Автоматизация работы насосов с использованием частотных преобразователей

На современном этапе развития насосной техники существенно улучшить технические характеристики циркуляционных насосов за счет оптимизации их конструкции нельзя. Сделать работу насосной техники более экономичной, надежной, комфортной и т. д. можно путем применения новых, более совершенных электронных систем контроля и управления.

Чаще всего к насосам подключаются различные системы безопасности, которые (в автоматическом или полуавтоматическом режиме) контролируют работоспособность приборов, препятствуют возникновению аварийных ситуаций, защищают насосную технику от повреждений и т. д. К таким система относятся:

• устройства аварийной сигнализации – сигнализируют о несанкционированной остановке насоса или работе прибора в аварийном режиме;
• устройства защиты насосов от сухого хода;
• устройства защиты обмотки двигателей – отключают насос при повышении температуры выше определенного значения.

Так же к циркуляционным насосам могут подключаться устройства, автоматически включающие или выключающие насос в той или иной ситуации, различные датчики и т. д.:

• реле, включающие и выключающие насос в определенное время суток;
• устройства, автоматически включающие насос после перебоев в работе сети электроснабжения;
• устройства, управляющие несколькими насосами, включающие один или два насоса в зависимости от изменения нагрузки на систему или переключающие насосы через определенные промежутки времени;
• датчики давления и температуры воды;
• дифференциальные манометры – устройства измеряющие перепад давления на различных участках системы отопления и водоснабжения;
• интерфейсы, позволяющие подключать к насосам внешние средствам управления и контроля;
• другие электронные приборы.

При выборе автоматики необходимо учитывать мощность, тип и количество фаз двигателя насоса, количество ступеней, на которых может работать устройство. Так как в системах отопления работа насоса жестко связана с работой котла, нередко управление устройством осуществляет автоматика теплогенератора.

Иногда различные системы управления и контроля насосной техники объединяются в достаточно мощные многоканальные программируемые электронные блоки, управляющие не только насосами, но и соответствующей запорной арматурой. Примером такого устройства может служить отечественный контроллер «Спекон» СКЗ-21, разработанный для автоматизации работы инженерного оборудования зданий.

Сегодня циркуляционные насосы все чаще подключаются через частотные преобразователи (ЧП) – устройства, изменяющие частоту вращения двигателя в зависимости от изменения напора или расхода воды. Использование этих устройств позволяет сократить количество потребления электроэнергии, стабилизировать давление в системе, повысить комфортность отопления и водоснабжения.

Оценить средний КПД системы «насос–частотный преобразователь» достаточно сложно – он зависит от множества параметров и режима эксплуатации системы. В то же время, несмотря на достаточно высокую цену (стоимость мощных коммунальных и промышленных частотных преобразователей западных производителей может составлять несколько тысяч долларов), они окупаются быстро. Так, несколько лет назад на 11 коммунальных объектах Санкт-Петербурга (котельные и ЦТП) были проведены следующие практические исследования. На насосы подпитки, ГВС и водоснабжения были установлены частотные преобразователеи (1–2 на объект) мощностью от 30 до 250 кВт. При использовании тарифа на электроэнергию для промышленных предприятий (35 копеек за кВт в час) окупаемость частотных преобразователей составила от 0,8 до 2,1 лет, притом что продолжительность отопительного сезона составляла 7 месяцев.

Большинство моделей частотных преобразователей оснащаются устройствами плавного пуска (УПП). Их использование позволяет избегать резких перепадов давления (гидравлических ударов), сопровождающих одномоментное включение насоса или насосной установки, что в свою очередь увеличивает срок службы как самого насоса, так и системы отопления. Кроме того, устройства плавного пуска защищают двигатель насоса от действия так называемых пусковых токов.

С помощью частотных преобразователей можно не только управлять работой насосов, но и отслеживать в реальном времени их основные параметры. Наиболее совершенные модели могут в реальном времени снимать и передавать на приемные устройства до 20 рабочих параметров насосной станции. Обработка этой информации позволяет проводить глубокое диагностирование оборудования и предупреждать возникновение аварийных ситуаций.

В настоящее время на российском рынке представлено большое количество частотных преобразователей мощностью от нескольких сотен ватт до нескольких сотен киловатт. Стоит отметить, что частотные преобразователи выпускаются как крупными производителями насосов, так и независимыми производителями электротехники, причем и зарубежными, и отечественными. Частотные преобразователи западных производителей, как правило, отличаются наличием большого количества различных технических, сервисных и информационных функций; отечественные приборы дешевле. При этом стоит учитывать тот факт, что импортное оборудование более чувствительно к перепадам напряжения и частоты в отечественных электрических сетях.

Обычно частотные преобразователи поставляются отдельно от насоса (при приобретении частотного преобразователя необходимо учитывать то обстоятельство, что далеко не у всех моделей циркуляционных насосов предусмотрена возможность подключения таких приборов). В то же время у всех крупных производителей насосной техники существуют серии циркуляционных насосов со встроенным частотным преобразователем. Как правило, это насосы небольшой мощности, а устанавливаемые на них ЧП обладают ограниченными функциональными возможностями

Источник: http://www.archive-online.ru/

Другие статьи по этой теме:

Варианты использования частотно-регулируемого электропривода с асинхронным электродвигателем

Применение частотных преобразователей в коммунальном хозяйстве

Оценка экономической эффективности от внедрения преобразователей частоты в системах водоснабжения зданий