Повышают ли частотно-регулируемые приводы эффективность?

Обычно потребление энергии и эффективность называются взаимозаменяемыми с насосами, особенно когда добавляется частотно-регулируемый привод (ЧРП) для изменения скорости двигателя и насоса. В действительности, добавление частотно-регулируемого привода при сохранении всех остальных параметров неизменными не изменит эффективность насоса (η) и фактически снизит общий КПД (ηOA).

Представленный на рисунке 1 и уравнении 1, эффективность насоса представляет собой соотношение выходной мощности насоса (Pw – функция расхода и напора) и входной мощности насоса (P), на которую ЧРП не влияет, если скорость не увеличивается или не уменьшается.

Теперь, если мы рассмотрим общий КПД, который на рисунке 1 представляет собой соотношение выходной мощности насоса (Pw – маленькая красная стрелка) и входной мощности управления (ЧРП) (PDrive – большая красная стрелка), мы увидим, что общий КПД снизится из-за к потерям в ЧРП, что приводит к увеличению мощности на ЧРП, чем на двигателе. Также будет наблюдаться постепенное увеличение потерь в двигателе из-за мощности ЧРП, которые, как правило, незначительны и не показаны.

Эффективность частотно-регулируемых приводов высока, поэтому потери часто незначительны (~ 3%), что может быть значительно перевешено эффективностью управления системой. Однако предыдущее обсуждение снижения общей эффективности при добавлении ЧРП не означает, что энергопотребление увеличится, поскольку целью ЧРП является управление скоростью насоса и изменение рабочей точки (напора и расхода), что приведет к изменению Выходная мощность насоса и входная мощность.

Изучение изображения 2 показывает, как производительность насоса (напор и мощность в зависимости от расхода) меняется в зависимости от скорости и почему использование частотно-регулируемых приводов для снижения скорости часто снижает энергопотребление, даже если эффективность насоса и общий КПД снижаются.

На изображении 2 изображена насосная система с регулируемой скоростью, рассчитанная на максимальный расход 19,1 миллиона литров в день (мл/сут) и напор 95 метров (м) при скорости 100 %, а также минимальный расход 10,4 мл/сут и 66 м головы при скорости 80%. Эффективность насоса фактически снижается с точки наилучшего КПД (BEP) 84,5% при максимальном расчетном расходе до 80% при минимальном расчетном расходе.

Однако входная мощность насоса в киловаттах (кВт) снижается примерно с 245 кВт до 100 кВт. Напротив, если владелец системы решил использовать регулирующий клапан (вместо использования ЧРП для снижения скорости) для уменьшения расхода, система будет работать при 100% скорости напора на высоте 108 м (мощность = 175 кВт). до 66 м (мощность = 100 кВт) при скорости 80%. Этот пример показывает, что энергопотребление важнее эффективности насоса.

Дополнительные часто задаваемые вопросы о HI Pump можно прочитать здесь.

Часто задаваемые вопросы по насосам HI® выпускаются Институтом гидравлики как услуга для пользователей насосов, подрядчиков, дистрибьюторов, представителей и OEM-производителей. Для получения дополнительной информации посетите сайт pumps.org.