Меню

Регулировка оборотов водяного насоса



Скважина на воду: регулирование производительности насоса

Способы регулирования производительности скважинных насосов

Специалисты рекомендуют выбирать скважинный насос так, чтобы его мощность была меньше производительности скважины на 15-20%. Это обусловлено тем, что применяя насос, производительность которого превышает дебит скважины, можно вывести дорогостоящий насос из строя. Это обязательно произойдёт, если насос полностью выкачает воду из скважины и станет работать «всухую» — без воды. Надо заметить, что существуют модели, оборудованные защитой от такой аварии. Если же такая защита не предусмотрена, то подшипники немедленно выйдут из строя. Кроме того, не рекомендуется осушать скважину «до нуля». Сухой забой приведёт к быстрому заиливанию. В обоих случаях результат очевиден: потребуется замена насоса и ремонт скважины.

Чаще всего подобрать насос нужной производительности из стандартного ряда сложно. То его нет в продаже, то существующие стандарты не позволяют обеспечить необходимую разницу.

В таких случаях можно применить способы искусственного уменьшения производительности насоса. Сразу же отметим, что лучше этого не делать вообще. Но если всё же такая необходимость возникла, то пригодится знание основ гидравлики и конструкций погружных насосов.

Разработано пять научно обоснованных способов решения проблемы.

1. Уменьшить напряжение в сети питания насоса. Для этого выполняют монтаж простейшей электрической схемы с электропитанием насоса через трансформатор, имеющий ручную регулировку вырабатываемого напряжения – так называемый ЛАТР.

2. Понизить частоту вращения вала электродвигателя насоса. В физике эффект называется частотным регулированием.

3. Создать дополнительное гидравлическое сопротивление в разводящей сети – установить запорную арматуру.

4. Устроить так называемый байпас – направить часть воды обратно в скважину.

5. Для эксплуатации водоносов с малой отдачей используют специальные конструкции скважин с увеличенным отстойником или увеличенным диаметром колонны.

Плюсы и минусы решений

1. При уменьшении напряжения в питающей сети увеличивается риск автоматического срабатывания защиты от колебаний напряжения. Современные модели допускают работу с колебаниями напряжения не более 10%, иначе сработает защита. Снижая напряжение до предела, спровоцируем срабатывание защиты.

2. С научной точки зрения самым лучшим вариантом является частотное регулирование. Использование частотных регуляторов обеспечивает энергосбережение, полную автоматизацию процесса подъема воды. При этом, за счет малых габаритов устройства управления, удается существенно снизить требования к площади для размещения устройств системы автономного водоснабжения.

Но далеко не все современные модели насосов имеют такую регулировку. Стоимость такого оборудования достаточно велика. Поэтому производители не слишком стремятся устанавливать частотную регулировку на обычные модели из-за резко возрастающей конечной стоимости изделий.

3. Установка дополнительного вентиля проблему решает. Но опять возрастает вероятность преждевременного выхода насоса из строя. Насос рассчитан на работу при определённых напорах и скоростях движения жидкости. Один из законов гидравлики гласит, что гидравлическое сопротивление снижает скорость потока жидкости. Производители рассчитали конструкцию насоса с учётом охлаждения его при работе перекачиваемой жидкостью. Снизив скорость перекачиваемого потока, искусственно уменьшаем отвод тепла от основных узлов насоса. Насос начинает работать с перегрузкой и это приведёт к перегреву и заклиниванию подшипниковых узлов.

4. Наиболее популярным и безопасным с любой точки зрения является метод перепуска части воды с выхода насоса в скважину. Реализация способа потребует изменений в схеме разводящих сетей. Чаще всего это связано с проведением сварочных работ, что тоже не всегда возможно и недёшево. В выкидную трубу надо врезать патрубок с резьбой, на которую устанавливают вентиль или кран. От этого вентиля отводят трубу в скважину. Регулируя степень открытия вентиля, добиваются нужного баланса между производительностью насоса и дебитом скважины. Отметим, что часть энергии в этом случае будет направляться на перепуск воды, но перерасход электричества будет незначительный.

5. Встречаются в практике такие случаи, когда вода очень нужна. Ближайший водонос беден. Дает 200 – 300 литров в час. До следующего водоноса далеко и дорого. В этом случае стабильную работу насоса можно обеспечить, увеличив запас воды в скважине. Сделать это можно либо увеличением диаметра обсадной колонны. В результате можно получить некий гибрид скважины и колодца.

При добыче воды из песков так же используют увеличение длины отстойника (части колонны находящейся ниже фильтра и водоносного слоя). В этом случае насос размещают именно в отстойнике.

Пост интересен другу? Сделайте ссылку в соцсетях.

