О компанииПродукцияСервисИнформацияКонтактыFAQВакансии

Экономичность напора определяет реальную эффективность насосной системы 

Правильно подобранный и эксплуатируемый насос может быть одним из самых эффективных средств исполнения полезной работы. Среднеразмерный насос работает с эффективностью около 75%, по сравнению с двигателем внутреннего сгорания, который работает с эффективностью всего лишь 20%. В относительных показателях насос может быть эффективной машиной.

Можно легко упустить из виду огромный потенциал для экономии энергии, который существует за счет оптимизации насосных систем. Проблема в том, что насос очень чувствителен к тому, как его эксплуатируют. Поэтому насосная система имеет наибольшее влияние на используемую насосом энергию.

В основном, управление насосами происходит таким же образом, что и 50 лет назад. Новые технологии пока не спешат адаптироваться. Только в последнее время в связи с увеличивающейся стоимостью энергии вновь обратили внимание на сокращение энергозатрат насосов.

На самом деле автомобили и насосы имеют множество параллелей. Во-первых, обратите внимание на эффективность использования топлива, альтернативные виды горючего и гибридные автомобили. Совершенно понятно откуда в автомобиль поступает энергия - топливный бак. Кажется, что проблема с насосами заключается в отсутствии знаний о том, как они используют энергию, и какое количество энергии выполняет полезную работу.

Рассмотрим стоимость жизненного цикла насоса и автомобиля с начальной стоимостью $ 28 000. При покупке автомобиля, затраты на топливо составляют почти треть цены. Энергозатраты насоса могут достигать 75% от общей стоимости насоса, здесь и лежит большой потенциал экономии энергии.

Требования рынка и государственное регулирование управляют новыми технологиями и инновациями в автомобильной промышленности, но чтобы добиться результатов должны пройти годы. С другой стороны, насосная промышленность уже имеет рабочие технологии, позволяющие увидеть немедленный результат за счет смещения фокуса от насоса ко всей насосной системе. Ответственность за работу насоса и его энергоэффективность лежит на проектировщике насосной системы и операторе.

ФОРМУЛА ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Насос это машина, которая преобразует механическую энергию в энергию давления. Энергия давления передается жидкости, которая, в свою очередь, создает поток за счет движения от высокого давления к низкому давлению. Часто насос оценивается тем, насколько эффективно он передает давление определенному количеству жидкости. Сначала реакцией на снижение эффективности энергопотребления насоса было поручение производителям насосов сделать минимальный КПД насоса. В действительности, за последние 50 лет конструкция насоса и его эффективность не изменились. Не беря во внимание любые технологические прорывы, эффективность насосов уже и так максимальна.

стоимость жизненного цикла автомобиля
Рис. 1. Топливо составляет одну треть стоимости жизненного цикла автомобиля, тогда как покупка составляет больше половины


стоимость жизненного цикла насоса
Рис. 2. Энергозатраты при эксплуатации насоса могут
составить 75% от полной стоимости его владения

Больший вопрос состоит в том, что же на самом деле в насосной системе определяет эффективность насоса. Эффективность насоса часто берется с большой детализацией и оценивается с помощью "приведенной к воде эффективностью", которая включает в себя все потери, как на двигателе, так и на насосе. Хотя это и дает более понятную картину, но это не дает достаточно информации о том, сколько полезной работы было выполнено насосом.

Например, автомобиль не оценивается по эффективности; он оценивается по экономии топлива. Это очень полезный критерий, поскольку он определяет, сколько миль проедет автомобиль на галлоне топлива. Если бы автомобиль оценивали по эффективности, тогда представьте что он едет со скоростью 90 км/ч все время, т.к. это является наиболее эффективной скоростью, на которой работает двигатель.

