آشنایی با نقش درایو در پمپ
پمپ‌ها یکی از پرکاربردترین ابزارها در کارخانجات صنعتی تولیدی و بسیاری از لوله‌های انتقال آب، گاز و مایعات مختلف هستند. در انبارهای مواد پتروشیمی، نگهداری از محصولات سیال و جاهای بسیار متفاوت دیگری نیز از انواع پمپ‌ها استفاده میشود. برای درک نقش درایو در پمپ در ادامه ما را همراهی کنید. بسیاری از پمپ‌های صنعتی به دلیل اینکه الکتروموتورهای بسیار پرقدرتی محسوب میشوند. و نیاز به ولتاژ و شدت جریان بالایی دارند. برای راه‌اندازی و به کارگیری نمی‌توان آنها را به روش راه‌اندازی مستقیم فعال کرد. یعنی همانطور که دیگر الکتروموتورها (الکتروموتورهای خانگی مثل پنکه کولر و مواردی از این دست) را به برق می‌زنیم و از آنها استفاده می‌کنیم.
حتما بخوانید:
آشنایی با انواع اینورتر های NE
الکتروموتور یا موتور الکتریکی چیست؟
روش‌های مختلف راه اندازی الکتروموتورها
همانطور که در مقاله‌های قبلی سایت توضیح دادیم. این کار از نظر فنی، هم فشار بسیار زیادی به خط انتقال برق، سیم ها و تابلو وارد میکند و هم خطرات بالایی دارد. اینجاست که از درایوها برای راه اندازی الکتروموتورهای سنگین و حجم بالا استفاده میشود. تا این خطرات را از بین ببرد. همچنین از میزان مصرف انرژی اولیه برای راه‌اندازی موتور اندازه بسیار زیادی کم کند.
پس به طور خلاصه میتوان گفت نقش درایو ها در پمپ‌ها این موارد است:
- کاهش خطر راه اندازی اولیه
- کاهش بار و شدت جریان در راه اندازی اولیه
- کاهش انرژی مصرفی در حین فعالیت
- کنترل دقیق پمپ با ضوابط و اصول مورد نیاز
- افزایش طول عمر پمپ با کنترل عملکرد آن
علاوه بر این، پمپ‌هایی که در حجم بالا و در کارخانجات صنعتی استفاده میشوند. معمولاً علاوه بر روشن و خاموش کردن نیاز به کنترل‌های دقیق‌تری هم دارند. این موتورها گاهی اوقات باید با توان بالا و گاهی با توان پایین‌تر کار کنند. هچنین نیاز به برنامه‌ریزی منظم برای روشن و خاموش شدن دارند. دوباره در اینجا هم از درایوهای الکتریکی برای کنترل عملکرد پمپ‌ها استفاده میشود. نقش دیگر درایوها در پمپ‌ها این است که میتواند میزان انرژی مصرفی در طول فعالیت پمپ را به اندازه قابل توجهی کاهش دهد. علاوه بر آن، طول عمر پمپ را به شدت افزایش دهد.
حتما بخوانید:
نقش درایو ها در پمپ های انتقال آب
استفاده از درایوهای سرعت متغیر (VSD) در صنعت آب یکی از موثرترین راه‌ها برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. در حالیکه سایر روش های صرفه جویی در مصرف انرژی ممکن است درصد واحدی از مصرف کلی را کاهش دهند. یک VSD اغلب میتواند 30 درصد یا حتی بیشتر از این مقدار در انرژی مصرفی پمپ ها و فن ها صرفه جویی کند.
حتما بخوانید:
موتورهای الکتریکی دو سوم کل برق صنعت را مصرف میکنند. بنابراین هرگونه تلاش برای کاهش این بار، بسیار قابل توجه است. با این حال، VSD ها فقط در تعداد کمی از شرکت‌ها و خطوط انتقال آب نصب میشوند. دلایل این موضوع اغلب قطع ارتباط بین دو گروه است: کسانی که این برنامه‌ها را طراحی میکنند. و کسانی که مسئول استفاده و به کارگیری از آنها هستند.
درایوها چطور برق مصرفی پمپ‌ها را کاهش می‌دهند؟
درایوهای سرعت متغیری که مخصوص انتقال آب هستند. با کنترل سرعت موتور، خروجی آب از پمپ را کاهش می‌دهند. و اطمینان حاصل میکنند که سرعت آن بیشتر از حد نیاز کار نمی‌کند.
هنگامی که از روش‌های کنترلی دیگر استفاده میشود یا اصلا کنترلی روی سرعت پمپ وجود ندارد. موتور پمپ با سرعت کامل کار میکند و جریان آب خروجی با چیزی مثل یک سوپاپ کاهش می‌یابد! این کار بسیار بیهوده است زیرا موتور بدون توجه به نیاز با تمام سرعت اسمی خود کار میکند. پمپ حداکثر خروجی را ارائه میدهد. و آب مازاد که پمپ شده است در شیر کاهش می‌یابد. یعنی در واقع انرژی اضافی از طریق اصطکاک هدر می‌رود.
