Раціональні режими роботи насосних електроприводів за умов частотного та комбінованого регулювання

Abstract

У роботі досліджено раціональні режими роботи насосних електроприводів систем водопостачання в умовах змінного добового водоспоживання з метою підвищення їх енергетичної ефективності. Актуальність дослідження зумовлена значною часткою насосних установок у загальному балансі електроспоживання промислового та комунального секторів, зростанням вартості енергоресурсів і необхідністю впровадження енергоощадних технологій. Показано, що традиційні способи регулювання подачі рідини не забезпечують належної енергоефективності та стабільності роботи в умовах нерівномірного водоспоживання. На основі аналізу сучасних наукових публікацій встановлено, що більшість досліджень ґрунтується на ідеалізованих моделях і не враховує реальні умови експлуатації насосних станцій, зокрема добові коливання навантаження та втрати в гідротранспортній системі. У роботі виконано порівняльну оцінку ефективності нерегульованого, частотного та комбінованого способів керування насосними електроприводами. Методика дослідження включала інженерні розрахунки з використанням законів гідродинамічної подібності та експериментальне узагальнення добових режимів роботи насосної станції. Зазначено, що математичне моделювання застосовувалося для попередньої оцінки тенденцій зміни енергоспоживання і не претендує на абсолютну точність через неврахування гідравлічних втрат. Встановлено, що застосування частотного регулювання дозволяє знизити середню питому енергоємність до 0,30–0,33 кВт·год/м³, а мінімальні значення (0,12–0,13 кВт·год/м³) досягаються в години пікового водоспоживання. Найвищу ефективність продемонструвала комбінована схема керування, за якої середня питома енергоємність зменшується до 0,13–0,15 кВт·год/м³, що відповідає економії електроенергії 55–60% порівняно з нерегульованим режимом. Отримані результати підтверджують доцільність використання частотного та комбінованого регулювання насосних електроприводів і можуть бути застосовані для попереднього техніко-економічного обґрунтування модернізації насосних станцій. Разом із тим результати не призначені для прямого прогнозування економічного ефекту без урахування конкретних параметрів гідротранспортної системи та складу обладнання.