি দেখা দিতে পারে। যাচাই এই ক্রমে করুন: অপারেটিং ডেটা, প্রসেসের সীমা, মোটর ও যান্ত্রিক সীমা, তারপর ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেম।

অপারেটিং ডেটা ও প্রসেসের সীমা

এক সপ্তাহ থেকে এক মাস ধরে ড্যাম্পার বা ভালভের অবস্থান, ফ্লো ও প্রেসারের ওঠানামা এবং চলার ঘণ্টা লগ করুন। যে মেশিন প্রায় পুরো খোলা অবস্থায় থাকে, তাতে সাশ্রয় কম। DOE-র গাইড duration diagram করার পরামর্শ দেয়, যা দেখায় বছরে কোন ফ্লোতে কত ঘণ্টা চলে। তাতে প্রতিটি অবস্থার হিসাব আলাদা করে যোগ করা যায়।

এরপর প্রসেসের জন্য ন্যূনতম ফ্লো ও প্রেসার কত লাগে, তা নিশ্চিত করুন। প্রেসার গতির বর্গ অনুযায়ী কমে: MOE উল্লেখ করেছে, 90% ফ্লোতে ডিসচার্জ প্রেসার 19% কমে। লাইনের শেষ প্রান্তে যে প্রেসার দরকার, সেটিই গতি কত নিচে নামানো যাবে তার সীমা ঠিক করে।

সর্বনিম্ন গতি, কুলিং ও কাঁপুনি

বেশির ভাগ ইনডাকশন মোটর শ্যাফটে লাগানো ফ্যান দিয়ে নিজেকে ঠান্ডা করে। তাই দীর্ঘ সময় কম গতিতে চালালে কুলিং বাতাস কমে যায়। প্রস্তুতকারকের কাছে জানুন, কন্টিনিউয়াসভাবে কত গতির পরিসরে চালানো যায় এবং আলাদা চালিত কুলিং ফ্যান লাগবে কি না।

গতি বদলানো গেলে অপারেটিং পরিসরের মধ্যে স্ট্রাকচারাল রেজোন্যান্সে পড়ার সম্ভাবনাও বাড়ে। অনেক ড্রাইভে একটি ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড এড়িয়ে যাওয়া (skip) যায়, তাই কমিশনিংয়ের সময় কাঁপুনি ও শব্দ দেখে নিন।

ফ্যানে আরেকটি ঝুঁকি আছে: কিছু গতির পরিসরে সার্জিংয়ের মতো অস্থির চলা হতে পারে।

মোটরের ইনসুলেশন ও ড্রাইভের জায়গা

DOE-র গাইড অনুযায়ী 400 V নেটওয়ার্কে বেশির ভাগ বিদ্যমান মোটরে VFD বসানো যায়। যুক্তরাষ্ট্র ও 440 V-এর বেশি ভোল্টেজের অন্য এলাকায় সাধারণত তা নয়, সেখানে প্রায়ই শক্তিশালী ইনসুলেশনের "inverter duty" মোটর লাগে। লম্বা ক্যাবল মোটরের টার্মিনালে ভোল্টেজ বাড়াতে পারে, আর বড় মোটরে শ্যাফট ভোল্টেজের কারণে বেয়ারিং ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

এ বিষয়ে প্রশ্ন করার সময় দুটি মানের নাম বলা কাজে আসে: inverter-rated মোটরের জন্য NEMA MG 1 Part 31, আর converter-fed মেশিনের নির্দেশনা হিসেবে IEC TS 60034-25:2022। ড্রাইভ কোথায় বসবে তাও দেখুন। ইলেকট্রনিক্স ক্ষয়কারী ও স্যাঁতসেঁতে জায়গা সহ্য করে না। আপনার কারখানায় ধুলো, লিন্ট বা বেশি গরম থাকলে প্যানেলের জায়গা ও ফিল্টারিংও সরবরাহকারীর সঙ্গে আলোচনা করুন। DOE-র গাইড বলেছে, বিস্ফোরক হতে পারে এমন পরিবেশে VFD চালানো সাধারণত সম্ভব নয়।

হারমনিক্স ও পাওয়ার সিস্টেম

ড্রাইভের স্মুদিং ক্যাপাসিটর চার্জ হওয়ার সময় ইনপুট কারেন্ট বিকৃত হয়, আর তাতে মেইনস ফ্রিকোয়েন্সির পূর্ণসংখ্যা গুণিতকে হারমনিক্স (kochoha) তৈরি হয়। যুক্তরাষ্ট্রে IEEE 519-2022 একটি প্রচলিত রেফারেন্স। এর সীমা প্রযোজ্য হয় point of common coupling-এ, অর্থাৎ ইউটিলিটি ও গ্রাহকের সংযোগস্থলে, প্রতিটি ড্রাইভে নয়।

