POMPELE DIN INSTALATII DE INCALZIRE

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "POMPELE DIN INSTALATII DE INCALZIRE"

Λίγεια Καραμανλής
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 POMPELE DIN INSTALATII DE INCALZIRE Pompele din centralele termoficare reprezintă elemente componente esenţiale ale acestora, oarece ele asigură circulaţia agentului termic (apei cal) între sursă şi consumatori, participând astfel cu o cotă energetică importantă la consumul energie electrică total pe perioada funcţionare a instalaţiei. Numărul, poziţia şi caracteristicile funcţionare ale acestor aparate se stabilesc în funcţie sistemul încălzire adoptat, puterea termică şi regimul funcţionare. Prin variaţia turaţiei pompelor se poate controla continuu presiunea în funcţie sarcina termică la un moment dat. Pe durata funcţionare a unui sistem încălzire, se urmăreşte ca, la consumatori, să se asigure bitele agent termic corespunzătoare condiţiilor confort interior cerute din faza proiectare, şi în concordanţă cu parametrii climatici exteriori; din acest motiv, instalaţia trebuie prevăzută cu un sistem reglare calitativ, cantitativ sau mixt. Reglarea cantitativă impune o variaţie a bitului agent termic în timpul funcţionării instalaţiei păstrând constantă temperatura agentului termic, şi se poate realiza: - cu pompe cu caracteristici tehnice diferite (bit şi înălţime pompare); - cu pompe cu turaţie variabilă, având posibilitatea a modifica bitul şi înălţimea pompare în funcţie necesităţi, pentru a minimiza puterea electrică consumată pompă Asigurarea bitelor agent termic, respectiv a bitelor căldură solicitate consumatori, impun asigurarea unei reglări pe traseul reţelei conducte, între sursă şi consumatori. În funcţie metole reglare, adoptate în exploatare, consumurile energetice sunt stul diferite. În figura mai jos sunt prezentate, spre comparaţie, curbele consum energetic pentru două meto reglare: cu turaţie constantă şi cu turaţie variabilă, în funcţie diverse procente din bitul nominal al pompei (maxim).

2 Consumul energie in funcţie tipul pompei Forma unei curbe consum energetic pin şi randamentul global al instalaţiei, configuraţia reţelei conducte, punctul funcţionare şi natura echipamentului reglare şi comandă. Depennţa randamentului variaţia turaţiei unei pompe este dată relaţia: η ( η ) n 1 2 = n2 0,5 De fapt, la majoritatea pompelor, modificarea randamentului se poate neglija la un domeniu variaţie a turaţiei la 1/3 din turaţia nominală. În figura mai jos se prezintă variaţia caracteristicilor: H, G, P, η ale pompelor centrifuge cu turaţia n, constatând că prin reducerea cu 20% a turaţiei, puterea absorbită sca cu 50%, iar randamentul pompei rămâne neschimbat, un reiese posibiliatea reducerii consumului energie la pompare prin reglarea turaţiei pompelor. O dată cu aplicarea proceelor electronice la acţionarea motoarelor electrice, reglarea turaţiei a fost extinsă în unele ţări la scară industrială. Variaţia turaţiei motorului antrenare a pompei se poate realiza cu următoarele soluţii: convertizoare frecvenţă, motoare curent continuu, controlul tensiunii şi cuplaje cu curenţi turbionari. Dintre acestea motorul asincron cu rotorul în scurtcircuit, asociat cu un convertizor static frecvenţă cu tiristoare sau tranzistoare putere

3 (200 Kw şi respectiv 25 kw) formează un echipament electric acţionare cu turaţie reglabilă în limite largi. Analiza energetică comparativă a proceelor reglare optimizată Eficienţa energetică a proceelor reglare prezentate se evinţiază printr-un exemplu analiză comparativă a funcţionării unei pompe şa patru turaţii diferite (vezi figura). Variaţia caracteristicilor pompelor centrifuge cu turaţia Dacă încărcarea maximă este 350 m 3 /h la o înălţime pompare 28 m, puterea alimentare va fi 42,5 Kw. Prin vana reglare, bitul este redus la 100 m 3 /h, iar înălţimea pompare creşte la 50 m. Puterea necesară alimentare sca la 23 kw, la o turaţie constantă 1650 ro/min. Curbele funcţionare sunt marcate cu A-B pe diagrama H-G şi cu A -B în diagrama putere. Prin utilizarea pompe cu turaţie variabilă, reglarea se bazează pe menţinerea constantă a diferenţei presiune 8 m H 2 O într-un anumit loc din centrala termică. Presiunea realizată pompă va urmări curba D-A, după cum bitul apă creşte. Coresponnţa cu relaţiile putere este prezentată în graficul punctat din diagrama putere. Astfel este posibilă compararea necesarului putere alimentare a pompelor în cele două variante: reglare cu vane şi reglare cu turaţie variabilă. Prin urmare, dacă se cunoaşte distribuţia încărcărilor pe perioada unui an, se poate calcula consumul energie aferent.

4 Curbele functionare si necesarul putere pentru pompa, la turatii diferite Din analiza efectuată pe cazul prezentat, se constată o scăre a consumului annual energie la kwh la kwh prin reglarea turaţiei, realizând o economie energie kwh, respective 55%. Orice modalitate reglare a turaţiei implică pierri energie. Pentru a calcula pierrile energie în motorul unei pompe aplicând reglarea bitelor cu ajutorul vanelor, trebuie luate în consirare randamentul motorului şi puterea sa alimentare. În cazul reglării bitului prin variaţia turaţiei, randamentul sistemului motor-convertizor frecvenţă, mai scăzut, trebuie corelat cu scărea substanţială a puterii alimentare. Pompa analizată în exemplul precent va fi conectată la un motor standard 45 Kw. Randamentul unui astfel motor este 90% şi se menţine constant pentru valori ale puterii alimentare (P) între 50% şi 100% din valoarea nominală a acesteia (P n ). Randamentul convertizorului frecvenţă este 96% la încărcare nominală, fără pierri suplimentare în motor. În figura mai jos este prezentat graficul randamentului în funcţie puterea alimentare. Ţinând seama aceste randamente şi puterile alimentare calculate în tabelul 1, se obţin pierrile putere prezentate în tabelul 2. Rezultă că

prin proceul variaţiei turaţiei, faţă proceul cu vană reglare, s-a realizat o scăre a pierrilor anuale energie la 30660 kwh la 27243 kwh, adică 11%.

5 prin proceul variaţiei turaţiei, faţă proceul cu vană reglare, s-a realizat o scăre a pierrilor anuale energie la kwh la kwh, adică 11%. Randamentul motorului pompei functie putere Debitul G Distribuţia Vane reglare Turaţie variabilă (m 3 /h) % ore Puterea P Energia E Puterea P Energia E , , , , , , , , , , , , TOTAL Tabelul 1: Puterea alimentare şi consumul energie al unei pompe în cazul reglării prin vane, respectiv cu variaţia turaţiei Debitul Ore Vane reglare Turaţie variabilă G (m 3 /h) Puterea P η M (%) Pierri putere Pierri energie (kwh) Puterea P η M (%) Pierri putere Pierri energie (kwh) ,5 90 4, ,5 86 6, ,5 90 4, ,0 85 5, ,0 90 3, ,5 84 3, ,5 90 3, ,0 79 2, ,0 90 3, ,5 74 2, ,0 90 2, ,5 70 1, TOTAL Tabelul 2: Pierrile putere din motor în cazul reglajului prin vane şi cu variaţia turaţiei

Aspectul economic Practica a arătat că, costurile investiţie cu instalaţiile auxiliare menţinere a siguranţei pompelor cu turaţie variabilă, reprezintă circa 10% din totalul cheltuielilor exploatare.

6 Aspectul economic Practica a arătat că, costurile investiţie cu instalaţiile auxiliare menţinere a siguranţei pompelor cu turaţie variabilă, reprezintă circa 10% din totalul cheltuielilor exploatare. Aşadar, 90% reprezintă consumul energetic pe durata vieţii unei pompe, durată ce se poate estima între 15 şi 20 ani. De asemenea, trebuie subliniat că, economia energie realizată, utilizând pompele cu turaţie variabilă, duce la amortizarea investiţiei într-un timp relativ scurt. Orientativ, în diagrama mai jos se poate calcula economia energie electrică, prin utilizarea pompe cu turaţie variabilă, în funcţie puterea motorului pompei, raportul G/G max şi durata funcţionare anuală a pompei. Astfel, pentru o putere a motorului pompei 15 kw, cu o funcţionare a pompei la un bit mediu 70% din bitul nominal, pe o durată 60% din totalul orelor dintr-un an (5300 ore), se realizează o economie aproximativ kwh. Generalizarea utilizării pompelor cu turaţie variabilă în sistemele încălzire este preferat, pe o parte pentru economia energie, iar pe altă parte, pentru fiabilitatea lor. Economia energie anuala in cazul pompelor cu turaţie variabila

Σχετικά έγγραφα

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 % 1. Un motor termic funcţionează după ciclul termodinamic reprezentat în sistemul de coordonate V-T în figura alăturată. Motorul termic utilizează ca substanţă de lucru un mol de gaz ideal având exponentul