В то время, как двигатель может работать на наиболее эффективных оборотах, экономичность автомобиля ухудшается, когда происходит рассеивание энергии за счет тормозов. Это крайне неэффективный способ управления, который оказывает негативное влияние на топливную экономичность автомобиля. Большинство насосов эксплуатируются тем же образом. Обычно насос работает на постоянной максимальной скорости, и на выходе имеет дроссельный клапан, чтобы регулировать подачу. Даже если насос будет сбрасывать подачу до своей точки максимальной эффективности, это не даст большой пользы, так как большиное количество энергии рассеется по насосной системе в виде тепла, шума и вибраций.

Одна из проблем связанная с эксплуатацией насосов - это отсутствие знаний о том, насколько полезную работу на самом деле он выполняет. Если мы возьмем ту же логику, что и в автомобильной промышленности и применим ее к насосам, можно определить насколько эффективной может быть насосная система за пределами фланцев насоса. Как и в экономии топлива, для насосной системы есть простое соотношение экономии, которое определяется, как напор насоса поделенный на его мощность:

Насос с постоянной скоростью вращения, с перепускным клапаном
Ряды Приведенный к воде коэффициент Экономичность
(gpm/kW)
Qmin 47.5 22
Qnormal 65.1 31.7
Qmax 68.7 35.1
среднее значение
60.2 29.1
Насос с изменяемой скоростью вращения
Напоры Приведенный к воде коэффициент
Экономичность
(gpm/kW)

Qmin 54.9 50.3
Qnormal 66.2 43
Qmax 67.4 35.8
среднее значение
62.9 44.5
Рис. 3. Коэффициент экономичности более эффективный инструмент для оценки характеристик насосной системы, чем приведенный к воде коэффициент.

Это соотношение означает, что на каждый кВт выполняемой работы насос способен перекачать максимальное количество м3/ч.

С этим соотношением появилась возможность оценить эффективность всей насосной системы. Кроме того, что этот показатель полезен в оценке насосной системы, с его помощью также можно получить оценку, если КПД насосной системы изменилось. Это обеспечивает оператора насосной системы информацией, необходимой для быстрого принятия решений в лучших интересах, как самого процесса, так и насоса.
экономичность напора

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
В следующем примере (рис. 3), для оценки простой насосной системы используются и приведенная к воде эффективность и экономия напора. Оценка сравнивает насосную систему с постоянной скоростью вращения, использующая дозирующий клапан и систему с изменяемой скоростью вращения, в которой применен специальный привод. Система использует центробежный насос с переменным расходом.

Проводя оценку этой системы только с помощью приведенной к воде эффективности можно увидеть, что насосная система с изменяемой скоростью вращения имеет несколько большую эффективность, чем система с постоянной скоростью вращения: 62,9% и 60,2% соответственно. За счет этого метода сравнения насосная система с переменной скоростью вращения показывает выигрыш в эффективности только в 1,7%, которого может быть недостаточно, чтобы оправданно применить привод с изменяемой скоростью вращения.

Однако, использование приведенной к воде эффективности, в качестве сравнения, не дает истинной оценки эффективности насосной системы. Рассчитывая экономичность этих двух систем можно увидеть, что насосная система с изменяемой скоростью вращения дает почти 53% увеличение в коэффициенте экономии (44,5% против 29,2%), что приводит к 30% экономии киловатт-часов.

В этом примере, приведенная к воде эффективность не показала существенных различий между двумя насосными системами. Это произошло потому, что эффективность не дает определить в полной мере, какое количество общей энергии выполняет полезную работу. Оценивая насосные системы с помощью коэффициента экономии, можно сделать оценку системы, определив, какое количество работы может быть выполнено на каждую потраченную единицу энергии.

Многие факторы определяют, насколько эффективно работает насосная система, но для максимальной эффективности должна быть рассмотрена вся насосная система полностью. С увеличением стоимости энергии оценка насосов больше не является экономически обоснованным подходом. идет загрузка изображения
О компанииПродукцияСервисИнформацияКонтактыFAQВакансии