Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Využití měničů frekvence ABB v dojírnách FULLWOOD

MVDr. Peter Olejník, technický ředitel Fullwood-CS, s. r. o.,
Ing. Naděžda Pavelková, produktový manažer ABB s. r. o.
 
Firma Fullwood patří nejen v České republice, ale i v celosvětovém měřítku k předním holdingovým společnostem zabývajícím se výrobou dojicích a chladicích zařízení pro zemědělskou prvovýrobu (obr. 1). Tak jako i v jiných odvětvích porevolučního období v ČR, zaznamenalo také zemědělství značný pokrok díky přílivu vyspělé techniky ze západní Evropy. V oblasti chovu krav se jedná především o změnu systému chovu s volným ustájením, který vyžaduje dojení v dojírnách. Nejde o novinku v pravém smyslu slova, neboť tímto způsobem se u nás chovaly krávy s mléčnou produkcí již v 70. letech minulého století. Avšak tento způsob nebyl rozšířen tak, jako je tomu v současné době, kdy směrnice EU vyžadují, aby zvířata chovaná k produkci mléka měla zabezpečenou volnost pohybu a odpovídající pohodu, tzv. welfare. Dojírny jsou tedy pro uvedený způsob chovu nezbytně nutné a přibývá jich v ČR nebývalou měrou. Největší boom byl sice zaznamenán již v 90. letech 20. století, nicméně v současné době, a to v souvislosti s dotační politikou státu v sektoru zemědělství, především v oblasti zlepšování způsobů dojení a chlazení mléka, byla zaznamenána již druhá vlna, která v těchto letech vrcholí.
 
Dojení krav v dojírnách (obr. 2) je uskutečňováno způsobem, jenž vyžaduje jejich aktivní příchod do místnosti – dojírny, kde se mléko získává podtlakem šetrně aplikovaným na struky vemena za aktivní pomoci zvířete samotného. Předtím však probíhá tzv. příprava, zahrnující očištění a dezinfekci struků, jejich stimulaci, kontrolu zdravotního stavu vemena a oddojení prvních střiků mléka. Po jejich dokonalém osušení se nasadí dojicí souprava, s jejíž pomocí se šetrně, rychle a úplně získává mléko z vemena tak, aby jednak zvíře necítilo bolest a nebylo zbytečně podtlakem traumatizováno, jednak aby mléko bylo získáno na vysoké hygienické úrovni a dosahovalo vysoké biologické hodnoty. Jen takovéto mléko je možné prodávat jako surovinu mlékárně k dalšímu zpracování s ekonomickým efektem pro jeho výrobce.
 
Při dojení je důležité, aby probíhalo za předepsaných fyzikálních podmínek, tedy za přibližně stejného podtlaku, který stanovují pravidla šetrného dojení zakotvená v mezinárodních normách ISO 5707 a 6690. Přitom je třeba dodržet normu jeho kolísání, stabilitu pulzace a další důležité charakteristiky, které jsou závislé na existenci tzv. efektivní rezervy zařízení. Jde o určité množství vzduchu, jejž má dojicí zařízení k dispozici, aby v případě potřeby, tj. při nasazování, snímání nebo nahodilém kopnutí dojicí soupravy zvířetem,mohla být tato rezerva použita a nedocházelo k nadměrným výkyvům provozního podtlaku. Ty mají totiž vliv nejen na šetrnost dojení, ale podílejí se také na šíření tzv. patogenní mikroflóry, která je příčinou vzniku nežádoucích zánětů mléčné žlázy. Tyto představují pro chovatele značnou komplikaci a zvýšené ekonomické náklady na výrobu mléka. Snahou je, aby se vlastní dojení dělo v klidném a tichém prostředí, za stabilních podmínek, vysokého hygienického standardu a dobré ekonomiky provozu dojicího zařízení.
 