2022 সংস্করণের একটি প্রকাশিত সারাংশে ভোল্টেজ total harmonic distortion-এর সীমা দেওয়া আছে: 1 kV ও তার নিচে 8%, আর 1 kV-এর ওপরে 69 kV পর্যন্ত 5%। কারেন্টের সীমা নির্ভর করে শর্ট-সার্কিট কারেন্ট ও লোড কারেন্টের অনুপাতের ওপর। এই মানগুলো মূল মানের সঙ্গে মিলিয়ে নিন।

জাপানে উচ্চ বা অতি-উচ্চ ভোল্টেজে বিদ্যুৎ নেওয়া গ্রাহকদের জন্য 1994 সালের গাইডলাইন প্রযোজ্য, সঙ্গে JEAG 9702। জাপানি ড্রাইভের ক্যাটালগে হিসাবের জন্য একটি কনভার্সন ফ্যাক্টর দেওয়া থাকে। প্রতিকারের মধ্যে আছে AC বা DC রিঅ্যাক্টর এবং pulse-width-modulated কনভার্টার। বাংলাদেশে প্রযোজ্য সীমা আপনার বিদ্যুৎ সরবরাহকারী সংস্থার কাছ থেকে নিশ্চিত করুন।

হারমনিক্স পাওয়ার-ফ্যাক্টর কারেকশন ক্যাপাসিটরকেও প্রভাবিত করে, তাই আপনার ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ার ও বিদ্যুৎ সরবরাহকারীকে দিয়ে এই বিষয়গুলো দেখিয়ে নিন।

নিরাপত্তা ও আইনি দায়িত্ব সম্পর্কে একটি কথা

বিদ্যুৎ বন্ধ করার পরও ড্রাইভের ভেতরের ক্যাপাসিটরে চার্জ থেকে যেতে পারে, তাই কাজের ধাপ ও অপেক্ষার সময় প্রস্তুতকারকের ম্যানুয়াল আর আপনার কারখানার লকআউট/ট্যাগআউট (LOTO) নিয়ম অনুযায়ী ঠিক করুন। যন্ত্রপাতি ও বিদ্যুৎ-সংক্রান্ত কাজে নিরাপত্তার সাধারণ দায়িত্বের বিষয়ে Bangladesh Labour Act 2006-এর নিরাপত্তা-সংক্রান্ত বিধান দেখুন। এই লেখা কাজের নির্দেশনা বা আইনি পরামর্শ নয়।

চেকলিস্ট: সংখ্যাটি জমা দেওয়ার আগে

VFD-র কোনো প্রস্তাব, নিজের হোক বা ভেন্ডরের, যাচাই করতে এই তালিকা ব্যবহার করুন।

• লোডের ধরন: ভ্যারিয়েবল-টর্ক ফ্যান বা সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প, কনস্ট্যান্ট-টর্ক মেশিন নয়
• বর্তমান কন্ট্রোল: আউটলেট ড্যাম্পার, ইনলেট ড্যাম্পার, ভেন, ভালভ, না পুরো খোলা
• Baseline: মাপা kW বা kWh, নেমপ্লেটের kW নয়
• ফ্লো প্রোফাইল: লগ করা তথ্য থেকে প্রতিটি ফ্লোতে বছরে কত ঘণ্টা
• স্ট্যাটিক হেড: রেটেড হেডের কত অংশ, আর তার সঙ্গে মেলে এমন হিসাব-পদ্ধতি (A, B বা C)
• প্রসেসের সীমা: ন্যূনতম ফ্লো, ন্যূনতম প্রেসার ও শেষ প্রান্তে দরকারি হেড
• এফিশিয়েন্সি: শুধু ফুল লোডে নয়, আসল পার্ট-লোডে ড্রাইভ ও মোটরের এফিশিয়েন্সি
• রেটেড ফ্রিকোয়েন্সি: মেশিন, মোটর ও আপনার কারখানার জন্য 50 Hz না 60 Hz
• মোটর: VFD-র ব্যবহারের উপযোগী কি না, কম গতিতে কুলিং, আর বড় মোটরে বেয়ারিং সুরক্ষা
• ইলেকট্রিক্যাল: হারমনিক্স পর্যালোচনা, ক্যাপাসিটর, ক্যাবলের দৈর্ঘ্য ও ড্রাইভের জায়গা
• অর্থ: নিজের প্রতি kWh রেট, ইনস্টল-করা পুরো খরচ ও সরল পে-ব্যাক
• যাচাই: আগে ও পরে মাপা kWh মিলিয়ে দেখার পরিকল্পনা

জাপানি সরবরাহকারীকে প্রশ্ন

যন্ত্র বা সাশ্রয়ের সংখ্যা জাপান থেকে এলে এই প্রশ্নগুলো আগেভাগে পাঠান। ইমেইলে সরাসরি কপি করার জন্য প্রশ্নগুলো ইংরেজিতেই রাখা হলো।

• What is the rated frequency of the machine and the motor? Please send performance curves for 50 Hz and 60 Hz.
• Please send performance curves at reduced speed, with efficiency and minimum continuous flow shown.
• What is the allowable continuous speed range? Is separate motor cooling needed at low speed?
• Is the motor rated for VFD use? To which standard (for example, NEMA MG 1 Part 31 or IEC TS 60034-25)?
• What is the drive efficiency at part load? Does the drive have a built-in AC or DC reactor? What harmonic data can you provide?
• Which speed ranges should we avoid because of resonance or unstable operation?
• Your energy-saving figure: what are the baseline control method, static head, drive efficiency, run hours, and electricity rate?
• Does a VFD retrofit affect the warranty on this machine?

এই গাইডের সীমা

• হিসাবের উদাহরণগুলো জাপানের সরকারি গাইড থেকে নেওয়া এবং অনুমানের মানে ভিত্তি করে। এগুলো মাপা ফল বা গ্যারান্টি নয়।
• পদ্ধতি C পাম্প এফিশিয়েন্সি স্থির ধরে। কম ফ্লোতে এফিশিয়েন্সি কমলে আসল সাশ্রয় কম হয়।
• সর্বনিম্ন গতির হিসাব প্রথম আন্দাজ মাত্র। সরবরাহকারীর কার্ভ অগ্রাধিকার পাবে।
• পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট পাম্প, কম্প্রেসর ও অন্য কনস্ট্যান্ট-টর্ক মেশিনের জন্য আলাদা বিশ্লেষণ লাগে।
• হারমনিক্সের সীমা ও মোটরের মান দ্বিতীয় স্তরের সূত্র থেকে সারাংশ করা। বর্তমান মান ও আপনার বিদ্যুৎ সরবরাহকারীর নিয়মের সঙ্গে মিলিয়ে নিন।
• বাংলাদেশের BSTI মানের সঙ্গে মিল, এনার্জি-সংক্রান্ত বিধিমালা এবং বিদ্যুতের ট্যারিফ এখানে যাচাই করা হয়নি।
• বিদ্যুতের রেট, ট্যারিফ ও প্রণোদনা দেশ ও সাইটভেদে আলাদা, আর এই গাইডে তা আলোচিত হয়নি।

FAQ

ফ্যান বা পাম্পে VFD কত শতাংশ বিদ্যুৎ বাঁচায়?

কোনো একটি শতাংশ সবার জন্য খাটে না। জাপানের সরকারি উদাহরণে একই 80% এয়ারফ্লোতে ড্যাম্পার কন্ট্রোল থেকে VFD-তে গেলে 22 kW ফ্যানে প্রায় 40%, আর 85% গতিতে 37 kW পাম্পে প্রায় 35% সাশ্রয় দেখানো হয়েছে। আপনার ফল নির্ভর করবে বর্তমান কন্ট্রোল পদ্ধতি, ফ্লো প্রোফাইল ও স্ট্যাটিক হেডের ওপর।

পাম্পে স্ট্যাটিক হেড থাকলে কি অ্যাফিনিটি ল খাটে?

সিস্টেমের সাশ্রয়ের হিসাবে খাটে না। গতির সঙ্গে পাম্প কার্ভ কীভাবে সরে, তা এই সূত্র এখনও বর্ণনা করে, কিন্তু সিস্টেম কার্ভ আর শূন্য থেকে শুরু হয় না, তাই ফ্লো গতির সঙ্গে তাল মিলিয়ে কমে না। J-Net21-এর উদাহরণে 50% ফ্লোতে পাওয়ার রেটেডের প্রায় 24%, ঘনক-সূত্রের 12.5% নয়।

যে ফ্যান সব সময় পুরো গতিতে চলে, তাতে VFD বসালে কি বিদ্যুৎ বাঁচবে?

