اینورتر پمپ آب و نقش آن در صنعت آبرسانی
نقش اینورتر پمپ آب در صنعت آبرسانی
یکی از کارهای بسیار مهم و متداول در صنعت، استفاده از کنترل دور الکتروپمپ‌ها به وسیله (VFD) و یا همان اینورتر پمپ آب در صنایع آبرسانی است. از درایو مخصوص پمپ آب برای انتقال آب به طبقات بالای ساختمان و همیچنین صنایع آب و فاضلاب و چاه‌های کشاورزی استفاده می‌شود.
در این مقاله تلاش می‌شود تا شما را با مزایای کنترل انواع بوستر پمپ و پمپ های آبرسانی خانگی بصورت دور متغیر با استفاده از اینورتر پمپ آب آشنا کنیم. در ادامه همچنین مزایای این نوع کنترل را نسبت به سایر پمپ های فاقد درایو بررسی می‌کنیم. در این راستا قبل از هر چیز بهتر است تا اطلاعات مختصری در زمینه پمپ آب و بوستر پمپ داشته باشید. برای همین ما این مطلب را با توضیح انواع پمپ و کاربرد آنها شروع می‌کنیم؛ پس با ما همراه باشید.
بیشتر بدانید: اینورتر چیست ؟
جدول محتوا
پمپ آب
پمپ آب دستگاهی مکانیکی است که برای انتقال و افزایش فشار آب استفاده می‌شود. پمپها از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که مهمترین قسمت آن محرک یا الکتروموتور است. الکتروموتور پروانه پمپ را به حرکت در می‌آورد و سبب تقویت سرعت حرکت آن می‌شود.
از جمله مهمترین پارامترها برای انتخاب پمپ، دبی و هد پمپ است.
- دبی کمیتی است که میزان عبور آب از یک سطح مقطع در زمان معین را نشان می دهد. واحد دبی لیتر بر دقیقه یا مترمکعب بر ثانیه است.
- هد کمیتی است که حداکثر ارتفاع بالا رفتن آب توسط پمپ را نشان می دهد که واحد آن متر است.
به طور کلی پمپها توسط حرکت دورانی الکتروموتور، آب را از کلکتور ورودی دریافت و با یک فشار دبی مازاد به کلکتور خروجی انتقال می دهند. پس در هر جا که فشار خط لوله آب برای مصرف مورد نیاز کم باشد، نیاز هست تا از یک سیستم پمپاژ آبرسانی جهت ایجاد افزایش فشار خط لوله مورد نظر استفاده کرد.
یکی از رایج ترین پمپهای آبرسانی در صنایع و ساختمان‌های مسکونی و تجاری، بوستر پمپ ها هستند.
در واقع بوستر پمپها، از چندین پمپ بر روی یک کلکتور خروجی که به شکل موازی به یکدیگر متصل شده‌اند، تشکیل شده‌است. به این ترتیب می‌توانند، میزان فشار دبی آب (Q) و میزان انتقال آب در ارتفاع عمودی یا هد (H) مورد نیاز را با حداقل انرژی و حداکثر راندمان تامین کنند.
اجزای تشکیل دهنده پمپ آب صنعتی
- بدنه یا محفظه (housing/casing)
- پروانه (impeller)
- موتور (motor)
- شافت یا شفت (shaft)
- حلزونی (volute)
- بلبرینگ (bearing)
- هاب (hub)
- سیل (seal)
انواع پمپ آب
به طور کلی انواع مختلفی از پمپها، متناسب با کارکرد آن موجود است که در ادامه به چند مورد از آنها اشاره می‌کنیم:
-
پمپهای گریز
پمپهای گریز از مرکز که به طور گستردهای در سیستمهای آبیاری از آنها استفاده می‌شود؛ آنها از نیروی گریز از مرکز برای حرکت آب استفاده میکنند.
