انرژی سیوینگویژهپمپ آب

۴ روش کنترل جریان پمپ و مقایسه آن

پمپ به عنوان بخشی از فرایند//

پمپ ها در هنگام استفاده همیشه بخشی از سیستم تلمبه زنی هستند.

یک سیستم پمپاژ همیشه شبکه ای از لوله ها، تانکها، شیرها و بخشهای دیگر سیستم است. گیرنده همیشه در یک سطح جغرافیایی بالاتر نسبت به تغذیه سیستم قرار دارد. این بخشها می توانند در سطح یکسانی نسبت به هم قرار داشته باشند، مانند یک سیستم انتقال حرارت مداربسته.

سیستم های تلمبه زنی تقریبا همیشه نیاز به تغییر نرخ جریان (flow rate) یا تغییر دبی دارند.کاربرد های پمپاژ متنوع ترین روش های ذخیره انرژی را برای ما فراهم میسازند.

مثالهایی از این دست شامل چرخه روزانه مصرف آب آشامیدنی، فرایند متغیر تقاضا برای مایع یا تقاضای گرمایش فصلی می باشد. البته این تغییرات مورد نیاز می تواند در هد پمپ باشد، مثل تغییرات دوره ای در فشار فرایند یا در تلمبه زنی به داخل تانکها با یک سطح مایع متغیر.

زیرنویس شکل: طرح کلی سیستم تلمبه زنی با راندمان بهینه توسط اینورتر
زیرنویس شکل: طرح کلی سیستم تلمبه زنی با راندمان بهینه توسط اینورتر سری وگا
[quote]

با وجود این تغییرات، ظرفیت پمپ را بر اساس حداکثر جریان و هد پمپ انتخاب می کنند یا حتی ممکن است این کار بر اساس نیازهای آینده با یک حاشیه امنیت انجام می شود.

[/quote]

متوسط ظرفیت تلمبه زنی ممکن است تنها کسری از ظرفیت حداکثر باشد و این نیاز به نوعی کنترل دارد و حتما باید کنترل گردد.



روشهای کنترل جریان پمپ//

چندین روش مختلف برای تطبیق دادن جریان با الزامات سیستم وجود دارد. چهار عدد از رایجترین روشهای کنترل جریان پمپ ها عبارت است از استفاده از شیرهای کنترلی، استفاده از کنارگذر، کنترل روشن- خاموش و کنترل اینورتر فرکانس متغیر (VFD). این روشها در شکل ۱ نشان داده شده اند.

شکل 1- نمایش روشهای کنترل جریان پمپ- A- کنترل از طریق شیرهای کنترلی، B- استفاده از کنارگذر، C- کنترل روشن-خاموش و D- کنترل درایو سرعت متغیر
شکل ۱- نمایش روشهای کنترل جریان پمپ- A- کنترل از طریق شیرهای کنترلی، B- استفاده از کنارگذر، C- کنترل روشن-خاموش و D- کنترل درایو سرعت متغیر

توان مصرفی نسبی این روشهای مختلف کنترلی را می توان از روی ناحیه بین محورهای x و y و نقطه کار بدست آورد.

از این رابطه استفاده می شود:

P=Q×H

در مثال زیر (شکل ۲ را ببینید)، توان مصرفی نسبی نرخ جریان متوسط ۷۰% با روشهای کنترلی مختلف محاسبه می شود. توضیحاتی با جزئیات بیشتر در مورد توان مصرفی و صرفه جویی انرژی در خصوص کاربردهای مختلف تلمبه زنی در فصلهای آتی شرح داده می شود.

توان مصرفی چهار روش کنترل جریان//

شکل 2- توان مصرفی چهار عدد از رایجترین روشهای کنترل جریان برای پمپ های گریز از مرکز
شکل ۲- توان مصرفی چهار عدد از رایجترین روشهای کنترل جریان برای پمپ های گریز از مرکز

روش های کنترل جریان پمپ ها

انرژی مصرفیروش کنترلی
۸۹کنترل از طریق شیرهای کنترلی
۸۲استفاده از شیر های بای پس
۷۰کنترل روشن-خاموش
۴۵کنترل با اینورتر سرعت متغیر

کنترل از طریق شیرهای کنترلی

Throttling

کنترل از طریق شیرهای کنترلی رایجترین روش استفاده شده می باشد. جریانی که در اثر پمپ سرعت ثابت ایجاد می شود با افزایش تلفات در سیستم به کمک بستن شیر کاهش می یابد. در مثال شکل ۲ نقطه کار از (Q=10, H=10) به (Q=7, H=12.7) جابجا شده است.

