RU67594U1 - Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения - Google Patents

Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения Download PDF

Info

Publication number
RU67594U1
RU67594U1 RU2007123466/22U RU2007123466U RU67594U1 RU 67594 U1 RU67594 U1 RU 67594U1 RU 2007123466/22 U RU2007123466/22 U RU 2007123466/22U RU 2007123466 U RU2007123466 U RU 2007123466U RU 67594 U1 RU67594 U1 RU 67594U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
input
control unit
pressure
converter
Prior art date
Application number
RU2007123466/22U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Николаевич Ремезов
Антон Владимирович Сорокин
Юрий Иванович Кочанов
Юрий Алексеевич Крылов
Алексей Альбертович Костюхин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект"
Priority to RU2007123466/22U priority Critical patent/RU67594U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU67594U1 publication Critical patent/RU67594U1/ru

Links

Landscapes

  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Устройство управления электродвигателем (1) насоса водоснабжения содержит преобразователь частоты (2) с управляющим блоком (3). К первому и второму входам (4 и 5) управляющего блока (3) подключены датчики (6 и 7) расхода и выходного напора воды соответственно. Управляющий блок (3) выполнен с возможностью вычисления суммы постоянной величины и возрастающей функции от значения сигнала на первом входе (4) и возможностью управления выходной частотой преобразователя (2) на минимизацию отклонения значения сигнала на втором входе (5) от указанной суммы. Указанная сумма может иметь вид линейной зависимости. Достигаемый технический результат состоит в уменьшении суточного расхода электроэнергии с сохранением комфортности водопотребления. 1 з.п.ф., 3 ил.