-
پمپهای شناور
پمپهای شناور که برای غوطهور شدن در آب طراحی شده‌اند؛ معمولا برای پمپاژ چاه‌های عمیق، استخراج آبهای زیرزمینی و کاربردهای زهکشی استفاده میشوند.
-
بوستر پمپ ها
بوستر پمپها، برای افزایش فشار آب در خطوط لولهها در محیطهای مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده میشوند.
-
پمپهای فاضلاب
پمپهای فاضلاب به طور خاص برای مدیریت پساب، فاضلاب و سایر سیالات مملو از مواد جامد استفاده میشوند.
-
پمپهای آب آتشنشانی
پمپهای آب آتشنشانی که برای اطفای حریق در ساختمانها و تاسیسات صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند.
انواع پمپ آب خانگی و ساختمانی
- پمپ با مخزن انبساط:
دارای یک منبع دیافراگمی است و مصرف برق کمتر و همچنین صدای کمتری به نسبت بقیه مدل‌ها دارد. در این مدل، حجمی از آب داخل مخزن تحت فشار قرار دارد و در زمان باز شدن شیر این آب تحت فشار، وارد لوله شده و با کاهش فشار داخل مخزن نسبت به فشار تنظیم شده پمپ استارت می‌شود. هرچه مخزن تحت فشار بزرگتر باشد تعداد دفعات روشن شدن پمپ کمتر می‌شود. این مدل پمپ نیاز به سرویس و کنترل بیشتری نسبت به سایر پمپها دارد.
- پمپ آب خانگی با کلید اتوماتیک:
با باز شدن شیر آب پمپ شروع به کار می‌کند و بیشتر مناسب ویلا و مکان‌هایی است که مصرف آب کمتری دارند؛ این مدل به نسبت دیگر مدل‌ها ارزانتر است.
- بوستر پمپ:
دستگاه يكپارچه‌ای است متشكل از چند الكتروپمپ موازی که باعث حفظ فشار آب در یک نقطه معین می‌شود. بوستر پمپ ها به نسبت دو مدل قبلی قیمت بالاتری دارند. با این حال دارای صدای کمتر و طول عمر بیشتری نیز هستند. همچنین هزینه نگهداری بوستر پمپ ها به نسبت مدل‌های قبلی کمتر است.
انواع بوستر پمپ
بوستر پمپ دور ثابت
در بوسترپمپ‌های دورثابت روشن و خاموش شدن الكتروپمپ‌ها بصورت نوبتی صورت می‌گيرد و براي كنترل فشار از دو پرشرسوئيچ استفاده می‌شود. يكي از دو پرشرسوئيچ در حداكثر فشار آب و پرشرسوئيچ دوم در حداقل فشارتنظيم می‌شود. با بسته شدن مدار هر يك از پرشرسوئيچ‌های مذكور سیگنال رسيدن فشار آب به حداقل يا حداكثر به تابلو كنترل و فرمان بوسترپمپ ارسال می‌شود. سپس متناسب با آن فرمان لازم برای روشن شدن پمپ بعدی يا خاموش شدن نوبتی يكی از الكتروپمپ‌های روشن بوسترپمپ صادر می‌گردد.
بوستر پمپ دور متغییر
این مدل بوستر پمپ مناسب تأمين فشار کاملا ثابت آب است. سیستم کنترل این مدل مجهز به اینورتر است. اینورتر با قابلیت تغییر فرکانس برق ورودی به الکتروپمپ می تواند سرعت حرکت آن را تغییر دهد که این مهمترین عامل برای ثابت نگه داشتن فشار آب داخل لوله است.
عملکرد اینورتر در بوستر پمپ دور متغییر
اینورتر مخصوص پمپ آب که مناسب برای کنترل بوستر پمپ است، حتما می‌بایست یک ورودی آنالوگ جریانی برای قرائت سیگنال ترانسمیتر فشار داشته باشد. این نوع دستگاه معمولا باید بصورت معکوس با فرکانس تنظیم شود. در زمان کاهش فشار سیگنال ترانسمیتر فشار کم است؛ پس باید فرکانس اینورتر افزایش یابد و با بالا رفتن فشار، این سیگنال افزایش می‌یابد که به طبع آن فرکانس درایو نیز کاهش پیدا می‌کند.