Ранее о скважинах на воду и насосах:

Читайте также:  Как отрегулировать клапана на камазе двигатель каменс

Источник

Два способа регулирования скорости однофазного насоса. Частотный преобразователь или регулятор напряжения для управления скоростью однофазного насоса?

Главная > Способы регулирования однофазного насоса

Ежедневно проектируются системы водоснабжения, в которых предполагается использование погружного или поверхностного однофазного электронасоса. Для большинства проектов управление скоростью насоса, поставленное в зависимость от текущей нагрузки в системе водоснабжения — желательный и предпочтительный вариант выбора. Автоматическое регулирование скорости насоса обеспечит стабильный напор, уменьшит потребление электроэнергии и снизит акустический шум.

Однофазные одноступенчатые и многоступенчатые насосы, как правило, оснащены конденсаторными асинхронными электродвигателями. Конденсаторный двигатель насоса содержит две статорные обмотки, в одной из которых размещен постоянно подключенный конденсатор. Современные способы регулирования однофазного насоса, оснащенного конденсаторным двигателем, основаны на реализации частотного метода (1) или метода регулирования напряжения (2). В первом варианте внешним регулирующим устройством выступает специальный однофазный преобразователя частоты, во втором — регулятор мощности.

Мы рассмотрим возможности двух электронных устройств управления скоростью однофазного насоса производства компании Italtecnica Srl (Италия), основанных на различных принципах регулирования – специализированного частотного преобразователя для однофазного насоса Sirio Entry 230 и регулятора напряжения MITO.

1. Частотный преобразователь для однофазного насоса Sirio Entry 230 с однофазным выходом 1х230В.

Преобразователь частоты для однофазного насоса Sirio Entry 230 разработан компанией Italtecnica для вольт-частотного регулирования скорости однофазного насоса. Sirio Entry 230 формирует выходное напряжение 1х230В, 30-50Гц. Физическая величина, подлежащая контролю – давление. Для осуществления задачи контроля давления Sirio Entry 230 оснащен интегрированным аналоговым датчиком давления и ПИД-регулятором. Алгоритмы работы Sirio Entry 230 позволяют обеспечить устойчивый пуск и регулирование однофазного электродвигателя мощностью до 1,5кВт в заданном диапазоне частот.

Модификация Sirio Entry XP позволяет управлять скоростью однофазного насоса мощностью до 1,8кВт в диапазоне частоты 35-50Гц. Узкие диапазоны регулирования обусловлены зависимостью емкостного сопротивления конденсатора от частоты напряжения.

Однофазный насос, регулируемый с помощью Sirio Entry 230, не требует никаких конструктивных изменений однофазного насоса (поверхностного или погружного). Преобразователь частоты Sirio Entry 230 монтируется непосредственно в магистральный трубопровод и обеспечивает простой ввод в эксплуатацию, установкой нескольких параметров. Sirio Entry 230 — специализированный преобразователь частоты, построенный с учетом особенностей эксплуатации и защиты монофазного насоса.

2. Однофазный тиристорный регулятор напряжения MITO с однофазным выходом 1х230В.

На сегодняшний день частотное регулирование остается наиболее эффективным и доступным решением регулирования асинхронного электродвигателя, в том числе и регулирования однофазного насоса. До относительно недавнего времени доступные по цене преобразователи частоты для однофазного насоса попросту отсутствовали на рынке. Это заставляло инженера осуществлять поиск других решений и способов регулирования.

Компания Italtecnica разработала тиристорное устройство регулирования характеристик однофазного насоса с помощью изменения напряжения статора. Это устройство получило название электронного регулятора мощности MITO.

В конструкции регулятора частоты для однофазного насоса MITO – два включенных встречно-параллельных тиристора, которые формируют на выходе регулируемое среднеквадратическое значение однофазного напряжения.

Регулятор мощности MITO регулирует однофазный насос номинальной мощностью электродвигателя до 0,75кВт в диапазоне изменения выходного напряжения 170-230В, обеспечивая поддержание заданного давления по сигналу интегрированного датчика давления. Алгоритмы управления MITO позволяют осуществлять контроль потребляемого тока и продолжительности работы в режиме регулирования напряжения, что направлено на предотвращение условий перегрева двигателя. Преимущество тиристорного регулятора напряжения MITO в сравнении с частотным способом регулирования однофазного насоса только одно – более низкая цена. Применимость метода ограничивает мощность двигателя однофазного насоса ( для регулятора MITO мощность насоса P2 ≤ 0,75кВт) и невозможность обеспечивать регулирование насоса в продолжительном режиме.

Источник

Регулирование подачи Центробежного Насоса

Существует три способа регулирования производительности насоса:

Дросселирование — самый простой и самый неэффективный способ регулирования подачи центробежного насоса. Чтобы дросселировать поток, увеличивают гидравлическое сопротивление на общем для всей системы напорном участке трубопровода, например, сразу за насосом.

