Zintegrowany system pompy wspomagającej: projekt, dobór, sterowanie VFD i konfiguracje

W piątym roku eksploatacji w 14-piętrowym budynku mieszkalnym zarejestrowano dwie awarie uszczelnień pomp i uruchamianie pomp przez całą noc co czterdzieści sekund. Większe pompy tylko pogorszyły polowanie. Rozwiązaniem był zintegrowany system pompy wspomagającej: fabrycznie zmontowany pakiet pomp wielostopniowych, czujników ciśnienia, zbiornika membranowego, napędów VFD i sterownika sekwencyjnego, testowany jako jedna maszyna hydrauliczna.

To rozróżnienie zmienia wynik. Pojedynczy zaprojektowany zestaw jest dopasowywany do znanego profilu zapotrzebowania, stabilizowany przez zbiornik do utrzymywania ciśnienia i kontrolowany tak, aby pompy utrzymywały swój zakres wydajności. Większość budynków powyżej czterech pięter wymaga ulepszenia; Prawdziwe pytanie brzmi, który wybór projektu zapewnia stabilne ciśnienie bez marnowania energii.

Co obejmuje zintegrowany system pompy wspomagającej

Kompletny zintegrowany system pompy wspomagającej składa się z czterech grup funkcjonalnych: etap pompowania, etap utrzymywania ciśnienia, etap wykrywania i sterowania oraz etap izolacji hydraulicznej.

W typowej instalacji średniej wysokości stopień pompowania składa się z dwóch do czterech pionowych wielostopniowych pomp odśrodkowych w układzie praca/gotowość lub praca/wspomaganie. Etap konserwacji to mały zbiornik membranowy, który pochłania skoki rozruchowe i pozwala systemowi spać. Stopień sterowania łączy przetwornik ciśnienia tłoczenia z falownikiem VFD i programowalnym sterownikiem. Stopień hydrauliczny łączy wszystko razem za pomocą zaworów zwrotnych, zaworów odcinających, elastycznych złączy i wspólnego kolektora.

Dobór zintegrowanego systemu pompy wspomagającej do rzeczywistego zapotrzebowania

Dobieraj rozmiar systemu do przepływu w godzinach szczytowych i do wysokości podnoszenia wymaganej na najwyższym urządzeniu, nigdy do średnicy rury lub tabliczki znamionowej starej pompy.

1. Konwertuj liczbę urządzeń na przepływ szczytowy. W przypadku budynku mieszkalnego składającego się z 60 mieszkań, po zróżnicowaniu, w porannym oknie wartość szczytowa wynosi zwykle od 8 do 12 m3/h.
2. Dodaj siłę nośną statyczną, utratę tarcia w najdłuższym okresie i ciśnienie resztkowe 0,15-0,20 MPa na górnym wylocie, aby uzyskać całkowitą wysokość podnoszenia.
3. Umieść szczytową wydajność pompy w dominującym zakresie przepływu, a nie przy bezwzględnym maksymalnym zapotrzebowaniu.
4. Dobierz rozmiar zbiornika membranowego na jedną do dwóch minut absorpcji przy niskim przepływie, aby system uśpił zamiast pracować na rowerze.

Nietypowe profile zapotrzebowania, takie jak hotele, szpitale czy budynki z obciążeniami procesowymi, zasługują na drugą kontrolę. Producenta zespół wsparcia inżynieryjnego może zweryfikować wybór w oparciu o rzeczywistą liczbę urządzeń przed złożeniem zamówienia.

Dlaczego sterowanie VFD decyduje o wydajności systemu

Przetwornica częstotliwości i jej algorytm sterowania określają większość wyników dotyczących stabilności energii i ciśnienia zintegrowanego układu pompy wspomagającej.

Pompa o stałej prędkości reaguje na otwarcie kranu, przesuwając się w dół po swojej krzywej, więc ciśnienie spada wraz ze wzrostem przepływu. Pompa napędzana przetwornicą częstotliwości utrzymuje nastawę tłoczenia, zwiększając prędkość w godzinach szczytu porannego i zmniejszając ją w nocy, kiedy przepływ może spaść poniżej 10 procent wartości szczytowej. Wykres pokazuje względną roczną energię pompy dla czterech trybów sterowania przy tym samym profilu częściowego obciążenia.

Sekwencjonowanie wielu pomp w falownikach VFD zmniejsza roczne zużycie energii pompy o 30–45 procent w porównaniu z pracą przy dławionej stałej prędkości i eliminuje prąd rozruchowy, który powoduje zużycie styczników. Fabrycznie przetestowane jednostki, takie jak sterowany przez VFD system podnoszenia ciśnienia stałego ciśnienia, są dostarczane z zaprogramowaną logiką sekwencjonowania i nastawami, które można regulować w miejscu instalacji, więc uruchomienie zajmuje godziny, a nie dni.