کاهش سرعت چقدر در مصرف انرژی تاثیر دارد؟
رابطه بین سرعت پمپ و انرژی مورد نیاز آن به عنوان قانون مکعب شناخته میشود. زیرا نیاز به انرژی با مکعب سرعت افزایش می‌یابد. این بدان معنی است که افزایش اندک در سرعت پمپ به قدرت بسیار بیشتر و چند برابری نیاز دارد. اما کاهش متوسط سرعت میتواند منجربه صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی شود. پمپی که با نیمی از سرعت اسمی خود کار میکند. در مقایسه با پمپی که با سرعت کامل کار میکند تنها یک هشتم انرژی مصرف میکند.
درایو با کنترل سرعت پمپ مصرف انرژی را کاهش میدهد!
مشکل اتلاف انرژی با این واقعیت تشدید میشود که بسیاری از موتورها بزرگ‌تر از آن چیزی هستند که نیاز داریم. بنابراین انرژی بیشتری نسبت به نیاز واقعی آب مصرف میکنند. این به این دلیل است که پمپ‌ها فقط با تعداد معینی از سرعت‌های ثابت در دسترس هستند. یعنی پمپ‌ها را با چند سرعت مشخص و معین و توان ثابت طراحی کرده و می‌سازند. از طرف دیگر هم کاربران تمایل دارند پمپی قوی تر از حداکثر نیاز خود تهیه کنند و سپس خروجی آب یا سیّال را با روش‌هایی مثل نصب شیر کاهش دهند.
به طور معمول، موتورهای الکتریکی فقط یک سرعت دارند. اگر سرعت متفاوتی می‌خواهید باید یک موتور متفاوت بخرید. درایوهای سرعت متغیر با کنترل شکل موج جریان و ولتاژ تامین کننده موتور کار میکنند. حرکت شفت موتور را میتوان با دقت زیادی تنظیم کرد که تضمین میکند که استفاده از آب عملکرد مورد نیاز را ارائه میدهد.
کاهش هزینه های عمر مفید دستگاه
برخی از کاربران هنوز روش‌های کنترل سنتی را در صنعت آب ترجیح می‌دهند. زیرا احساس میکنند که این روش‌ها برای پیاده سازی آسان و درک ساده هستند. قانون مکعب حکم میکند که افزایش اندک در سرعت پمپ به توان بسیار بیشتری نیاز دارد. اما کاهش متوسط سرعت میتواند منجربه صرفه جویی قابل توجهی در انرژی شود. با این حال، بسیاری از مدیران و اپراتورهای آب به طور بالقوه می‌توانند با استفاده از درایوهای تغییر دهنده و کنترل کننده سرعت اختصاص داده شده به آب، مقدار قابل توجهی در هزینه‌های برق سالانه صرفه جویی کنند.
ممکن است تصور شود که هزینه انرژی تلف شده کمتر از خرید VSD است. با این حال، بر خلاف بسیاری از روش‌های صرفه جویی انرژی دیگر که ممکن است فقط یک یا دو درصد مصرف انرژی را کاهش دهند. صرفه جویی قابل توجهی که توسط VSD ایجاد میشود به این معنی است که برگشت سرمایه خرید این دستگاه اغلب در یک سال یا کمتر حاصل میشود. این برنامه پس از آن سال به سال تا زمانی که در حال استفاده است به سهم قابل توجهی در صرفه‌جویی انرژی ادامه خواهد داد.
نقش درایوها در پمپ ها را میتوان اینطور تشبیه کرد: بدون استفاده از درایو و روشن کردن پمپ و به کار انداختن آن با سرعت ثابت و بعد کاهش جریان آب با شیر، مانند رانندگی با ماشین و فشار دادن همزمان گاز و ترمز است. این سیستم کنترل جریان یک سیستم کاملا منسوخ شده است. با استفاده از درایو برای کنترل پمپ میتوان بسته به سطح مخزنی که قرار است پر شود و زمانی که باید به این کار اختصاص یابد از موتور کار کشید و نه بیشتر. این بدان معناست که موتور پمپ در بیشتر مواقع کندتر از توان اسمی خود کار میکند. بنابراین در مصرف انرژی صرفه جویی میشود.
حتما بخوانید:
کاربرد درایو (اینورتر) در آسانسور
اینورتر (درایو) میکرومستر چیست؟
آموزش شبکه کردن PLC با اینورتر (درایو)
بررسی چند مورد از نقش درایوها در پمپ ها
در این بخش از مقاله با مطالعه چند مورد که در آنها از درایوها در پمپ‌های آب استفاده میشود. بررسی می‌کنیم که استفاده درایور چطور میتوان باعث عملکرد بهتر آن سیستم شود.
تولید آب آشامیدنی
چه از آب‌های سطحی و چه از آب‌های زیرزمینی برای تولید آب استفاده شود. درایوهای AC می‌توانند به بهینه‌سازی فرآیند و کاهش هزینه‌های انرژی و نگهداری کمک کنند. یک کاربرد معمولی کنترل پمپ‌های چاه عمیق است. که در آن مانیتور حداقل سرعت پیشرفته یکپارچه روغنکاری کافی برای محافظت از پمپ را تضمین میکند.
