Использование частотно-регулируемых приводов для управления потоком в насосах позволяет значительно сэкономить электроэнергию, поскольку производительность насоса точно соответствует требованиям технологического процесса. Режим работы этого метода управления работает в соответствии с тем, как кривые насоса перемещаются по законам сродства.
Другими словами, если скорость рабочего колеса насоса уменьшается, кривая насоса смещается вниз. Если скорость увеличивается, он движется вверх. Это означает, что производительность насоса регулируется точно в соответствии с требованиями процесса, то есть снижается как расход, так и напор.
Чтобы знать, как добиться эффективного управления потоком центробежного насоса, необходимо понимать преимущества, которые дает частотник для насоса, поскольку это наиболее эффективный метод, регулирующий потребление энергии.
Использование частотных преобразователей для насосов
Пример того, как частотно-регулируемые приводы работают для управления потоком в насосах, — это когда у вас есть насос, который подает воду, и жидкость приводится в движение асинхронным двигателем с фиксированной скоростью, но поток регулируется с помощью клапана, управляемого диафрагмой, которая получает сигнал от системы управления технологическим процессом.
Если требуется меньший расход, клапан частично закрывается, что снижает расход до желаемого значения и увеличивает давление насоса с той же скоростью, что называется ускорением потока, в то время как падение давления на клапане вызывает потерю энергии. Кроме того, поскольку насос работает при более высоком давлении, от двигателя требуется больше мощности.
В отличие от регулирующих клапанов, двигатель с регулируемой скоростью может улучшить эту ситуацию при использовании частотно-регулируемых приводов, поскольку поток изменяется при изменении скорости двигателя. Другими словами, частотно-регулируемые приводы для регулирования расхода в насосах подают трехфазную мощность 50 или 60 Гц и создают трехфазный выходной сигнал любой желаемой частоты, снижая потребление энергии.
Это видно, когда двигатель меняет скорость и адаптируется к подаваемой частоте, оставляя насос работать с этой скоростью для создания желаемого потока, а поскольку нет регулирования потока, давление снижается, следовательно, требуемая мощность двигателя намного ниже, таким образом достигается экономия энергии на долгое время.
В насосных системах почти всегда требуется изменение расхода, и это может потребоваться на головке насоса, например, циклические изменения технологического давления или, в противном случае, когда происходит перекачивание в резервуары с переменным уровнем жидкости.
Некоторые общие примеры включают суточный цикл потребления питьевой воды, переменную потребность процесса в жидкости или сезонную потребность в тепле.
Несмотря на вариации, производительность насоса выбирается в соответствии с максимальным расходом и напором или даже с учетом будущих потребностей, возможно, с определенным запасом прочности. Средняя производительность насоса может составлять лишь часть максимальной производительности, и для этого потребуется некоторая форма контроля, например, использование частотно-регулируемых приводов.
3 различных метода частотно-регулируемых приводов для регулирования расхода в насосах
Существует несколько методов регулировки расхода в соответствии с требованиями системы, наиболее часто используемые после частотно-регулируемых приводов для регулирования расхода в насосах:
Регулирование или дросселирование: это работает по принципу управления дроссельной заслонкой и является наиболее широко используемым методом. Расход, создаваемый насосом постоянной скорости, уменьшается из-за увеличения потерь в системе после закрытия клапана. Он также рассчитывается относительно расхода и напора.
Байпас: хотя обычно он не используется, байпас в основном применяется к циркуляционным насосам и работает по принципу оттока в систему, уменьшая поток, отводя его к выпускному отверстию и всасыванию насоса. Это означает, что общий поток увеличивается, а напор уменьшается.
Двухпозиционное управление: этот метод часто используется, когда непрерывный контроль не требуется, например, поддержание давления в резервуаре в заданных пределах. Насос работает или остановлен. Средний расход — это отношение времени «включения» к «общему» времени (включение + выключение).