Description

Область техники
Полезная модель относится к области тепловодоснабжения промышленных и жилых объектов.
Уровень техники
На центральных пунктах сетей тепловодоснабжения широко используются насосы с нерегулируемым электроприводом переменного тока, повышающие давление в магистралях водоснабжения промышленных и жилых объектов относительно давления в городском водопроводе. Такие насосы устанавливаются перед линиями холодного и горячего (через теплообменник) водоснабжения потребителей и обеспечивают суммарный расход холодной и горячей воды на объекте. Нерегулируемое давление подаваемой воды зависит от параметров насосов, давления городского водопровода, от величины водоразбора (расхода воды) и часто превышает давление, требуемое по условию комфортности потребления, в 1,5-2 раза. Это приводит к перерасходу электроэнергии, для уменьшения которого насосы снабжают регулируемым электроприводом.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения, содержащее преобразователь частоты с управляющим блоком, к информационному входу которого подключен измерительный датчик выходного напора. Управляющий блок выполнен с возможностью вычисления разности измеренного и заданного значений выходного напора и с возможностью управления выходной частотой преобразователя на минимизацию абсолютной величины указанной разности [Н.Ф.Ильинский. Регулируемый электропривод. Энерго- и ресурсосбережение. Журнал Приводная техника, №3, 1997 г., стр.21-23.].
В устройстве-прототипе значение выходного напора (напора на выходе насоса) задается в виде постоянной величины - уставки, предварительно рассчитанной как напор, необходимый для подъема воды до верхней точки водоразбора объекта (так называемая диктующая точка), плюс напор струи и запас в 10-15 метров водяного столба (м в.ст.) на компенсацию падения давления на гидросопротивлениях трубопроводов и внутридомовых сетей.
Применение устройства-прототипа обеспечивает по сравнению с использованием нерегулируемого электропривода значительную экономию электроэнергии (до 50%), воды (до 10%) и тепла (до 10%).
Недостаток устройства-прототипа состоит в том, что величина потерь и комфортность водопотребления определяются выбором уставки, в зависимости от которого устройство-прототип либо не обеспечивает потребителю достаточно комфортного давления в периоды большого расхода воды (например, в утреннее или вечернее время суток), либо поддерживает у потребителя избыточное давление в периоды малых расходов воды (например, в ночное время суток) с соответствующим избыточным расходом электроэнергии. На практике, как правило, используется последний режим, что приводит к непроизводительному расходу электроэнергии, воды и тепла.
Задача полезной модели - усовершенствование устройства управления электродвигателем насоса водоснабжения для устранения указанного недостатка без больших капитальных затрат.
Сущность полезной модели
Задачу решает устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения объекта, содержащее преобразователь частоты с управляющим блоком, снабженным первым и вторым входами, предназначенными для подключения датчиков расхода и выходного напора воды соответственно, при этом управляющий блок выполнен с возможностью вычисления суммы постоянной величины и возрастающей
функции от значения сигнала на первом входе и возможностью управления выходной частотой преобразователя на минимизацию отклонения значения сигнала на втором входе от указанной суммы.
Достигаемый технический результат состоит в уменьшении суточного расхода электроэнергии с сохранением комфортности водопотребления. Кроме того, уменьшается расход воды, а в системах с горячим водоснабжением также и расход тепла.
Для частного и наиболее простого случая осуществления полезной модели она имеет развитие, которое состоит в том, что управляющий блок может быть выполнен с возможностью вычисления указанной суммы в виде линейной зависимости.
В других случаях указанная сумма может вычисляться блоком 3, например, в виде ломаной кривой.
Осуществление полезной модели
Фиг.1 иллюстрирует пример осуществления предлагаемого устройства. На фиг.2 и 3 показаны экспериментальные диаграммы.
На фиг.1 показаны электродвигатель 1 переменного тока, преобразователь 2 частоты с управляющим блоком 3. Блок 3 снабжен информационными входами: первым входом 4 и вторым входом 5. К входу 4 подключен датчик 6 расхода воды, а к входу 7 - датчик напора воды.
Блок 3 выполнен в виде блока цифровой обработки, запрограммированного с возможностью вычисления суммы постоянной величины и возрастающей функции от значения сигнала на входе 4 и с возможностью управления выходной частотой преобразователя на минимизацию отклонения значения сигнала на втором входе 5 от указанной суммы.
Преобразователь 2 имеет силовой вход 8, предназначенный для подключения к сети электропитания, и выход 9 для подключения к электродвигателю 1. Блок 3 снабжен установочным входом 10, через
который могут быть введены константы и фиксированные параметры (постоянные величины).
Кроме того, на фиг.1 показан жилой или промышленный объект 11, снабжаемый водой из источника 12, например городского водопровода, по магистрали 13 с помощью насоса 14 водоснабжения. Магистраль 13 может питать объект 11 через линию 15 холодного водоснабжения (ХВС) и линию 16 горячего водоснабжения (ГВС) с теплообменником 17.
Полезная модель работает следующим образом.
Электродвигатель 1, установленный на валу насоса 14, питается от преобразователя 2, подключенного к электросети входом 8. Частота вращения насоса 14 определяется частотой переменного тока на выходе 9 преобразователя 2, которая регулируется управляющими воздействиями, вырабатываемыми блоком 3.
На вход 4 блока 3 поступает сигнал с датчика 6, измеряющего расход воды, подаваемой в магистраль 13 насосом 14, а на вход 5 блока 3 - сигнал с датчика 7, измеряющего напор воды на выходе насоса 14. Блок 3 осуществляет цифровую обработку сигналов, поступающих к нему по информационным входам 4 и 5. Цифровые значения напора и расхода либо поступают в блок 3 непосредственно с датчиков 6 и 7, либо могут быть получены в блоке 3 аналого-цифровым преобразованием сигналов этих датчиков.
Блок 3 выполняет свои функции, например, в следующем порядке.
В начале он вычисляет заданное значение напора Нзад в виде суммы двух составляющих. По входу 10 в блок 3 вводятся константы и параметры, позволяющие определить первую составляющую заданного значения напора - постоянную величину Нмин, независящую от расхода, измеренного датчиком 6. Вторая (переменная) составляющая заданного напора Нзад вычисляется как возрастающая (например, линейновозрастающая) функция текущего расхода воды Нпер(Qизм.). Для ее расчета блок 14 использует
значение Qизм текущего расхода воды, получаемое из сигнала датчика 6, поступающего в блок 3 по входу 4.
Затем блок 3 вычисляет разность задаваемого значения напора Нзад и измеренного значения напора Низм, полученного по входу 5.
После этого в соответствии с вычисленной разностью (Нзадизм) блок 3 вырабатывает регулирующее воздействие, изменяющее выходную частоту преобразователя 2, частоту вращения насоса 14 и, следовательно, напор Низм так, чтобы минимизировать его отклонение от Нзад. (т.е. абсолютную величину указанной разности). Для этого регулирующее воздействие увеличивает частоту вращения насоса 14 при (Нзадизм)>0 и уменьшает ее при (Нзадизм)≤0
В случае выбора линейновозрастающей функции Нпер(Qизм.). суммарная зависимость заданного напора от расхода имеет следующий вид
Нзад(Qизм.)=Нмин+kQизм.
При этом Нмин представляет собой напор, обеспечивающий с необходимым запасом комфортное давление в диктующей точке объекта при минимальном (близком к нулевому) расходе воды Qмин. Коэффициент k задается из условия получения на выходе насоса 14 напора Нмакс, обеспечивающего те же условия в диктующей точке объекта при максимальном расходе воды, равном Qмакс.
Значения Нмин, Нмакс и Qмакс могут быть определены расчетным или экспериментальным путем, а коэффициент k рассчитан по формуле
k=(Нмаксмин.)/(Qмакс.-Qмин.)
Важным достоинством предлагаемого решения является то, что указанный выше технический результат достигается без установки у потребителей, например, в диктующей точке объекта, дополнительного оборудования, что с учетом необходимости обеспечения его связи с насосной потребовало бы значительных капитальных затрат.
Эффективность предлагаемого решения была проверена экспериментально. Диаграммы напоров (Ннас - на выходе насоса, Нгвс - на
входе линии ГВС, Нд.т. - в диктующей точке) и общего расхода Q, полученные в одной и той же системе тепловодоснабжения группы зданий, при использовании прототипа и предлагаемого технического решения приведены на фиг.2 и фиг.3 соответственно. Диаграммы показывают, что предложенное решение обеспечивает заданный комфортный напор в диктующей точке при изменениях расхода в широких пределах (от 26 до 7 м в.ст.) и снижение напора на выходе насоса в периоды малых расходов, что обеспечивает экономию электроэнергии.
Ориентировочная количественная оценка экономии электроэнергии может быть проведена следующим образом. Для прототипа среднесуточный запас напора составляет 10÷15 м в.ст., а для предлагаемого - 5÷7,5 м в.ст. (ночью запаса нет, днем он наибольший). Для двенадцатиэтажной застройки микрорайона и необходимом напоре воды 41 м.в.ст. в диктующей точке соответствующие энергопотери составляют для первого случая 24,4÷36,6%, а для второго 12,2÷18,3%. Таким образом по сравнению с прототипом обеспечивается экономия электроэнергии на 12÷18%.
Например, для насоса мощностью 15 кВт, экономия потребляемой мощности составит 0,84-1,26 кВт, а годовая экономия электроэнергии из условия непрерывной работы насоса достигает 10 тыс. кВт·ч.