توان مصرفی نسبی را می توان از رابطه زیر محاسبه کرد:

 P=7×۱۲.۷=۸۹

استفاده از کنارگذر

Bypassing

اگرچه خیلی رایج نیست، اما اساسا کنارگذر بر پمپهای گردشی اعمال می شود. خروجی جریان به سیستم با کنارگذر کردن بخشی از جریان تخلیه پمپ به مکش پمپ کاهش داده می شود؛ به این معنی که جریان کلی افزایش می یابد (از ۱۰ به ۴/۱۲) اما هد کاهش می یابد (از ۱۰ به ۶/۶)

توان مصرفی نسبی برابر است با:

P=12.4×۶.۶=۸۲

کنترل روشن- خاموش

On-off control

زمانی از کنترل روشن- خاموش استفاده می شود که کنترل غیرپله ای مورد نیاز نباشد، مثل حفظ فشار در تانک بین حدود از قبل تنظیم شده. این پمپ یا در حال کار است یا متوقف می باشد. نرخ متوسط رابطه بین زمان روشنی و کل زمان (روشنی بعلاوه خاموشی) می باشد.

توان مصرفی نسبی را می توان به راحتی به صورت زیر بدست آورد:

P=0.7×۱۰۰=۷۰

کنترل درایو سرعت متغیر

VFD contro

به منظور درک مزایای کنترل درایو سرعت متغیر منحنیهای موجود در شکل ۲ را در نظر بگیرید. با سیستمهای هد استاتیکی پایین، بازدهی بهینه پمپ از منحنی سیستم تبعیت می کند. با استفاده از کنترل درایو سرعت متغیر، نقطه کار پمپ از منحنی بدون تغییر سیستم تبیعت می کند.

تغییر سرعت پمپ منحنیهای پمپ را بر اساس قوانین پیوستگی جابجا می کند. اگر سرعت پروانه پمپ کاهش داده شود، منحنی پمپ به سمت پایین حرکت می کند. اگر سرعت افزایش یابد، به سمت بالا حرکت می کند. این به این معنی است که ظرفیت تلمبه زنی دقیقا با الزامات فرایند تطبیق داده می شود. بر اساس مثال قبلی ما، هم نرخ جریان (از ۱۰ به ۷) و هم هد (از ۱۰ به ۴/۶) کاهش داده می شود.

توان مصرفی نسبی را می توان به صورت زیر محاسبه کرد: P=7×۶.۴=۴۵

این مثال نشان می دهد که روش کنترل سرعت متغیر مؤثرترین روش انرژی در کاربردهای تلمبه زنی می باشد. مثالهای مورد بحث تنها به ازای یک نرخ جریان (۷۰%) محاسبه گردید، در حالی که توان مصرفی نسبی با روشهای کنترلی مختلف بستگی به نرخ جریان دارد. این رابطه در شکل ۳ نشان داده شده است (شکل زیر).

در این منحنیها، راندمان پمپ، موتور و درایو نیز در نظر گرفته شده اند و به همین دلیل نتایج تا حدی با آنچه در شکل ۲ آمده متفاوت می باشد.

شکل 3- توان مصرفی به ازای روشهای کنترلی تلمبه زنی مختلف به صورت تابعی از نرخ جریان. مقادیر درصدی جریان و توان به مقادیر نامی پمپ مرتبط هستند.
شکل ۳- توان مصرفی به ازای روشهای کنترلی تلمبه زنی مختلف به صورت تابعی از نرخ جریان. مقادیر درصدی جریان و توان به مقادیر نامی پمپ مرتبط هستند.

وقتی سیستم در حال کار با نرخ جریان کاهش یافته باشد، کنترل بر مبنای استفاده از شیر کنترلی منجر به تلفات زیاد در پمپ و شیر می شود. این تلفات در موتور در طول کل گستره جریان تقریبا ثابت می ماند. در کنترل درایو سرعت متغیر، نقطه کار از منحنی سیستم تبعیت می کند که برای بازدهی پمپ بهینه سازی شده است. به طور کلی، بر اساس قوانین پیوستگی، وقتی سرعت کاهش داده می شود مصرف انرژی به طور قابل توجهی افت می کند.

[quote]

صرفه جوییهای انرژی با استفاده از کنترل اینورتر سرعت متغیر قابل توجه است.

[/quote]

IRIS BLUE, THE NEW SANTERNO DRIVE DESIGNED FOR WATER TREATMENT, PUMPING, FANS, COMPRESSORS AND HVAC APPLICATIONS
IRIS BLUE, THE NEW SANTERNO DRIVE DESIGNED FOR WATER TREATMENT, PUMPING, FANS, COMPRESSORS AND HVAC APPLICATIONS

اینورتر سانترنو سری Iris Blue با ۳ سال گارانتی تعویض بهترین انتخاب برای سیستم کنترل پمپ و سیستم های HVAC.

گروه مهندسی الکترومارکت در خدمت شما است.

مطالب الکترومارکت را در کانال تلگرام الکترومارکت دنبال کنید.

متشکرم که تا انتهای این مقاله با ما بودید منتظر نظرات خوبتون هستم.

گروه ما را با نظرات خود ارتقاء بخشید.

برچسب ها

یوسف رجبی

یوسف-مهندسی کنترل صنعتی,برنامه نویس و بنیان گذار الکترومارکت طراح و برنامه نویس سیستم های مبتنی بر اتوماسیون صنعتی.طراح پروژه های انرژی سیوینگ بر پایه تکنیک های نوین, حرفه ای در برنامه نویسی اتوکد,ای پلن و طراحی وب سایت

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن