Сравнение двух технологий управления насосом – частотного регулирования скорости и релейного управления.

       На сегодняшний день в системах водоснабжения применяют два типа насосов с кардинально различными технологиями управления – насосы с релейным управлением (пуск и стоп) и насосы с регулируемой скоростью. Современный потребитель стоит перед дилеммой выбора среди одного из двух типов насосов. Важно получить представление о различиях между двумя технологиями управления и сделать выбор на основе анализа стоимости, эксплуатационных характеристик и надежности.

          Насосы с релейным управлением.

        Эти насосы оснащены реле давления, мембранным баком и реле протока. Главное их преимущество – низкая цена. Недостатки есть. Насос работает циклично. Давление не поддерживается точно и находится в пределах диапазона, определенного границами срабатывания реле давления. Мембранный бак необходим, так как его отсутствие привело бы к постоянным резким скачкам и провалам давления – «старт-стопному» режиму работы насоса с последующим отказом. Мембранный бак сглаживает колебания давления. Насос, управляемый реле, имеет только две скорости: полную скорость при включении и нулевую скорость при остановке. У насоса с релейным управлением нет переменной скорости. Циклы включения и выключения механически изнашивают компоненты роторной группы насоса, вызывают тепловое старение обмоток двигателя из-за прохождения пускового тока, в 4-7 раз превышающего рабочий ток насоса. Пуски при подаче полного напряжения на обмотки вызывают избыточный механический момент и избыточный нагрев обмоток, что критично для насоса при частом включении.

    Итак, мембранный бак необходим для насоса с релейным управлением. Этот компонент понижает общую надежность. Проблемная работа насосной системы может быть вызвана некорректно установленным начальным давлением или выходом мембранного бака из строя. Давление и работоспособность мембранного бака, как правило, контролируют 2 раза в год.

Реле протока – механическое или электронное устройство, которое определяет движение воды через насос. Отсутствие контроля протока воды через насос может привести к перегреву насоса и выходу из строя. Все реле протока, содержащие датчик положения, конструктивно подвержены минеральному обрастанию, абразивному износу и загрязнению песком с дальнейшим отказом.

Реле давления имеет электрические контакты, которые со временем изнашиваются и обгорают. Сваривание контактов приведет к продолжению работы насоса вплоть до выхода его из строя или до разрушения «слабых» компонентов гидравлической системы (например, трубопровода или фильтра) при аварийном росте давления и отсутствии в системе предохранительного клапана с достаточной пропускной способностью.

Насосы с релейным управлением не могут изменять скорость для поддержания заданного давления. По этой причине многие применяют редукционные клапаны (редукторы давления) для ограничения давления, предотвращающие аварийно высокое давление и повреждение слабых компонентов. Однако, отказ редуктора может привести к катастрофическим последствиям. К тому же применение редуктора для ограничения давления ведет к бесполезным потерям энергии.

       Часто только одна разница в расходах электроэнергии на водоснабжение способна решить вопрос выбора при сравнении релейной технологии с технологией регулирования скорости.

           Насосы с частотным регулированием скорости.

     Управление насосом с регулированием скорости осуществляет электронное устройство - преобразователь частоты. Эта технология регулирования предоставляет возможность точно поддерживать давление, но остается достаточно дорогой. Надежность преобразователя частоты напрямую зависит от правильности применения. Однако, жизненный цикл правильно спроектированных и адекватно защищенных насосных систем с частотным регулированием прогнозируется в пределах 15-25 лет.

        Дополнительную надежность регулирования насоса обеспечивает технология PID, не требующая каких-либо других алгоритмов контроля потока. Пропорциональный (P) коэффициент алгоритма PID анализирует отклонение фактического давления в системе, полученного от датчика давления, от заданного давления и вырабатывает сигнал для компенсации отклонения. Чем больше отклонение, тем больше компенсационное изменение должно быть внесено в систему, чтобы максимально быстро достичь заданного уровня давления. Здесь может быть проблема. Слишком высокий коэффициент усиления (пропорциональный коэффициент) вызывает амплитудные колебания, слишком низкой – напротив, обеспечивает очень медленное установление заданного давления. Интегральный коэффициент алгоритма PID сглаживает эти отклонения, когда привод реагирует на изменения. Дифференциальный коэффициент (D) игнорируют в настройке регулятора для работы с насосом.

      Алгоритм PID анализирует и сравнивает в режиме текущего времени заданное давление, фактическое давление, скорость и направление изменений, эффективно предвидит то, с какой скоростью должен работать насос для поддержания требуемой интенсивности потребления воды.

        Кавитация в насосе появляется тогда, когда количество перекачиваемой насосом воды не способно удовлетворить потребление в воде. При кавитации насос работает в состоянии прямого недостатка воды. Вода со стороны всасывания насос находится в вакууме и превращается в водяной пар. Миллионы пузырьков пара достигают зоны давления за лопастями колеса и снова моментально превращаются в воду, генерируя шум, как результат миллионов микровзрывов.Кавитация быстро разрушает насос. Некоторые преобразователи частоты автоматически определяют кавитацию и регулируют давление в насосе до уровня, останавливающего кавитацию.

        Следующая проблема - работа насоса без воды. Работа без воды нагреет вращающиеся компоненты и приведет к выходу насоса в течении нескольких часов, а иногда и в течении нескольких минут. Алгоритм определения работы без протока в специализированных частотных регуляторах скорости насоса не только обладает высокой точностью, но и способен адаптироваться к различному напору и давлению на всасывании.

      Насос с релейным управлением не обладает способностью реагировать на изменения в системе на основе таких расширенных алгоритмов.

     Специальный частотный регулятор скорости насоса не должен быть сложным устройством для конечного пользователя. Конечный пользователь не должен изучать многочисленные параметры привода и постоянно программировать его для получения нужного результата. Специальный частотный регулятор скорости насоса не должен содержать клавиатуру. Все что нужно для конечного пользователя – единственная клавиша регулирования давления.

     Следующий важный момент – ремонтопригодность. Конечный пользователь должен рассчитывать на гарантию не менее трех лет, что свидетельствует о доверии производителя к собственному прибору.

     Торцевое уплотнение вала – наиболее быстро изнашиваемый компонент в любом центробежном насосе, который в нормальных условиях эксплуатации первым выходит из строя. То, насколько быстро выйдет из строя торцевое уплотнение, зависит от скорости вращения вала насоса. Жизненный цикл торцевого уплотнения в промышленных насосах, как правило, составляет 3-5 лет. Перед выбором насоса обращайте внимание на стоимость торцевого уплотнения и сложность его замены. Иногда оказывается проще приобрести новый насос, чем заменить торцевое уплотнение.

       При выборе насоса обращайте внимание на ремонтопригодность. 

Частотні перетворювачі

Обладнання для водопідготовки

Насоси Pedrollo

Насоси промислові ви-ва Україна, СНГ(К, КМ, Д, ЭЦВ...)

Насоси Speroni

Силова електроника Schneider Electric