Donedávna používané systémy zajišťující stabilitu provozních podmínek podtlaku byly konstruovány tak, že vývěvy s elektromotory pracovaly trvale na plný výkon a efektivní rezerva představovala množství vzduchu prosávaného přes regulační ventil za časovou jednotku na hladině o 2 kPa nižší než nominální hodnota provozního podtlaku. Správně fungující dojicí zařízení předpokládá existenci až 50 % kalkulovaného výkonu vývěv jako efektivní rezervy zařízení. Z uvedeného je patrné, jak neekonomicky dojicí zařízení funguje, není-li použit k regulaci systému jiný způsob, založený např. na principu elektronické regulace otáček elektromotorů vývěv. Tento princip regulace začala firma Fullwood používat již v roce 2003, kdy vstoupila do kontaktu s firmou ABB Praha. Ta nabídla nejen vhodné zařízení, tj. měnič frekvence ACS 550, ale i pomoc fundovaných servisních techniků při hledání optimalizace nastavení systému s využitím dalších možných kladů, které uvedené zařízení má. Zařízení Fullspeed (obr. 3), jak byl prodejně celý systém nazván, je firmou Fullwood standardně nabízen od roku 2004. Až do současnosti byl systém uplatněn v 74 instalacích, a to nejen u výrobní značky Fullwood, ale i u dalších, konkurenčních značek, podle přání jeho vlastníků (viz tab.). Za tuto dobu firma Fullwood získala značné zkušenosti s jeho využitím, které lze shrnout do následujících bodů:
  1. Úspora v rozsahu 50 až 58 % elektrické energie (podle konfigurace a typu dojicího zařízení) oproti předešlému způsobu s trvalým plným chodem vývěv. Úspora byla prokázána na základě měření před použitím a po použití systému Fullspeed.
  2. Významné snížení provozního hluku v prostoru dojírny, způsobovaného chodem vývěv v plném režimu, a s přenášením tohoto hluku po armaturních rozvodech podtlaku, včetně jeho vibrací. Pozitivní zjištění oceňované především obsluhou zařízení – a pokud by se mohla slovně vyjadřovat i dojená zvířata, pak také těmito, což je možné usuzovat z jejich chování.
  3. Možnost volby provozu na dvou úrovních podtlaku – jedné úrovně pro dojení (obvykle nižší hladina asi 42 až 43 kPa z důvodu šetrnosti ke zvířatům) a druhé, vyšší pro sanitaci zařízení (dosahování většího čisticího efektu větší turbulencí a proudících rychlostí sanitačních kapalin, s úrovní kolem 50 kPa).
  4. Zvýšení regulační citlivosti, která se u nezatíženého dojicího zařízení zlepšila o asi 0,1 kPa. Při předepsané fluktuaci do ±1 kPa a použití regulace membránovým regulačním ventilem Servac firmy Fullwood s prakticky dosahovaným regulačním rozpětím ±0,6 kPa se citlivost regulace zvýšila o asi 15 %.
  5. Plynulý rozběh elektromotorů a vývěv spojených navzájem klínovými řemeny nebo pryžovou Hardy-spojkou s efektem výrazného prodloužení životnosti těchto součástek.
  6. Prodloužení životnosti samotných vývěv, neboť trvalý chod ve vysokých otáčkách se vyskytuje při uvedené regulaci jen ojediněle.
  7. Návratnost vložených investic při prokázané úspoře elektrické energie a její ceny za 1 kW·h za dobu asi dvou let provozu.
  8. Ekologické snížení hlučnosti provozu kravínu (brzké ranní a pozdní večerní dojení) vůči obyvatelům vesnice žijících v jeho blízkosti.
  9. Aplikaci lze úspěšně instalovat na nové i dosavadní dojicí zařízení, a to nejenom značky Fullwood, ale jakékoliv provozované dojicí zařízení.
  10. Zařízení poskytuje mnoho prospěšných informací uchovávaných v paměti s možností jejich provozního využití, popř. dodatečného dohledání vyskytnuvších se kolizí či poruch.
  11. Rychlá montáž s využitím přednastavených maker a nahrání vzorového nastavení potřebných funkčních charakteristik ze záložního ovládacího panelu při zahájení provozu nebo při opravě nebo výměně měniče.
  12. Spolehlivá funkce a nízká poruchovost zařízení.
  13. Vysoká úroveň poradenského servisu a poskytování přístupu k inovacím ze strany výrobce v podobě pravidelných technických školení.
 
Závěrem je třeba také poznamenat, že využití měničů frekvence firmy ABB pro regulaci vývěv dojicího zařízení není jediné možné řešení, které firma Fullwood v praxi využívá. Další možností je řízení proměnlivého chodu plošin kruhových dojíren (obr. 1), které stoupají na popularitě, neboť oproti klasickým stacionárním dojírnám představují řešení, které je z hlediska jejich výkonnosti – počtu podojených krav za hodinu, na vrcholu tohoto výkonnostního žebříčku. Proto se tento typ dojicích zařízení uplatňuje především ve velkokapacitních chovech s počtem dojených zvířat 400 až 1 000. Zde se měnič frekvence
využívá k úspornému provozu dvou elektromotorů s příkonem pouhých 2,2 kW, které musí několik hodin spolehlivě otáčet plošinou s dvaceti čtyřmi až čtyřiceti dojicími místy a s nákladem sedm až dvacet čtyři tun „živé hovězí váhy“. Měnič je za těchto okolností schopen plynule regulovat jedno otočení platformy v časovém rozsahu sedm až patnáct minut, a tím docilovat její maximální výkonnosti.
 
Počet instalací využívajících elektronickou regulaci Fullspeed je v současné době asi 26 % z instalovaných dojíren. Patrný je však stoupající trend zvyšování jejich počtu, neboť se u nových dojicích zařízení Fullwood stávají běžnou výbavou. Jejich počet roste rovněž u dosavadních zařízení. Žádají je především ti chovatelé, kteří pochopili, že bez investice do pokrokových technik a trvalého hledání provozních úspor nezajistí ekonomiku svého chovu v časové perspektivě.
 
Další informace o společnosti Fullwood mohou zájemci získat na adrese:
Fullwood-CS, s. r. o.
Jihlavská 320/2, 664 41 Troubsko
MVDr. P. Olejník, technický ředitel
tel.: +420 547 422 912
 
Další informace o měničích frekvence mohou zájemci získat na adrese:
ABB s. r. o.
Sokolovská 84–86, 186 00 Praha 8
tel.: +420 234 322 342
 
 
Obr. 1. Kruhové dojírny Fullwood
Obr. 2. Spokojené dojnice
Obr. 3. Systém Fullspeed s měniči frekvence ABB
 
Tabulka četnosti instalací se zařízením Fullspeed v roce 2004 až 2008