Energiesparende-Wasserpumpentechnologie
Die Energieeinsparung von Wasserpumpen ist eine Energiesparmethode-, die den Energieverbrauch des Pumpenbetriebs reduziert und die Energieeffizienz durch technische Mittel verbessert. Es wird hauptsächlich in den Bereichen industrieller Flüssigkeitstransport und Immobilienverwaltung eingesetzt. Der Kern liegt in der Optimierung der Betriebseffizienz der Einheit, einschließlich der Erneuerung der Ausrüstung, der Systemregulierung und Managementstrategien. Diese Technologie nutzte zunächst eine Ventilsteuerung, führte in den 1980er Jahren die Geschwindigkeitsregelungstechnologie mit variabler Frequenz ein und entwickelte sich später nach den 1990er Jahren zu einem intelligenten Steuerungssystem, das SPS und Mensch-Maschine-Schnittstelle integriert. Zu seinen Energiesparmechanismen gehören die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz, die Kompensation des Leistungsfaktors und der Sanftanlauf [1].
Zu den Schlüsseltechnologien gehören eine vernünftige Auswahl (passende Förderhöhe und Fördermenge), eine dynamische Konfiguration von Pumpengruppen (Peak-Shaving- und Valley-Fill-Strategien) und eine Drehzahlregelung mit variabler Frequenz (Anpassung der Drehzahl zur Reduzierung des Stromverbrauchs) [1]. Fallstudien zeigen, dass durch die Anpassung des hydraulischen Gleichgewichts und den Einsatz maßgeschneiderter Hocheffizienzpumpen der Pumpenwirkungsgrad von 75,3 % auf 90,2 % gesteigert werden kann und die jährlichen Stromeinsparungen 2,4756 Millionen Kilowattstunden erreichen [2]. Das intelligente System löst das Problem nicht-standardmäßiger Betriebsbedingungen durch adaptive Technologie mit variablem Druck und realisiert durch Cloud-Überwachung eine Stromeinsparungsrate von 10 % bis 30 % für Pumpen mit variabler Frequenz und 30 % bis 75 % für Pumpen mit nicht-variabler Frequenz. Derzeit gehört diese Technologie zu den nationalen Energiespar--Schlüsselbereichen und ihr Stromverbrauch macht etwa 20 % der gesamten nationalen Stromerzeugung aus.
Die zweite besteht darin, das Kontrollniveau zu verbessern. Dies trifft häufig auf die Verwendung von Einheiten zu. Die früheste Steuerungsmethode bestand darin, den Stromverbrauch durch Schließen von Ventilen und Senken der Leistung zu senken. Später, in den späten 1980er Jahren, führte unser Land die Steuerungstechnologie „Frequenzumrichter“ ein. Zu dieser Zeit gelang der Energiespartechnologie der Wasserpumpe ein Durchbruch. Ende der 1990er Jahre verbreitete sich die Steuerungstechnik „Wasserpumpen-Energiesparer“ im ganzen Land wie Bambussprossen nach dem Regen. Auch gefälschte Produkte überschwemmten den Markt, etwa Geräte, die Stromzähler stören, Geräte, die mit Unterdruck arbeiten usw.
Nach dem neuen Jahrhundert ist das wirklich „intelligente Wasserpumpen-Steuerungssystem“ keine Weiterentwicklung der „Frequenzumrichter“-Steuerungstechnologie mehr. Während der Frequenzumrichter effektiv genutzt wird, umfasst die energiesparende Steuerungstechnologie der Wasserpumpe auch SPS, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Filterung usw., die alle enthalten sind, wodurch die Energieeinsparung der Wasserpumpe wissenschaftlicher und intelligenter wird.
Das Energiesparprinzip des Energiespargeräts mit variabler Frequenzgeschwindigkeitsregelung
Energieeinsparung mit variabler Frequenz
Gemäß der Strömungsmechanik ist P (Leistung)=Q (Durchfluss) × H (Druck), die Durchflussrate Q ist direkt proportional zur ersten Potenz der Geschwindigkeit N, der Druck H ist direkt proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit N und die Leistung P ist direkt proportional zur dritten Potenz der Geschwindigkeit N. Wenn der Wirkungsgrad der Pumpe konstant ist und die Durchflussrate nach unten angepasst werden muss, kann die Geschwindigkeit N proportional abnehmen, und zu diesem Zeitpunkt folgt die Ausgangsleistung P der Welle einem kubischen Rückgang. Das heißt, die Leistungsaufnahme des Pumpenmotors steht etwa in einem kubischen Verhältnis zur Drehzahl. Beispiel: Bei einem Pumpenmotor mit einer Leistung von 55 kW beträgt der Stromverbrauch 28,16 kW, wenn die Drehzahl auf 4/5 der ursprünglichen Drehzahl sinkt, was einer Einsparung von 48,8 % entspricht. Wenn die Drehzahl auf die Hälfte der ursprünglichen Drehzahl sinkt, beträgt der Stromverbrauch 6,875 kW, was einer Einsparung von 87,5 % entspricht.
Energieeinsparung durch Leistungsfaktorkompensation
Blindleistung erhöht nicht nur die Leitungsverluste und die Geräteerwärmung, sondern, was noch wichtiger ist, die Reduzierung des Leistungsfaktors führt zu einer Verringerung der Wirkleistung des Stromnetzes. In der Leitung wird eine große Menge an elektrischer Blindenergie verbraucht, die Effizienz der Gerätenutzung ist gering und die Verschwendung ist schwerwiegend. Gemäß der Formel P=S × COSФ, Q=S × SINФ, wobei S - Scheinleistung, P - Wirkleistung, Q - Blindleistung, COSФ - Leistungsfaktor ist, erkennt man, dass die Wirkleistung P umso größer ist, je größer COSФ ist. Der Leistungsfaktor eines herkömmlichen Pumpenmotors liegt zwischen 0,6 und 0,7. Nach der Verwendung des Geschwindigkeitsregelgeräts mit variabler Frequenz beträgt der COSФ ≈ 1 aufgrund des internen Filterkondensators des Frequenzumrichters, wodurch der Blindleistungsverlust reduziert und die Wirkleistung des Stromnetzes erhöht wird.
Energieeinsparung durch Sanftanlauf
Da der Motor direkt oder Y/D-gestartet wird, beträgt der Anlaufstrom das (4-7)-fache des Nennstroms. Dies führt zu schwerwiegenden Auswirkungen auf die mechanische Ausrüstung und das Stromversorgungsnetz und erfordert außerdem eine übermäßig hohe Stromversorgungskapazität. Der große Strom und die beim Anfahren entstehenden Vibrationen führen zu großen Schäden an den Leitblechen und Ventilen, was sich äußerst ungünstig auf die Lebensdauer der Geräte und Rohrleitungen auswirkt. Nach Verwendung des Energiespargeräts mit variabler Frequenz beginnt der Anlaufstrom jedoch durch Verwendung der Sanftanlauffunktion des Frequenzumrichters bei Null und überschreitet nicht den Nennstrom bei seinem Maximalwert, wodurch die Auswirkungen auf das Stromnetz und die Anforderungen an die Stromversorgungskapazität verringert und die Lebensdauer der Geräte und Ventile verlängert werden. Es spart auch Kosten für die Gerätewartung.
