RU2600202C2 - Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования - Google Patents

Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования Download PDF

Info

Publication number
RU2600202C2
RU2600202C2 RU2014141665/06A RU2014141665A RU2600202C2 RU 2600202 C2 RU2600202 C2 RU 2600202C2 RU 2014141665/06 A RU2014141665/06 A RU 2014141665/06A RU 2014141665 A RU2014141665 A RU 2014141665A RU 2600202 C2 RU2600202 C2 RU 2600202C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
energy efficiency
fact
parameters
energy consumption
Prior art date
Application number
RU2014141665/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014141665A (ru
Inventor
Александр Николаевич Беляев
Александр Владимирович Валиков
Владимир Николаевич Червяков
Original Assignee
Александр Николаевич Беляев
Александр Владимирович Валиков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Николаевич Беляев, Александр Владимирович Валиков filed Critical Александр Николаевич Беляев
Priority to RU2014141665/06A priority Critical patent/RU2600202C2/ru
Publication of RU2014141665A publication Critical patent/RU2014141665A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2600202C2 publication Critical patent/RU2600202C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088—Testing machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам автоматизированного управления и контроля процессов перекачки жидкости и может быть использовано для динамической оценки энергоэффективности работы насосного оборудования на объектах водоснабжения, водоподготовки, опреснения и водоочистки. Система включает модуль анализа диагностируемых параметров и модуль оптимизации энергопотребления, который включает блок формирования гидравлических характеристик сетей, блок анализа удельного энергопотребления, блок ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов, блок анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов и дополнительно введенный блок расчета показателей энергоэффективности, который осуществляет расчет установленных показателей энергоэффективности, их проверку и вывод на внешний терминал текущих и расчетных данных и сигналов текущего состояния оборудования «Норма», «Внимание» или «Критично». Изобретение позволяет в режиме реального времени оценивать энергоэффективность насосного оборудования по установленным показателям энергоэффективности и в динамике контролировать уход параметров энергоэффективности используемого оборудования за критические значения, выявлять тем самым энергетически неэффективное оборудование. 1 ил.