Claims (2)

1. Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения, содержащее преобразователь частоты с управляющим блоком, снабженным первым и вторым входами, предназначенными для подключения датчиков расхода и выходного напора воды соответственно, при этом управляющий блок выполнен с возможностью вычисления суммы постоянной величины и возрастающей функции от значения сигнала на первом входе и возможностью управления выходной частотой преобразователя на минимизацию отклонения значения сигнала на втором входе от указанной суммы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляющий блок выполнен с возможностью вычисления указанной суммы в виде линейной зависимости.
Figure 00000001
RU2007123466/22U 2007-06-22 2007-06-22 Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения RU67594U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123466/22U RU67594U1 (ru) 2007-06-22 2007-06-22 Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123466/22U RU67594U1 (ru) 2007-06-22 2007-06-22 Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU67594U1 true RU67594U1 (ru) 2007-10-27

Family

ID=38956144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123466/22U RU67594U1 (ru) 2007-06-22 2007-06-22 Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU67594U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620742C1 (ru) * 2015-12-21 2017-05-29 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Способ энергосбережения в системах водоснабжения

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620742C1 (ru) * 2015-12-21 2017-05-29 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Способ энергосбережения в системах водоснабжения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101509680B (zh) 调节同步变速变流量供热系统中水泵台数的节能控制方法
CN103452824B (zh) 基于流量-功率曲线的最小功率算法的风机水泵节能系统
US20140121848A1 (en) Cogeneration unit and wind power joint heating system and scheduling method therefor
KR101408675B1 (ko) 개별인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 유량 추정을 이용한 최적효율운전제어방법
US9733650B2 (en) Water supply apparatus and water supply method
CN110953169B (zh) 一种并联变频恒压控制系统控制方法
EP2746477A1 (en) Method for operating a wastewater pumping station
CN103529695A (zh) 一种基于分时段智能pid调节器的变频调速供水系统
CN102367793A (zh) 水泵的高效化方法及泵阀集成节能装置
US11898532B2 (en) Hydropower generation system and power generator control method
CN103807156A (zh) 一种循环水节能控制运行系统
CN101975417B (zh) 分布式水泵变流量供热系统临界零压差状态的调节方法
CN104481893B (zh) 一种水泵优化节能控制方法
CN102889664B (zh) 空调冷冻水流量控制系统及方法
US20220235733A1 (en) Hydroelectric power generation system
CN110954172B (zh) 一种并联变频恒压供水系统流量检测方法
RU67594U1 (ru) Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения
RU2346114C1 (ru) Способ управления электродвигателем насоса водоснабжения
CN1301450C (zh) 一种循环水泵实时量调节控制系统
CN110345055B (zh) 一种排涝泵站排涝量信息监测方法及系统
CN111206651A (zh) 一种智能控制调压供水方法
CN203223360U (zh) 一种风机水泵节能装置
TWI425148B (zh) 變頻泵浦控制裝置及其方法
CN210107557U (zh) 一种热水供应装置
CN203573110U (zh) 一种基于分时段智能pid调节器的变频调速供水系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100623

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20120310

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140623

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20151127

PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160118