صرفه جویی در مصرف انرژی با انتخاب چاه‌ها بر اساس ارتفاع سطح آب حاصل میشود. درایوهای مخصوص این کار همچنین به طور گسترده در صنعت نمک‌زدایی برای کنترل پمپ‌های ورودی و فشار بالا و همچنین پمپ‌های تقویت کننده در رابطه با بازیابی انرژی استفاده میشود.
توزیع آب آشامیدنی
در تامین آب، توزیع آب آشامیدنی به طور معمول بزرگترین مصرف کننده انرژی الکتریکی است. این کار نیاز به انتقال آب در مسافت‌های طولانی دارد در عین حال، ۲۵ تا 50٪ هدر رفت انرژی در این فرآیند غیر معمول نیست. با تقسیم توزیع آب به مناطق تحت فشار، فشار متوسط اغلب می تواند 30-40٪ کاهش یابد. درایوهای الکتریکی مخصوص به طور گسترده‌ای در تقویت ایستگاه های پمپاژ برای تنظیم فشار در هر ناحیه فشار استفاده میشوند.
عملکردهای نرم افزار کاربردی یکپارچه، مانند حالت خواب، تشخیص اجرای خشک، بهینه سازی خودکار انرژی (AEO)، کنترل آبشار، جبران جریان خودکار و عملکردهای Ramp به ساده سازی نصب و قابل اطمینان تر کردن آن، کاهش خطر چکش آب، کنترل فشار و کاهش مصرف انرژی می‌انجامد. پس با استفاده از درایوها میتوان انرژی هدر رفته در انتقال آب را به اندازه قابل توجهی کاهش داد.
آبیاری
با نایاب شدن دسترسی به منابع آبی در برخی از مناطق جهان، آبیاری کارآمد و پایدار بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است. اکنون بیش از هر زمان دیگر تامین آب کافی برای دستیابی به حداکثر محصول بدون استفاده از آب و انرژی بیش از حد ضروری است. درایوهای AC فشار یا سرعت جریان را با نیاز واقعی تطبیق می‌دهند. و عملکردهای نرم افزار کاربردی یکپارچه به محافظت از سیستم لوله با محدود کردن افزایش فشار، به کاهش مصرف انرژی کمک میکند.
سیستم کانال کشی فاضلاب
بهینه سازی انرژی و کنترل SCADA سیستم کانال سازی فاضلاب نیز یک روند سریع در حال حرکت است. با استفاده از عملکرد تخریب یکپارچه که روی بعضی از درایوها برنامه‌ریزی شده است. میتوان راندمان پمپ را 15 تا 30 درصد بهبود بخشید. همچنین هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به شدت کاهش داد.
حتما بخوانید:
عملکرد خراب کننده با افزایش ساعت استراحت از کاهش راندمان پمپ جلوگیری میکند. و فواصل نگهداری پمپ را افزایش میدهد. استفاده از درایو AC همراه با سیستم SCADA همچنین امکان استفاده از حداکثر ظرفیت حجمی در سیستم کانال سازی را در رابطه با سرریز آب فراهم میکند.
کاهش نشت آب و مصرف انرژی با استفاده از درایو در پمپ
انرژی مورد استفاده در سیستم توزیع آب معمولاً 60 تا 80 درصد از کل انرژی مصرفی کل سیستم تامین آب را تشکیل میدهد. با تطبیق فشاری که پمپ ایجاد میکند با نیاز واقعی با استفاده از مناطق تحت فشار و تقویت ایستگاه های پمپاژ، میتوانید 25 تا 40 درصد صرفه جویی در مصرف انرژی داشته باشید. در عین حال، میتوانید نشت آب را 30-40٪ کاهش دهید.
علاوه بر جلوگیری از نشتی و صرفه جویی قابل توجه در مصرف انرژی، تنظیم فشار در شبکه میتواند مزایای زیر را نیز به همراه داشته باشد:
- کاهش 40 تا 55 درصدی در میزان شکستگی لوله جدید
- کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات گران قیمت لوله و جاده
- کاهش خطر نفوذ باکتری و آلودگی آب لوله کشی
- افزایش عمر سرویس شبکه
- سرمایه گذاری در ارتقای کارخانه
- کاهش خطر چکه آب
حتما بخوانید:
همه‌چیز درباره نصب و تعمیر کمپرسور
سوالات مهم درباره اینورتر های برند LS
اینورتر یا درایو AC چیست؟ انواع و کاربرد آن
نتیجه گیری
در این مقاله درباره نقش درایو ها در پمپ ها صحبت کردیم. و گفتیم که مهمترین نقش درایو در پمپ ها این است که میتواند با کنترل عملکرد و شدت جریان آب یا هر مایعی که قرار است پمپ شود، هم باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی شود و هم از نشتی آن جلوگیری کند.
همچنین توضیح دادیم که هوشمندسازی پمپ آب با استفاده از درایو الکتریکی میتواند عمر مفید دستگاه‌ها را افزایش دهد. و از خرابی‌های پیش از موعد جلوگیری کند