Description

Изобретение относится к системам автоматизированного управления и контроля процессов перекачки жидкости и может быть использовано для динамической оценки энергоэффективности работы насосного оборудования на объектах водоснабжения, водоподготовки, опреснения и водоочистки.
Известно устройство для учета, регулирования и диспетчирования тепловой энергии и воды (патент на полезную модель №143646, кл. МПК G01K 17/00, G01F 1/00, опубл. 27.07.2014), выполненное в виде прибора, имеющего выводы для связи с температурными датчиками, расходомерами жидкости, диспетчерскими системами и дисплеем и содержащего микропроцессорный системный блок, включающий блок памяти, блок питания и блок интерфейса связи. Микропроцессорный системный блок устройства выполнен с обеспечением возможности общедомового учета и регулирования энергоресурсов и содержит связанные с блоком интерфейса связи блок теплосчетчика и блок регулятора, к входам которых подключен вычислительный блок, при этом прибор содержит соединенные с микропроцессорным системным блоком измерительный модуль, имеющий выводы для подключения температурных датчиков, расходомеров жидкости и датчиков избыточного давления, и релейный модуль, имеющий выводы для подключения насосов и седельно-регулирующих клапанов.
Недостатком данного устройства является узкая область применения, т.к. он рассчитан только на решение задач учета объемов перекачиваемых жидкостей. При этом с его помощью нельзя решать задачи оптимизации потребления электроэнергии насосным оборудованием, поскольку в нем не учитываются фактические энергетические характеристики эксплуатируемых насосов.
Наиболее близким аналогом к предложенному техническому решению является система управления энергопотреблением насосных станций предприятия коммунального хозяйства (патент на полезную модель №62668, кл. МПК F04B 51/00, опубл. 27.04.2007), позволяющая определять и анализировать фактические энергетические характеристики эксплуатируемых насосов. Известная система включает в себя модуль анализа диагностируемых параметров, включающий блок сравнения подач, блок коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, блок коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса, блок анализа диагностируемых параметров, блок ввода эталонного диагностируемого параметра, модуль оптимизации энергопотребления, включающий блок анализа удельного энергопотребления, блок ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов, блок анализа удельного энергопотребления насосов-конкурентов.
Недостатком указанной системы является отсутствие режима динамической оценки энергоэффективности эксплуатируемого оборудования, что не дает возможности оперативно корректировать режимы работы оборудования с целью повышения его энергоэффективности.
Существенные признаки заявляемого изобретения следующие. Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования включает модуль анализа диагностируемых параметров и модуль оптимизации энергопотребления, который включает блок формирования гидравлических характеристик сетей, блок анализа удельного энергопотребления, блок ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов, блок анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов, блок расчета показателей энергоэффективности.
В отличие от ближайшего аналога в состав системы в модуль оптимизации энергопотребления дополнительно введен блок расчета показателей энергоэффективности.
Технический результат, проявляющийся от использования предлагаемого изобретения, - возможность динамической оценки и автоматического контроля показателей энергоэффективности насосного оборудования.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема автоматизированной системы динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования.
Заявляемая система включает модуль анализа диагностируемых параметров 1, подключенный по выходу к блоку формирования гидравлических характеристик сетей 3 и к блоку анализа удельного энергопотребления 5 модуля оптимизации энергопотребления 2, который включает блок формирования гидравлических характеристик сетей 3, подключенный по выходу к блоку анализа удельного энергопотребления 5, к дополнительно введенному блоку расчета показателей энергоэффективности 7 и к блоку анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов 6, который по входу подключен к блоку ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов 4 и по выходу подключен к блоку расчета показателей энергоэффективности 7, который по выходу подключен к внешнему терминалу.
Модули системы выполняют следующие функции.
Модуль анализа диагностируемых параметров 1 осуществляет ввод в систему с заданным периодом текущих данных энергопотребления Fфакт, расхода перекачиваемой жидкости Qфакт и напора на выходе насоса Нфакт с измерительных приборов (счетчиков электроэнергии, расходомеров, датчиков давления).
Модуль оптимизации энергопотребления 2 определяет энергоэффективность эксплуатируемого оборудования и в режиме реального времени определяет отклонение значений установленных показателей энергоэффективности от допустимых (оптимальных) значений. Блоки модуля оптимизации энергопотребления 2 выполняют следующие функции.
Блок формирования гидравлических характеристик сетей 3 на основании текущих данных измерений Fфакт, Qфакт и Нфакт, поступающих из модуля 1, осуществляет формирование текущих гидравлических характеристик для каждой сети Fфакт.,n, Qфакт.,n и Нфакт.,n с привязкой к единому времени измерения Tn=Δt*n (где Δt - временной период ввода данных с приборов в систему; n - номер периода ввода).
Блок ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов 4 предназначен для ввода параметров насосов с потенциально лучшими характеристиками.
Блок анализа удельного энергопотребления 5 на основании текущих данных измерений, поступающих из модуля 1, Fфакт.,n, Qфакт.,n и Hфакт.,n автоматически в реальном времени осуществляет расчет фактического удельного энергопотребления как отношение энергопотребления к фактическому расходу перекачанной жидкости Vфакт.,n=Fфакт.,n/Qфакт.,n и осуществляет выбор из паспортных характеристик данного насоса нормативного значения КПД (коэффициент полезного действия) ηнорм удельного энергопотребления Vнорм, соответствующих фактическим значениям энергопотребления Fфакт.,n и фактического расхода жидкости Qфакт.,n эксплуатируемого насоса.