Для дросселирования потока можно применить автоматическую или ручную регулирующую арматуру, либо установить дроссельную шайбу.

Во время дросселирования подачи насоса, рабочая точка перемещается по напорно-расходной характеристике вверх, при этом увеличивается напор, а подача и КПД уменьшаются.

Читайте также:  Что такое система регулировки скорости

Перепуск — для регулирования производительности насоса на перемычке между его входным и выходным патрубком устанавливают регулятор поддерживающий постоянный перепад давлений на насосе (постоянный напор насоса). При уменьшении подачи насоса возрастает создаваемый им напор — регулятор реагирует на отклонение перепада от заданной отметки и открывается перепуская воду из напорного патрубка во всасывающий. Таким образом, подача насоса остаётся неизменной, а расход воды в сети может колебаться в широких пределах.

Преимуществом данного метода регулирования является то, что насос всегда работает с постоянной подачей и напором в зоне оптимального КПД, а недостатком, является то, что со снижением нагрузки в сети потребление электроэнергии остаётся прежним.

Регулирование подачи насоса перепуском применяют в системах отопления с автоматическими регулирующими клапанами, изменяющими расход в зависимости от потребности здания в тепле, а также для включения насосов, которые не допускают сильных колебаний подачи, в системы с динамическим гидравлическим режимом.

Частотное управление — установка регулятора частоты вращения рабочего колеса, является наиболее эффективным и наиболее дорогим методом управления подачей насоса, так как стоимость регулятора частоты соизмерима со стоимостью насоса.

Физика данного метода проста: снизив в двое частоту вращения рабочего колеса насоса, в два раза уменьшается его подача, в четыре раза уменьшается напор и в восемь раз уменьшается потребление электроэнергии.

Современные регуляторы частоты вращения могут поддерживать постоянную подачу, или напор насоса, а могу изменять их в зависимости от потребности системы в разное время суток или дни недели.

Программное изменение частоты вращения рабочего колеса, не только обеспечит работу насоса с максимальным КПД, но и позволит снизить шумы возникающие во время работы, осуществлять мягкий пуск, снижать пусковые токи и исключить гидравлические удары.

Регулирование подачи центробежного насоса изменением частоты вращения двигателя целесообразно в системах с частыми и сильными колебаниями расхода воды, а также в случае высокой стоимости электроэнергии. В таких системах затраты на регулятор частоты вращения могут окупиться за несколько месяцев.

Источник

Рекомендации по выбору частотных преобразователей для насосов водоснабжения и отопления

Насосы, используемые в системах автономного водоснабжения и отопления, являются производительным, но при этом достаточно затратным в эксплуатационном плане оборудованием из-за высокого уровня энергопотребления. Уменьшить затраты и существенно продлить срок эксплуатации насоса можно укомплектовав его частотным преобразователем, о котором мы поговорим в данной статье.

Вы узнаете, зачем нужен и какие функции выполняет частотный преобразователь. Будет рассмотрен принцип работы таких устройство, их разновидности, технические характеристики и приведены рекомендации по выбору преобразователей для скважинных и циркуляционных насосов.

1 Зачем нужен частотный преобразователь?

Практически все современные насосы, реализующиеся в бюджетной и средней ценовой категории, спроектированы по принципу дросселирования. Электромотор таких агрегатов всегда работает на максимальной мощности, а изменение расхода/давления подачи жидкости осуществляется посредством регулировки запорной арматуры, которая меняет сечение пропускного отверстия.

Такой принцип работы имеет ряд существенных недостатков, он провоцирует появление гидравлических ударов, так как сразу же после включения насос начинает качать воду по трубам на максимальной мощности. Также проблемой является высокое энергопотребление и быстрый износ компонентов системы — как насоса, так и запорной арматуры с трубопроводом. Да и о точной настройке такой системы водоснабжения дома из скважины речи быть не может.

Вышеописанные недостатки несвойственны насосам, оснащенным частотным преобразователем. Данный элемент позволяет эффективно управлять давлением, создаваемым в трубопроводе водоснабжения либо отопления, с помощью изменения величины поступающей на мотор электроэнергии.