کنترل فشار و ثابت نگه داشتن فشار در یک نقطه با استفاده از PID کنترل امکان پذیر است؛ بنابراین داشتن قابلیت PID کنترل بصورت داخلی برای اینورتر پمپ آب یک مزیت محسوب می شود. بنابراین اینورترهای مناسب این صنعت باید از این قابلیت پشتیبانی کنند.
از دیگر ویژگی‌های اینورتر پمپ آب قابلیت راه اندازی پمپهای کمکی است؛ به گونه‌ای که در صورت رسیدن دور پمپ به حداکثر دور، یک پمپ کمکی با دور کامل وارد مدار شود و دور پمپ اینورتری مجدد کاهش یافته و متناسب با میزان فشار کنترل شود.
ویژگی های اینورتر مناسب کنترل بوستر پمپ
- اینورتر مخصوص پمپ آب که مناسب برای کنترل بوستر پمپ است، حتما می‌بایست یک ورودی آنالوگ جریانی برای قرائت سیگنال ترانسمیتر فشار داشته باشد و معمولا باید بصورت معکوس با فرکانس تنظیم شود. در زمان کاهش فشار، سیگنال ترانسمیتر فشار کم است و باید فرکانس اینورتر افزایش یابد. بنابراین با بالا رفتن فشار، این سیگنال افزایش پیدا می‌کند که به طبع آن فرکانس درایو نیز کاهش می‌یابد.
- کنترل فشار و ثابت نگه داشتن فشار در یک نقطه با استفاده از PID کنترل امکان پذیر است؛ بنابراین داشتن قابلیت PID کنترل بصورت داخلی برای اینورتر پمپ آب یک مزیت محسوب می شود و اینورترهای مناسب این صنعت می بایست از این قابلیت پشتیبانی کنند.
- از دیگر ویژگی‌های اینورتر پمپ آب قابلیت راه اندازی پمپهای کمکی است؛ به گونه ای که در صورت رسیدن دور پمپ به حداکثر دور، یک پمپ کمکی با دور کامل وارد مدار شود و دور پمپ اینورتری مجددا کاهش یافته و متناسب با میزان فشار کنترل شود.
مزایای استفاده از اینورتر در بوستر پمپ های دور متغییر
- ثابت بودن كامل فشار سيستم كه شاخص اصلی بوسترپمپ هاي دورمتغير است.
- بوسترپمپ‌های دورمتغير با توجه به عدم روشن و خاموش شدن آنی و معادل بودن مقدار آب پمپاژ شده با ميزان آب مصرفی به منبع ديافراگمی نياز ندارند.
- كاهش استهلاك كوپلينگ‌ها و قطعات متحرك الكتروپمپ‌ها
- افزايش عمر مفيد بوسترپمپ و اجزا تشكيل دهنده آن
- كاهش هزينه‌های سرويس و نگهداري
- كاهش هزينه‌های مستمر برق مصرفي تا %30 بدليل متناسب بودن شدت جريان برق مصرفی با دور الكتروموتور و حذف شدن جريان راه اندازی
دسته‌بندی اینورتر پمپ آب از نظر ولتاژ ورودی
- اینورتر پمپ آب سه فاز 380 ولت
- اینورتر پمپ آب تک فاز 220 ولت
تمامی اینورترها دارای برق خروجی سه فاز جهت راه‌اندازی الکتروپمپ‌ها هستند. تنها فرق آنها در سطح ولتاژ خروجی است. درایو تکفاز ورودی امکان راه‌اندازی پمپ سه فاز با سطح ولتاژ 220 ولت را دارد. همچنین درایو سه فاز ورودی جهت راه‌اندازی پمپهای سه فاز 400 ولت طراحی شده‌اند.
