Контрольні запитання
1. Загальна характеристика систем.
2. По яким показникам оцінюють енергетичну ефективність систем?
3. Які втрати енергії мають місце в холодильних системах?
4. Зменшення теплопритоків в холодильну камеру.
5. Регулювання коефіцієнту навантаження компресорів.
6. Зниження температури конденсації.
7. Типові можливості по економії енергії в системах.
8. Наведіть приклад оцінки економічного ефекту від впровадження енергоощадних заходів.
9. Теплові насоси та їх ефективність.
Лекція 7
2.2.5. Електричні насоси.
Аналіз карти енергоспоживання насосними станціями. Розрахунки електричної потужності. Модернізація гідравлічних систем з метою організації ефективної роботи.
Література: [3]: с.133-135, [2]: с.291-292.
2.2.6. Системи вентиляції.
Побудова карти споживання енергії у випадку вентиляційних систем. Розрахунки можливого зменшення витрати енергії. Керування режимами роботи системи. Автоматичне регулювання системою. Удосконалення аеродинамічного стану системи.
Література: [3]: с. 130-133, [2]: с.239-247.
2.2.5. Електричні насоси.
Насоси - це пристрою, які є в складі більшості нагрівальних або охолоджувальних систем, а також систем водопостачання, передачі різних рідин і суспензій. Якщо керування насосами неправильно організовано, то вони можуть серйозно збільшувати споживання енергії. Якщо насоси працюють довго вхолосту, то вони також істотно впливають на загальне споживання енергії.
Пророблення карти енергоспоживання для випадку насосів
Споживання електроенергії насосами W досить просто оцінити, ґрунтуючись на знанні кількості робочих годин Тр їхніх двигунів. При цьому зручно користуватися наступною модельною формулою:
кВт·год,
де Q - продуктивність, або дійсна подача насоса, м3/ч, Н - повний напір з урахуванням висоти усмоктування, м; γ -щільність рідини, кг/див3, η1, η2, η3 - ККД передачі, насоса, двигуна.
Для випадку водопостачання це вираження спроститься:
Однак потрібно також оцінити теплові втрати.
Вивчення існуючого навантаження
Вивчите реальну потребу в перекачуванні насосами. Вивчите, чи змінилося навантаження після того, як була спроектована й установлена система насосів. Вивчите основне навантаження (теплову, охолоджувальну або транспортну). Досліджуйте часовий графік цього навантаження протягом дня, тижня, року. Дуже часто системи експлуатуються із зовсім надмірною продуктивністю протягом тривалого часу, або навпаки, вони довго працюють недовантаженими.
Узгодження продуктивності насосної системи з навантаженням
Ґрунтуючись на реальному навантаженні насоса, потрібно відповідним образом підбудувати його продуктивність. Найчастіше керування продуктивністю ґрунтується на принципі тимчасової залежності. Це досягається шляхом ручного керування або автоматично, за допомогою годинного механізму. У випадку ручного керування важливо, щоб органи керування перебували в межах досяжності операторів. Наш досвід показує, що керування продуктивністю повинне бути автоматизоване, і установки цієї автоматики повинні перевірятися досить часто.
Керування швидкістю потоку для підтримки певного рівня тиску може привести до дуже значної економії. (Дивися розділ, присвячений електромоторам).
Організаційні заходи
Заміняйте малопродуктивні насоси більше високопродуктивними з високим ККД. Для систем водопостачання економія електроенергії складе
де η3 - ККД мотори, a η2(new) і η2(old) - ККД нового й старого насосів.
Максимально завантажуйте насоси. Найменша питома витрата електроенергії спостерігається при максимальній подачі насоса.
Заміните насос, якщо характеристика трубопроводу не відповідає його паспортним даним.
Підвищуйте ККД насосів до їхніх паспортних значень установкою нових ущільнень і ретельним балансуванням робочих коліс.
ККД передачі набагато вище, якщо робоче колесо перебуває безпосередньо на валу мотора.
Якщо потужність електродвигуна вище потужності, споживаної насосом, в 1,2 - 1,25 рази, то він працює в режимі з максимальним ККД.
Поліпшення конструкції системи
• Розглянете втрати тиску в системі. Втрати через тертя рідини в трубах можна зменшити на 75% при збільшенні діаметра труби на 50%.
• У випадку, якщо продуктивність контролюється за допомогою дросельної заслінки, розглянете інші способи керування продуктивністю (кілька невеликих насосів, що працюють у паралель, керування швидкістю потоку - безперервне, або східчасте)
• У випадку, якщо продуктивність насосної системи постійно завищена, потрібно спробувати змінити передаточне число ремінний, або іншої передачі. При цьому не забувайте про наступні модельні закони:
Подвоєння діаметра збільшить продуктивність в 8 разів;
Подвоєння діаметра учетверит тиск;
Подвоєння діаметра збільшить споживану потужність в 32 рази;
Подвоєння швидкості подвоїть продуктивність;
Подвоєння швидкості учетверит тиск;
Подвоєння швидкості збільшить споживану потужність в 8 разів.
• Уникайте кавітації! (Розміщайте насос якнайнижче або рідина якнайвище; у простих замкнутих системах, наприклад, у випадку бойлера, розміщайте діафрагменний розширювальний бак як перший елемент системи, а потім насос у прямої лінії теплороспродільчої системи; робіть забірні патрубки як можна більше короткими з мінімальною кількістю з'єднань у них щоб уникнути стрибків тиску; по можливості збільшуйте діаметр забірних патрубків; знижуйте температуру рідини; якщо необхідно, потрібно зменшити потік шляхом прикривання кранів на стороні високого тиску: це знизить ризик кавітації; вибирайте насос із як можна більше низьким значенням NPSH (net positive suction head))
• У системах водопостачання з насосними агрегатами, розрахованими на максимальне споживання води при максимальному напорі, доцільна установка накопичувача води на висоті необхідного напору із пристроєм автоматичного відключення насосного агрегату при заповненні накопичувача водою. Це врахує той факт, що потреба в максимальній потужності на практиці буває короткочасна.
Загальні зауваження
Для того, щоб забезпечити ефективну з погляду енергетики роботу насосів на підприємстві необхідно забезпечити їх постійне й систематичне обслуговування. Система насосів повинна бути включена в загальну систему енергетичного менеджменту підприємства, і ключові дані по них повинні збиратися й оброблятися.