Sterowany przez VFD system wspomagający stałe ciśnienie z sekwencjonowaniem testowanym fabrycznie Ten pakiet wzmacniacza o zmiennej częstotliwości jest wyposażony w zaprogramowaną logikę sekwencjonowania i nastawy, które można regulować na miejscu, dzięki czemu instalację i uruchomienie można zakończyć w ciągu kilku godzin. Pasuje do projektów wymagających energooszczędnego podnoszenia ciśnienia wody przy minimalnym dostrajaniu na miejscu. Zobacz produkt →

Typ skrzyniowy, typ zbiornika lub płoza: wybór konfiguracji

Wybierz konfigurację według warunków ssania i powierzchni: systemy zbiornikowe buforują niestabilne zasilanie komunalne, systemy typu skrzynkowego chronią magistralę publiczną przed podciśnieniem, a systemy płozowe pasują do istniejących pomieszczeń mechanicznych.

Zbiornikowe systemy podciśnieniowe mieszczą zbiornik buforowy i wykorzystują ciśnienie miejskie jako wspomaganie ssania, dostosowując się do wahań sieci wlotowej. Systemy skrzynkowe czerpią bezpośrednio z sieci za pomocą zaworu zapobiegającego podciśnieniu, co jest wymogiem rygorystycznych przepisów dotyczących użyteczności publicznej. Pakiety poślizgowe bez kombinezonu zbiornika można modernizować tam, gdzie wymagana jest powierzchnia podłogi.

Cyfrowy, skrzynkowy, podciśnieniowy system zaopatrzenia w wodę o pełnej częstotliwości Wzmacniacz zbiornikowy z pełnym napędem o zmiennej prędkości i kompensacją różnicową, wyposażony w inteligentne monitorowanie, zbiornik ze stali nierdzewnej i dezynfekcję UV. Obsługuje jednorazowe tryby tworzenia kopii zapasowych i zdalne alarmy o usterkach, zapewniając niezawodne uzupełnianie wody miejskiej. Zobacz produkt →

Gdy projekt wymaga codziennego zasilania i rezerwy przeciwpożarowej, przepompownia przeznaczona do użytku domowego i przeciwpożarowego dzieli jedną objętość magazynu z oddzielnym poborem i dedykowanymi zestawami pomp, co ogranicza prace budowlane o około 25–30 procent. Prefabrykowane zintegrowane przepompownie tego typu są wymienione w atlasie normy 18CS01 i specyfikacji technicznej CECS623-2019.

Zintegrowana Przepompownia Mieszkaniowa i Przeciwpożarowa ze wspólnym magazynem Ta prefabrykowana stacja łączy w jednej modułowej obudowie codzienne zaopatrzenie w wodę i rezerwę przeciwpożarową, z dedykowanymi zestawami pomp i wydzielonymi poborami, co pozwala ograniczyć prace budowlane o około 25-30 procent. Nadaje się do wspólnot mieszkaniowych, zakładów przemysłowych i podobnych obiektów. Zobacz produkt →

Tryby usterek, które skracają żywotność systemu wspomagającego

Większość awarii na miejscu to błędy w sterowaniu i wyborze: większość z nich to niewłaściwy dobór rozmiaru zbiornika, dryft przetwornika i nieaktywna zmiana pomp.

• Awaria pęcherza membranowo-zbiornikowego spowodowana nadmiernym ciśnieniem, co wymusza szybką zmianę pracy.
• Dryft przetwornika wynoszący 0,02-0,03 MPa wystarczający do przesunięcia punktu pracy poza efektywny zakres.
• Blokada pompy roboczej, gdy naprzemienność jest wyłączona; pompa rezerwowa koroduje na miejscu.
• Zatkanie filtra wlotowego, co sterownik odczytuje jako niskie ciśnienie i odpowiada przy pełnej prędkości VFD.
• Wnikanie powietrza przy niskim przepływie przez zużyte uszczelnienie mechaniczne, destabilizujące pętlę ciśnieniową.

Wzory te pojawiają się wielokrotnie w notatkach terenowych na typowe wzorce usterek zintegrowanych systemów pomp skrzynkowych i prawie wszystkich można uniknąć.

Często zadawane pytania dotyczące zintegrowanego systemu pompy wspomagającej

Niezależnie od tego, czy projekt dotyczy nieudanej modernizacji zapewniającej stałą prędkość, czy nowej wieży o niewielkiej powierzchni, zintegrowane podejście opłaca się podwójnie: raz w pomieszczeniu ze sprzętem, gdzie fabrycznie zmontowany system jest uruchamiany w ciągu kilku dni, i ponownie w rachunku użyteczności, gdzie kontrola prędkości i sekwencjonowanie wydają się mniejszym elementem zamówienia.