না। গতি কমানোর জায়গা না থাকলে ড্রাইভের নিজের কনভার্সন লস বিদ্যুৎ খরচ বাড়ায়। জাপানের MOE পরামর্শ দেয়, পাম্প রেটেড ফ্লোতে চললে বরং লাইন পাওয়ারে চালাতে। এই পরিবর্তনের নকশা আপনার ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারের কাজ।

VFD নিজে কতটা বিদ্যুৎ হারায়?

জাপানের সরকারি উদাহরণে ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি 90–95% ধরা হয়েছে। DOE বলেছে, লোড কমলে এফিশিয়েন্সি কমে, বিশেষ করে ছোট ড্রাইভে, তাই সরবরাহকারীর কাছে পার্ট-লোডের মান চেয়ে নিন।

VFD ব্যবহার করব, না পাম্প স্টেজিং?

যে সিস্টেমে স্ট্যাটিক হেড কম এবং রেজিস্ট্যান্সের বেশির ভাগ ঘর্ষণ, সেখানে VFD মানায়। উঁচু স্তরে পানি পাঠানোর মতো বড় টোটাল হেডের ক্ষেত্রে জাপানের MOE স্টেজিংয়ের পরামর্শ দেয়। মোটা সমন্বয় স্টেজিং দিয়ে আর সূক্ষ্ম সমন্বয় VFD দিয়ে করার জুটিও একটি বিকল্প।

সূত্র

• ফ্যানের অ্যাফিনিটি ল, ড্যাম্পারের সঙ্গে তুলনা ও 22 kW ফ্যানের উদাহরণ: Japan Ministry of the Environment, "Introduction of Variable Exhaust Fans" (জাপানি ভাষায়), ECCJ-এর ডেটা শিটের ভিত্তিতে
• পাম্পের ফ্লো, প্রেসার ও পাওয়ার; স্ট্যাটিক হেড; স্টেজিং; রেটেড ফ্লোতে লাইন পাওয়ার: Japan Ministry of the Environment, "Optimizing Flow and Pressure of Water Supply and Drainage Pumps" (জাপানি ভাষায়)
• ভালভ কন্ট্রোল ও 37 kW কুলিং ওয়াটার পাম্পের উদাহরণ: J-Net21, speed control of pumps and blowers, part 2 (জাপানি ভাষায়)
• স্ট্যাটিক হেডসহ পাম্প, সংখ্যাগত উদাহরণ ও কার্যকর পরিসর: J-Net21, why inverters save little on pumps with high static head (জাপানি ভাষায়)
• স্ট্যাটিক ও ফ্রিকশন হেড, অ্যাফিনিটি ল-এর ভুল প্রয়োগ, রেজোন্যান্স, মোটরের ইনসুলেশন ও duration diagram: US DOE, Hydraulic Institute, and Europump, "Variable Speed Pumping: A Guide to Successful Applications, Executive Summary"
• ভ্যারিয়েবল ও কনস্ট্যান্ট টর্ক লোড, পার্ট-লোড ড্রাইভ এফিশিয়েন্সি ও 20 hp-এর উদাহরণ: US DOE, Motor Systems Tip Sheet #11, "Adjustable Speed Drive Part-Load Efficiency"
• ভ্যারিয়েবল-টর্ক লোড: Mitsubishi Electric, FREQROL-F800 series (জাপানি ভাষায়)
• Top Runner মোটর ও ড্রাইভ সেটিং: Semiconductor Equipment Association of Japan, motor efficiency (জাপানি ভাষায়)
• জাপানের IE3 বাধ্যবাধকতা: International Energy Agency, "Minimum Energy Efficiency of Motors"
• NEMA Premium ও IE3: WEG, "Energy Efficiency Directives Around the World"
• জাপানের হারমনিক্স গাইডলাইন, JEAG 9702 ও রিঅ্যাক্টর: Japan Electrical Manufacturers' Association, harmonic suppression for general-purpose inverters and servo amplifiers, April 2022 (জাপানি ভাষায়)
• IEEE 519-2022-এর সীমা ও PCC: Comsys, "Power Quality: IEEE 519-2022"; IEEE Xplore, IEEE 519-2022
• NEMA MG 1 Parts 30 ও 31: dV/dt Filter, "NEMA MG 1-2016 Standard for Voltage Stress in Motors and Drives"
• IEC TS 60034-25:2022: IEC Webstore
• দেশভেদে মেইনস ফ্রিকোয়েন্সি: Miki Pulley, "Power Supply Situations Around the World"
• সর্বনিম্ন গতি ও স্ট্যাটিক হেড: Pump Industry Magazine, "Pump Curves 16: How Low Can You Go?"
• জাপানের 50/60 Hz সীমানা: KEK, "Japanese Electricity"