چهار روش برای کنترل دبی (ظرفیت آبدهی) پمپ
چهار روش کنترل جریان ( دبی ) پمپ و مقایسه آن
Comparison of 4 Different Flow Control Methods Of Pumps | EEP
پمپ ها یکی از پرمصرف ترین ماشین های دوار در صنعت می باشند.
اجزای یک سیستم پمپاژ مجموعه ای از لوله ها، تانکها، شیرها و بخشهای دیگر سیستم می باشد. مصرف ممکن است در یک سطح جغرافیایی بالاتر نسبت به تغذیه سیستم قرار بگیرد یا این بخشها می توانند در سطح یکسانی نسبت به هم قرار داشته باشند و پمپ فقط افت ناشی از افت مسیر را جبران می کند مانند مدار فن کویل یا شوفاژ و یا در دستگاه هایی مثل دستگاه تصفیه آب RO یا دیگ بخار وظیفه پمپ افزایش فشار مورد نیاز سیستم می باشد.
سیستم های تلمبه زنی یا پمپاژ تقریبا همیشه نیاز به تغییر نرخ دبی (flow rate ) دارند.کاربرد های پمپاژ متنوع ترین روش های ذخیره انرژی را برای ما فراهم می سازند.
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.
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.
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 تا از رایج ترین 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 زیر نشان داده شده اند.
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.
توان مصرفی چهار روش کنترل جریان
انرژی مصرفی روش کنترلی
۸۹ کنترل از طریق شیرهای کنترلی
۸۲ استفاده از شیر های بای پس
۷۰ کنترل روشن-خاموش
۴۵ کنترل 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=7×12.7=89
معمولا از شیر های سوزنی و شیر های پروانه ای برای تنظیم دبی پمپ استفاده میکنند.
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=12.4×6.6=82
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.
P=0.7×100=70
کنترل درایو VFD یا VSD
یکی از روش های کنترل دبی پمپ اینورتر یا درایو می باشد.اینورتر به وسیله تغییر فرکانس یا سرعت و در نهایت تغییر دور موتور الکتروپمپ امکان کنترل دبی را به ما می دهد. 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 تبعیت می کند.
تغییر سرعت پمپ ، منحنی 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=7×6.4=45
نتیجه گیری از مقایسه 4 روش کنترل دبی پمپ
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 زیر نشان داده شده است.
در این منحنی ها، راندمان پمپ، موتور و درایو نیز در نظر گرفته شده اند و به همین دلیل نتایج تا حدی با آنچه در شکل ابتدای مطلب آمده است متفاوت می باشد.
صرفه جوییهای انرژی با استفاده از تابلو برق های اینورتر دار قابل توجه است.
هایپر تاسیسات تامین کننده انواع لوازم تاسیسات الکتریکی و مکانیکی اینورتر ، پمپ ، شیر آلات ، اتصالات و ..
سلام
در روش کنترل از طریق شیرهایی کنترلی ، بر روی ورودی پمپ باید شیر گذاشت یا خروجی آن ؟
سلام ، در خروجي پمپ بايد تعبيه شود، ورودي پمپ حتما شير فلكه دروازه اي استفاده شود.
سلام. دلیلداغ شدن آب در پمپ سیرکوله چیه؟
سلام ،
اگر قسمت پمپ داغ ميشود دليل اصلي بزرگ سايز شدن پمپ از نظر دبي هست و در نتيجه آب اضافي درون پمپ گردش ميكند و در نتيجه تبديل انرژي جنبشي از طريق اصطكاك به گرما باعث بالا رفتن حرارت درون پمپ مي شود.براي جلوگيري از اين مشكل مسير باي پس ساده ترين روش است.
اگر الكتروموتور داغ مي شود نتيجه بزرگ سايز شدن پمپ از نظر هد هستش كه در نتيجه نقطه تلاقي سيستم و نمودار پمپ انتهاي نمودار پمپ و در مواقع بحراني تر خارج منحني پمپ هستش،در اين مورد موتور پمپ آمپر بيشتري مي كشد و داغ مي شود. براي جلوگيري از اين مورد ساده ترين روش استفاده از شير سوزني ، فشار شكن يا بالانسينگ هستش.