اینورتر های مناسب برای کنترل بوستر پمپ آبرسانی
اینکه بتوان نوع بخصوصی از درایو را برای اجرای پروژه‌های آبرسانی معرفی کرد، بستگی به نیاز تعریف شده در پروژه دارد. به طور کلی از تمامی اینورترها می‌توان جهت راه‌اندازی الکتروپمپ‌ها استفاده کرد؛ زیرا موتور پمپ بار متعادل و یکنواختی دارد و جزو کاربری‌های سبک‌کار در صنعت شناخته می‌شود.
به همین منظور می‌بایست حداقل وظیفه‌ی اینورترهای ساخته شده توسط شرکت‌ها این باشد که بتوانند اینگونه موتورها را در حالتی ساده راه‌اندازی کنند. ولی با توجه به نیازهای تعریف شده در برخی پروژه‌ها نیازمند به درایو تخصصی‌تر جهت راه اندازی پمپها خواهیم بود.
به عنوان مثال شما میتوانید یک پمپ را از طریق اینورتر به صورت ساده همانند عملکرد کنتاکتور راه اندازی کنید و تمامی کنترل‌های مربوطه را به دیگر تجهیزات اندازه گیری بسپارید. شما میتوانید از درایو انتظار یک دستگاه کامپکت و کاملا هوشمند در راه‌اندازی پمپها داشته باشید.
به این صورت که اینورتر با توجه به مقادیر فیدبک آنالوگ دریافتی توسط سیستم کنترل برداری PID داخلی خود تصمیم به راه‌اندازی پمپ کند و در صورت نیاز به پمپهای دیگر در مسیر نیز فرمان‌های جداگانه ارسال کند. این قابلیت‌های ویژه به صورت منحصر به فرد در بعضی از درایو های شرکت‌های سازنده امکان پذیر است که در ادامه به چند مورد از آنها اشاره خواهیم کرد.
درایو شرکت ال اس کره جنوبی
اینورتر ال اس که شرکت LS کره جنوبی به عنوان اینورتر مخصوص پمپ آب معرفی کرده، مدل‌های اینورترH100 و اینورترIP5A هستند. اینها علاوه‌بر بهره‌مندی از سیستم کنترل هوشمند PID با قابلیت SLEEP و WAKE UP امکان راه اندازی بوستر پمپ ها تا 4 مرحله را نیز دارند.
مشاهده قیمت و خرید اینورتر LS
در حقیقت اکثر مدل‌های بروز شده شرکت ال اس امکان PID کردن را دارند. با این حال تنها دو مدل بالا جهت راه اندازی چند موتور به صورت همزمان را فراهم می کنند. همچنین مدل اینورتر IS7 این امکان را به صورت اضافه شدن کارت آپشن میسر کرده‌است. در پروژه‌هایی که نیاز به راه‌اندازی و کنترل تنها یک موتور پمپ باشد بخاطر هزینه کمتر، بیشتر از مدل اینورترIG5A استفاده می‌شود.
درایو شرکت آیمستر کره جنوبی
از برند اینورتر آیمستر هر چهار مدل U1/C1/A1/E1 برای کاربری اینورتر پمپ آب مناسب هستند و سیستم کنترلی PID داخلی را نیز دارند. ولی متاسفانه هیچکدام از اینورترهای شرکت آیمستر امکان راه‌اندازی چند موتور به صورت MMC یا Multi Motor Control را ندارند.
درایو شرکت هایتک چین
شرکت هایتک چین دارای دو مدل اینورتر F100 و F300 است که در هر دو مدل امکان PID شدن سیستم فراهم شده است. ولی برای انتخاب مدل F100 می بایست هنگام درخواست، اعلام شود تا برد I/O دستگاه تغییر کرده و یک مدل طراحی شده مخصوص پمپ در اختیار قرار گیرد. این کار امکان راه‌اندازی به صورت تخصصی پمپ را فراهم می‌کند.