Блок анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов 6 на основании гидравлических характеристик, поступающих из блока 3, Fфакт.,n, Qфакт.,n, Hфакт.,n и информации из блока ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов 4 осуществляет выбор «эталонного» насоса и определяет его энергетические характеристики по фактическим значениям расхода жидкости Qфакт.,n и напора Hфакт.,n. Выбор «эталонного» насоса производится в два этапа. На первом этапе выбирается группа насосов, которые по паспортной напорной характеристике H-Q для расхода Qфакт.,n имеют напор Hфакт.,n. На втором этапе из выбранной группы насосов выбирается насос, имеющий по паспортным данным максимальный КПД ηmax и соответственно наилучшее (минимальное) значение удельного энергопотребления Vmin для обеспечения фактического расхода жидкости Qфакт.,n.
Блок расчета показателей энергоэффективности 7 на основании гидравлических характеристик Fфакт.,n, Qфакт.,n, Hфакт.,n, поступающих из блока 3, данных удельного энергопотребления Vфакт.,n, Vнорм и КПД ηнорм, поступающих из блоков 5, и данных удельного энергопотребления Vmin и КПД ηmax поступающих из блока 6, осуществляет расчет текущего фактического значения КПД ηфакт как отношение произведения расхода на напор к энергопотреблению ηфакт=Qфакт.,n*Нфакт.,n/Fфакт.,n, а также осуществляет расчет установленных показателей энергоэффективности (отклонение фактического удельного энергопотребления Vфакт.,n от нормативного Vнopм, относительное отклонение КПД ηфакт от нормативного ηнорм), их проверку путем сравнения с критическими значениями данных показателей и вывод на внешний терминал текущих и расчетных данных и сигналов состояния оборудования. На внешний терминал также выводятся характеристики Vmin и ηmax «эталонного» насоса.
Заявляемая система работает следующим образом.
Модуль анализа диагностируемых параметров 1 по каналам связи с измерительными приборами (счетчиками электроэнергии, расходомерами, датчиками давления) осуществляет синхронный ввод в систему со всех приборов, установленных на объекте, с заданным периодом Δt (например, 1 минута) текущих данных для каждого насоса энергопотребления Fфакт, расхода перекачиваемой жидкости Qфакт и напора на выходе насоса Hфакт.
Из модуля 1 текущие данные Fфакт, Qфакт и Hфакт поступают в блок формирования гидравлических характеристик сетей 3 и в блок анализа удельного энергопотребления 5. В блоке 3 формируются развернутые во времени Tn наборы характеристик для каждого насоса Fфакт.,n, Qфакт.,n и Hфакт.,n, которые передаются в блоки 5, 6 и 7. В блоке 5 автоматически в динамическом режиме определяются и передаются в блок расчета показателей энергоэффективности 7 фактическое значение удельного энергопотребления Vфакт.,n, нормативные значения КПД ηнорм и удельное энергопотребление Vнорм.
В блоке анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов 6 по ранее введенной в блок ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов 4 информации выбирается «эталонный» насос, имеющий лучшие (оптимальные) значения КПД ηmax и удельного энергопотребления Vmin, обеспечивающие требуемый напор Hфакт.,n и расход Qфакт.,n. Значения ηmax и Vmin передаются в блок расчета показателей энергоэффективности 7.
В блоке 7 определяется фактическое значение КПД ηфакт=Qфакт.,n*Ηфакт.,n/Fфакт.,n, рассчитываются значения показателей энергоэффективности, производится сравнение рассчитанных показателей с нормативными значениями и осуществляется выдача на внешний терминал текущих и расчетных данных и сигналов текущего состояния оборудования «Норма», «Внимание» или «Критично». Для учета и контроля общего энергопотребления на внешний терминал также выдается текущая сумма энергопотребления по всем насосам Σ Fфакт.,n.
В качестве показателей энергоэффективности в системе реализованы следующие показатели.
Отношение фактического удельного энергопотребления к нормативному Vфакт.,n/Vнорм. Критическое значение для данного показателя установлено 1,1. Если фактическое значение показателя 1,1 или больше, то выдается сигнал «Критично», требующий немедленных действий эксплуатирующего персонала по предотвращению потерь электроэнергии. Если значение показателя 1,05 или больше, то выдается сигнал «Внимание», а при показателе меньше 1,05 - сигнал «Норма». Также вычисляется и выдается на терминал отношение Vфакт.,n/Vmin, которое используется эксплуатацией для выявления потенциальных возможностей энергосбережения.
Отношение фактического КПД насоса к нормативному КПД ηфакт/ηнорм. Критическое значение для данного показателя установлено 0,9. Если фактическое значение показателя 0,9 или меньше, то выдается сигнал «Критично», требующий немедленных действий эксплуатирующего персонала о ремонте или замене насоса. Если значение показателя 0,95 или меньше, то выдается сигнал «Внимание», а при показателе меньше 0,95 сигнал «Норма». Также вычисляется и выдается на терминал отношение ηфакт/ηmax, которое используется эксплуатацией для выявления потенциальных возможностей энергосбережения при замене насоса на «эталонный».
Система реализуется на промышленном контроллере или персональном компьютере в виде программных модулей на языке высокого уровня, что позволяет, не меняя сути системы, изменять (уточнять, добавлять) состав показателей энергоэффективности.
Использование предлагаемого изобретения позволяет в режиме реального времени оценивать энергоэффективность насосного оборудования по установленным показателям энергоэффективности и в динамике контролировать уход параметров энергоэффективности используемого оборудования за критические значения, выявлять тем самым энергетически неэффективное оборудование и оперативно реагировать, реализуя необходимые энергосберегающие мероприятия.

