Агроводком
(347) 281-65-13
(347) 216-65-13
  Главная / Статьи / Промышленные насосы /

КПД и энергопотребление центробежных насосов

КПД насоса

КПД любого механизма представляет собой отношение его полезной мощности к потребляемой. Это отношение обозначается греческой буквой n (эта). Поскольку не существует такого понятия как "привод, не имеющий потерь", n всегда меньше 1 (100 %). Для циркуляционного насоса системы отопления общий КПД определяется значением КПД мотора nM (электрического и механического) и КПД насоса np. Произведение этих двух значений представляет собой общий КПД ntot.
ntot = nM • np

КПД насосов разных типов и размеров могут отличаться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД ntot равен от 5% до 54 % (высокоэффективные насосы); для насосов с сухим ротором ntot равен от 30 % до 80%. Даже в пределах характеристики насоса текущий КПД в тот или иной момент времени меняется от нуля до максимального значения. Если насос работает при закрытом клапане, создается высокое давление, но вода не перемещается, поэтому КПД насоса в этот момент равняется нулю. То же самое справедливо при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, а значит КПД равняется нулю.

Характеристика насоса

Характеристика насоса

Самый большой общий КПД циркуляционного насоса системы отопления достигается в средней части характеристики насоса. В каталогах производителей насосов эта оптимальная рабочая характеристика указана отдельно для каждого насоса.

Насос никогда не работает при постоянной подаче. Поэтому, при расчете насосной системы, убедитесь, что рабочая точка насоса находится в средней трети характеристики насоса большую часть отопительного сезона. Это гарантирует работу насоса при оптимальном КПД.

КПД насоса определяется по следующей формуле:

np=Q • H • p/3670 • P2

np = КПД насоса
Q [м3/ч] = Подача
H [м] = Напор
P2 [кВт] = Мощность насоса
3670 = Постоянный коэффициент
p [кг/м3] = Плотность жидкости

КПД насоса зависит от его конструкции. В следующих таблицах показаны значения КПД в зависимости от мощности выбранного мотора и конструкции насоса (с мокрым ротором/с сухим ротором).

КПД стандартных насосов с мокрым ротором
(ориентировочные значения)
Насосы с мотором
мощностью
P2 ntot
до 100 Вт прибл. 5 % прибл. 25 %
от 100 до 500 Вт прибл. 20 % прибл. 40 %
от 500 до 2500 Вт прибл. 30 % прибл. 50 %

КПД насосов с сухим ротором
(ориентировочные значения)
Насосы с мотором
мощностью
P2 ntot
до 1,5 кВт прибл. 30 % прибл. 65%
от 1,5 до 7,5 кВт прибл. 35 % прибл. 75%
от 7,5 до 45,0 кВт прибл. 40 % прибл. 80%

Потребление энергии центробежными насосами

Мотор приводит во вращение вал насоса, на котором установлено рабочее колесо. В насосе создается повышенное давление и жидкость перемещается через него, что является результатом преобразования электрической энергии в гидравлическую. Энергия, необходимая мотору, называется потребляемой энергией P1 насоса.

Выходные характеристики насосов
Выходные характеристики центробежных насосов приведены на графике: вертикальная ось, ордината, означает потребляемую энергию P1 насоса в ваттах [Вт]. Горизонтальная ось или абсцисса показывает подачу Q насоса в кубических метрах в час [м3/ч]. В каталогах характеристики напора и мощности часто объединяются для наглядной демонстрации взаимосвязи. Выходная характеристика демонстрирует следующую взаимосвязь: мотор потребляет минимум энергии при низкой подаче. При увеличении подачи потребление энергии также увеличивается.

Характеристика насоса

Характеристики насоса

Влияние частоты вращения мотора
При изменении частоты вращения насоса и неизменных остальных условиях системы потребление энергии P изменяется пропорционально значению частоты n в кубе.
P1/P2 = (n1/n2)3

На основании данных соображений, изменяя частоту вращения насоса можно адаптировать насос к требуемой тепловой нагрузке потребителя. При увеличении частоты вращения в два раза, подача увеличивается в той же пропорции. Напор возрастает в четыре раза. Поэтому, энергия, потребляемая приводом, получается умножением примерно на восемь. При снижении частоты, подача, напор в трубопроводе и потребление энергии уменьшаются в той же пропорции.

Постоянная частота вращения, обусловленная конструкцией
Отличительной характеристикой центробежного насоса является то, что напор зависит от используемого мотора и его частоты вращения. Насосы с частотой n > 1500 об/мин называются быстроходными насосами, а те, у которых частота n < 1500 об/мин называются тихоходными. Моторы тихоходных насосов имеют более сложную конструкцию, а значит, они более дорогие. Однако в случаях, когда использование тихоходного насоса возможно или даже необходимо из-за характеристик контура отопления, применение быстроходного насоса может привести к неоправданно высокому потреблению энергии.

Таким образом, высокая цена тихоходного насоса компенсируется существенной экономией энергии, потребляемой приводом. Это способствует быстрой окупаемости первоначальных вложений. Обеспечивая контролируемое снижение частоты вращения при снижении отопительной нагрузки, устройство бесступенчатого регулирования частоты вращения способствует значительной экономии средств.


ВАШ КОММЕНТАРИЙ:

Ваше имя:
Ваша почта:
Комментарий:

Введите символы: *

captcha
Обновить

   Статьи по теме:

Установка насоса - рекомендации
Установка насоса - рекомендации
Если устанавливаете насос в скважине или колодце о нужно в первую очередь определить высоту подъема от поверхности воды до уровня слива и приобрести шланг нужной длины...  >>>
Как выбрать насос
Как выбрать насос - основные рекомендации
Выбор насоса, если вы не обладаете специальными знаниями, дело непростое. В этом обзоре мы постараемся помочь вам определится какой же насос вам нужен ...  >>>
Водопровод из полимерных труб
Водопровод из полимерных труб
Эти трубы благодаря ряду положительных свойств активно начали вытеснять стальные и чугунные. Полимерные трубы легче металлических и асбестоцементных, не корродируют ...  >>>

все статьи  >>>