Szivattyúk fordulatsz k fordulatszám szab szabályoz lyozása 2009. április 20. GRUNDFOS Hungária Kft. Erdei István
Bemutatkozás Elıad adó: Erdei István szerviz és mőszaki igazgató Tel: 23/ 511 160 Mobil: 20/ 9649 790 e mail: ierdei@grundfos.com
Szivattyús rendszerek üzemeltetése A fogyasztói hálózat terhelése idıben változó. A méretezés alapja a csúcsigény, ahol a hatásfok közel maximális. Csúcsigény a teljes üzemidı 10% a alatt jelentkezik. Részterhel szterheléső állapotban csak szabályoz lehet biztosítani tani a stabil, gazdaságos! lyozással gos üzemet
Affinitási törvények Q 2 = n 2 H 2 = n 2 2 P 2 = n 2 Q 1 n 1 H 1 n 1 P 1 n 1 3 Az affinitási törvények mutatják az összefüggéseket az alábbi jellemzık között: Fordulatszám Térfogatáram Szállítómagasság Tengelyteljesítmény A fordulatszám 50% os csökkenése a térfogat száll rfogatáramot llítómagass teljesítm ramot 50% magasságot tményig nyigényt 50% ra got 25% ra, a 25% ra nyt 12.5 % ra és a 12.5 % ra ra csökkenti. H [%] 100 25 P [%] 100 12.5 RPM 100% 50% Fix csıhálózati jelleggörbe 50 100 50 100 Q [%] Q [%]
Fordulatszám szabályozás alkalmazása Gazdaságos az alkalmazás Maximális térfogatáram változás Gazdaságtalan az alkalmazás Térfogatáram változás idıtartama
Szivattyú aggregát teljesítmények P input Motor = P 1 Motor: P out (P 2 )= P in (P 1 ) x η motor P output Motor = P 2 P input Szivattyú = P 3 Tengelykapcsoló kivitelétıl Szivattyú: P out (P 4 )= P in (P 3 ) x η szivattyú függıen általában P 2 =P 3. P output Szivattyú = P 4
Lágyindító kontra frekvenciaváltó M [Nm] U n M [Nm] 25 Hz 37,5 Hz 50 Hz U x M sziv. =f(n) U x-1 M sziv. (n=0) (n=n 0 ) n 50% 75% 100% n [%] Elektronikus lágyindító Frekvenciaváltó Feladata: Indítási áram korlátozása Vízütések megelızése Feladata: Ua. mint lágyindító + Szivattyú teljesítményének folyamatos szabályozása
3 x 400 V 50 Hz v Frekvenciaváltó mőködési elve Egyenirányító AC ból DC Kondenzátor Energia tároló Inverter DC bıl AC M 3 x 200 V 25 Hz v v t t t
; M [Nm] Frekvenciaváltó aszinkron motor Φ k U f 25 Hz 37,5 Hz 50 Hz M sziv. =f(n) Φ 1 f M, U I, P Φ~konst. M I U 50% 75% 100% n [%] P 0 50 M Φ~1/f k f f [Hz]
Frekvenciaváltó kiválasztása Terhelınyomaték jellege M [%] Négyzetes terhelınyomaték M [%] 160 Állandó terhelınyomaték M motor megnöv. 100 M motor M sziv ~. kn 2 M motor névl. 100 100 100 n [%] n [%] Áramfelvétel Alapvetıen a motor árama alapján kell kiválasztani a frekvenciaváltót. Ellenırizni kell, hogy a motor teljes terheléshez tartozó áramfelvétele ne legyen nagyobb a frekvenciaváltó tartós kimeneti áramánál.
Frekvenciaváltó kiválasztása Tápkábel hossza, feszültségcsúcsok Motorokra 850 V nál nagyobb feszültségcsúcsok nem juthatnak! Feszültségcsúcsok kimeneti LC szőrıvel csökkenthetık. Szigetelt motorcsapágy 110 kw teljesítmény felett (6 pólusnál 75 kw) az egyik csapágynak elektromosan szigetelt kivitelőnek kell lenni. A csapágyon átfolyó kúszóáramok beégést okozhatnak.
Minimális fordulatszám Motor Motor kielégítı hőtése érdekében 15 Hz alatt nem üzemeltethetı a berendezés. Szivattyú P teng 2 = P = M ω T közeg C P 1 = 3 U I cosϕ P h = Q H = 0 Az örvényszivattyú által megszabott alsó határérték, az a fordulatszám ahol megszőnik a szivattyú szállítása, azaz ahol a térfogatáram nullára csökken. Ebben az esetben a szivattyúnak nincs a kimeneten hasznos teljesítménye (P h = Q x H), így a tengelyén felvett teljesítmény a szivattyúban lévı folyadékot melegíti.