Claims (1)

  1. Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования, содержащая модуль анализа диагностируемых параметров, подключенный своими входами к внешним измерительным приборам, а по выходу подключенный к блоку формирования гидравлических характеристик сетей и к блоку анализа удельного энергопотребления в модуле оптимизации энергопотребления, в котором также содержатся блок ввода диагностируемых параметров «эталонных» насосов, подключенный по выходу к блоку анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов, блок формирования гидравлических характеристик сетей, подключенный по выходу к блоку анализа удельного энергопотребления и к блоку анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов, отличающаяся тем, что в модуль оптимизации энергопотребления дополнительно введен блок расчета показателей энергоэффективности, подключенный по входам к блоку формирования гидравлических характеристик сетей, к блоку анализа удельного энергопотребления и к блоку анализа удельного энергопотребления «эталонных» насосов, а по выходу подключенный к внешнему терминалу.
RU2014141665/06A 2014-10-15 2014-10-15 Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования RU2600202C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014141665/06A RU2600202C2 (ru) 2014-10-15 2014-10-15 Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014141665/06A RU2600202C2 (ru) 2014-10-15 2014-10-15 Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014141665A RU2014141665A (ru) 2016-05-10
RU2600202C2 true RU2600202C2 (ru) 2016-10-20

Family

ID=55959617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014141665/06A RU2600202C2 (ru) 2014-10-15 2014-10-15 Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2600202C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764337C2 (ru) * 2016-09-12 2022-01-17 Флюид Хэндлинг ЭлЭлСи Автоматическая самоуправляемая насосная система и способ самоуправления насосной системой
US11339777B2 (en) 2016-09-12 2022-05-24 Fluid Handling Llc Automatic self-driving pumps

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111681126B (zh) * 2020-04-21 2023-07-11 上海西派埃智能化系统有限公司 一种基于水处理提升泵组能效评估的智能控制系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6178393B1 (en) * 1995-08-23 2001-01-23 William A. Irvin Pump station control system and method
RU62668U1 (ru) * 2006-04-10 2007-04-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Система управления энергопотреблением насосных станций предприятия коммунального хозяйства
RU94291U1 (ru) * 2009-12-15 2010-05-20 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Система управления энергопотреблением при эксплуатации канализационных насосных станций (кнс)
RU123192U1 (ru) * 2012-04-27 2012-12-20 Александр Николаевич Беляев Автоматизированная система постоянно действующего аудита энергоэффективности
RU143646U1 (ru) * 2014-01-24 2014-07-27 Закрытое акционерное общество "Энергосервисная компания ЗЭ" Устройство для учета, регулирования и диспетчирования тепловой энергии и воды

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6178393B1 (en) * 1995-08-23 2001-01-23 William A. Irvin Pump station control system and method
RU62668U1 (ru) * 2006-04-10 2007-04-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Система управления энергопотреблением насосных станций предприятия коммунального хозяйства
RU94291U1 (ru) * 2009-12-15 2010-05-20 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Система управления энергопотреблением при эксплуатации канализационных насосных станций (кнс)
RU123192U1 (ru) * 2012-04-27 2012-12-20 Александр Николаевич Беляев Автоматизированная система постоянно действующего аудита энергоэффективности
RU143646U1 (ru) * 2014-01-24 2014-07-27 Закрытое акционерное общество "Энергосервисная компания ЗЭ" Устройство для учета, регулирования и диспетчирования тепловой энергии и воды

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764337C2 (ru) * 2016-09-12 2022-01-17 Флюид Хэндлинг ЭлЭлСи Автоматическая самоуправляемая насосная система и способ самоуправления насосной системой
US11339777B2 (en) 2016-09-12 2022-05-24 Fluid Handling Llc Automatic self-driving pumps

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014141665A (ru) 2016-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130108473A1 (en) Method and controller for operating a pump system
RU2600202C2 (ru) Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования
CN103759330A (zh) 换热站智能网络控制系统
US9422940B2 (en) Sensorless control method for a multipump system
CN104990134A (zh) 变流量与分户计量的集中供热系统及水力平衡调节方法
US11828493B2 (en) Real-time heated water supply measurement systems for water heaters and methods thereto
CN102635894A (zh) 供暖系统平衡控制方法及诊断测量装置
KR20140127533A (ko) 열역학 유량계를 이용한 펌프성능 진단방법
CN204228242U (zh) 一种流量计测试装置
CN104675714A (zh) 一种智能离心泵
CN104697198A (zh) 一种太阳能热水器恒温混水控制方法
CN104633457A (zh) 一种火电站调节阀实时在线汽蚀监测预警系统及方法
CN103775436A (zh) 模块式并行液压泵及液压马达多机节能可靠性试验装置
CN106444931A (zh) 白酒酒精度在线监测的方法及监测设备
CN211283893U (zh) 一种工业循环水阻垢缓蚀剂自动加药装置
SE1350552A1 (sv) Metod för styrning av en del av en pumpstation
RU2144162C1 (ru) Автоматизированная система для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла в системах теплоснабжения
CN203080594U (zh) 一种流量装置用供水系统
CN105298822A (zh) 评价纯凝机组循环水泵运行经济性的热损率方法
CN105299929A (zh) 一种智能家居太阳能热水器调控系统
Luc et al. Performance indicators of irrigation pumping stations: application to drill holes of minor irrigated areas in the Kairouan plains (Tunisia) and impact of malfunction on the price of water
CN204757124U (zh) 变流量与分户计量的集中供热系统
RU2449340C1 (ru) Система автоматического селективного регулирования теплопотребления
CN204114577U (zh) 一种电厂给水泵再循环管路泄漏的实时监测装置
RU151427U1 (ru) Автоматизированная система показателей эффективности добычи (аспэд)

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170330