Схема работы насоса в разных режимах

Как можно увидеть на схеме, насосное оборудование всегда рассчитывается по параметру предельной мощности, однако в режиме максимальной нагрузки насос работает лишь в периоды пикового потребления воды, что бывает крайне редко. Во всех остальных случаях повышенная мощность оборудования является излишней. Частотный преобразователь, как показывает статистика, позволяет экономить до 30-40% электроэнергии при работе циркуляционных и скважинных насосов.
к меню ↑

1.1 Устройство и алгоритм работы

Частотный преобразователь для насосов водоснабжения является электротехническим прибором, который преобразует постоянное напряжение электросети в переменное по предварительно заданной амплитуде и частоте. Практически все современные преобразователи выполнены по схеме двойного изменения тока. Такая конструкция состоит из 3-ех основных частей:

  • неуправляемый выпрямитель;
  • импульсный инвертор;
  • система управления.
Читайте также:  Регулировка фар рено мастер 3

Ключевым элементом конструкции является импульсный инвертор, который в свою очередь состоит из 5-8 ключей-транзисторов. К каждому из ключей подключается соответствующий элемент обмотки статора электромотора. В зарубежных преобразователях используются транзисторы класса IGBT, в российских — их отечественные аналоги.

Система управления представлена микропроцессором, который параллельно выполняет функции защиты (отключает насос при сильных колебаниях тока в электросети) и контроля. В скважинных насосах для воды управляющий элемент преобразователя подключается к реле давления, что позволяет функционировать насосной станции в полностью автоматическом режиме.

Экономия электроэнергии при использовании ЧП

Алгоритм работы частотного преобразователя достаточно прост. Когда реле давления определяет, что уровень давления в гидробаке упал ниже допустимого минимума, передается сигнал на преобразователь и тот запускает электромотор насоса. Движок разгоняется плавно, что снижает воздействующие на систему гидравлические нагрузки. Современные преобразователи позволяют пользователю самостоятельно устанавливать время разгона электродвигателя в пределах 5-30 секунд.

В процессе разгона датчик сигнала непрерывно передает на преобразователь данные о уровне давления в трубопроводе. После того, как оно достигает требуемой величины, блок управления останавливает разгон и поддерживает заданную частоту оборотов мотора. Если подключенная к насосной станции точка водопотребления начнет расходовать больше воды, преобразователь увеличит давление подачи путем повышения производительности насоса, и наоборот.
к меню ↑

1.2 Как работает насос в паре с частотным преобразователем? (видео)

2 Рекомендации по выбору и установке оборудования

Если используемый вами насос не обладает встроенным частотным преобразователем, то приобрести и установить такой регулятор мощности можно самостоятельно. Как правило производители насосов в техническом паспорте указывают, какой конкретно преобразователь подойдет к данном модели оборудования.

Если же рекомендаций нету, и выбор прибора полностью лег на ваши плечи, руководствуйтесь следующими критериями:

  1. Мощность — преобразователь напряжения всегда подбирается исходя из мощности электропривода, к которому он подключается.
  2. Входное напряжения — указывает на силу тока, при которой преобразователь остается работоспособным. Тут необходимо выбирать с оглядкой на колебания, которые могут быть в вашей электросети (пониженное напряжение приводит к остановке прибора, при повышенном он может попросту выйти из строя). Также учитывайте тип двигателя насоса — трех, двух или однофазный.
  3. Диапазон частот регулировки — для скважинных насосов оптимальным будет диапазон 200-600 Гц (зависит от изначальной мощности насоса), для циркуляционных 200-350 Гц.
  4. Количество ходов и выходов управления — чем их больше, тем больше команд и, как следствие, режимов работы преобразователя в сможете настроить. Автоматика позволяет задать скорость оборотов при пуске, несколько режимов максимальных оборотов, темпы разгона и т.д.
  5. Способ управления — для скважинной насосной станции удобнее всего будет выносное управление, которое можно расположить внутри дома, тогда как для циркуляционных насосов отлично подойдет преобразователь с пультом ДУ.

Циркуляционный насос Грундфос с частотным преобразователем

Если вы отсеяли все представленные на рынке приборы и столкнулись с тем, что подходящего по характеристикам оборудования попросту нет, необходимо сузить критерии выбора до ключевого фактора — потребляемого двигателем тока, по которому подбирается номинальная мощность преобразователя.

Также выбирая блок управления частотой, особенно от отечественных либо китайских производителей, учитывайте срок гарантийного обслуживания. По его продолжительности можно косвенно судить о надежности техники.

Пару слов о производителях. Ведущей компанией в данной сфере является фирма Grundfoss (Дания), которая поставляет на рынок свыше 15 различных моделей преобразователей. Так, для насосов с трехфазным электродвигателем подойдут модель Micro Drive FC101, для однофазных (работающих от стандартной электросети 220В) — FC51.

Более доступным в ценовом плане является оборудование компании Rockwell Automation (Германия). Фирма предлагаем линейку преобразователей PowerFlex 4 и 40 для маломощных циркуляционных насосов и серию PowerFlex 400 для скважинных насосных станций (от одного преобразователя могут работать сразу 3 параллельно подключенных насоса.

Учитывайте, что цена хорошего преобразователя подчас может доходить до стоимости насоса, поэтому подключение и настройка такого прибора должна выполняться исключительно специалистами.

Источник

Adblock
detector