Minimális fordulatszám általános esetben H [%] H [%] n fordulatszám Csıhálózati jelleggörbe 100% n fordulatszám Csıhálózati jelleggörbe 100% áll. p szabályozás 90% 90% 80% H alapjel 80% H 0 50% 50% 25% M min 25% 100 Q [%] 100 Q [%] Zárt rendszerben Nyitott rendszerben
Minimális fordulatszám szennyvíz szivattyúk H [%] H [%] n fordulatszám 100% H 0 90% 80% n min min ~70% Csıhálózati jelleggörbe H 0 FV 1 1+2 Csıhálózati jelleggörbe 1+2+FV 50% min = 25% 100 Q [%] Q~15% Q= 50% Q [%] Párh. Egyes üzemben üzemben Q min A min. frekvenciát úgy állítsuk be, hogy a szivattyú térfogatárama ne csökkenjen a Q névleges 25% a alá. A min. térfogatáramot párhuzamos üzemben is biztosítani kell!
Minimális fordulatszám búvárszivattyúk Radiális csapágy Állórész Talpcsapágyban a minimális fordulatszám alatt nem jön létre a kenıfilm réteg. Tengelytömítés Nyomáskiegyenlítı szelep Tengely/forgórész Talpcsapágy Membrán
Búvárszivattyúk frekvenciaváltós üzem Min. frekvencia 30 Hz Min. frekvenciához tartoz hoz tartozó fel fel és lefut s lefutási id si idı max max.. 3 mp. Max. frekvencia 50 Hz (nem túlp t lpörgethet rgethetı) Min. t Min. térfogat t rfogatáram a n ram a névleges vleges ért rték 10% k 10% a. a. Áraml ramlás megsz s megszőnésénél szivatty l szivattyút le kell t le kell áll llítani! 850 V nál nagyobb feszülts ltségcs motort. Adott kábelhossz mellett ellen mért rtékét. t. Szüks kség szerint kimeneti LC alkalmazni. gcsúcsok ellen v csok ellen védeni kell a belhossz mellett ellenırizni kell ennek LC sz szőrıt kell
ELOSZTÓHÁLÓZATOK ZATOK Változó térfogatáramú elosztóhálózat Állandó térfogatáramú elosztóhálózat
Fordulatszám szabályozás elemei keringetıszivattyúknál kívánt p = alapjel Szabályozatlan sziv. jelleggörbe Szabályozó Rendelkezı jel 0 10V Távadó 4 20 ma/0 10V részterhelés teljes terhelés Frekvencia váltó Hálózati tápfesz. p távadó 90% fojtás Nyitott szelep Szelep képviseli a teljes rendszert 50 Hz 10 50 Hz
Egyszerő nyom nyomásfokoz sfokozás szab szabályoz lyozási k si köre Alapjel = Kívánt érték = Kívánt nyomás Ívóvíz forrás Aktuális érték Rendszer Távadó Alapjel Szabályoz lyozó Kp ; Ti + Komp. Xr Jelformáló Szivattyú+ motor + frek.vált. Beavatkozó Terhelésvált. Zavaró jell. Rendszer Szabályozott jellemzı Pl. nyomás Ellenırz rzı jel jel A szabályozott jellemzı mért mértéke Távad vadó
H [%] 100 25 Miért osszuk meg a terhelést több gépre? n=100% n=50% 2. 3. 50% 60% 70% 1. η=75% 70% 60% 50% Állandó nyomáskülönbség vagy kimenı nyomás szabályozásnál a munkapont a fogyasztás csökkenésével egyre jobban balra tolódik, ami jelentıs hatásfok csökkenést okoz. 50 100 Q [%] 1. Fordulatszám szabályozás állandó térfogatáramú rendszerben. 2. 3. Állandó p szabályozás változó térfogatáramú rendszerben. Térfogatárammal arányos p szabályozás változó térfogatáramú rendszerben.
HSP HSP H H Nyomásfokozók csoportosítása szabályozási mód szerint Kaszkád (ki/be) kapcsolás Külsı frekvenciaváltóval Elektronikus szivattyúkkal Q Q1 Q2 MGE MGE Qs Azonos szivattyúk QT = Q1 + Q2 Q1 Q2 H Max ON/OFF L QT Q1 Q2 HSP QT = Q1 + Q2 Q 2 teljes-mérető H Felezett szivattyús rendszer Max H1 = H2 = Hp QS = Q1 + Q2 Q1 = Q2 QT Q QH Q1 Q2 1 felezett-mérető 2 teljes-mérető QT = QH + Q1 + Q2 QT Q Hp P1 P2 Q1 Q2 Q3 Q Minden szivattyú motorba épített frekvenciaváltóval.
F típusú elrendezés, 1 db külsı frekvenciaváltóval
E típusú elrendezés, szivattyúkba épített frekvenciaváltókkal
Kösz szönj njük megtisztel k megtisztelı figyelm figyelmüket!