Pompa jest maszyną energetyczną służącą do przemiany dostarczanej energii mechanicznej na energię hydrauliczną przetłaczanej cieczy.
Z punktu widzenia projektanta i użytkownika układów pompowych istotne są parametry zewnętrzne zwykle całego zespołu pompowego, czyli pompy wraz z napędem.
Ponieważ współczesne zespoły pompowe coraz częściej są wyposażane w zintegrowane systemy zasilania, wydaje się także konieczne uwzględnienie tego w ich bilansie energetycznym.
- Elementy zespoły pompowego
- Układ napędowy
- Przemiennik częstotliwości (falownik)
- Silnik
- Przekładnia
- Pompa
- Układ napędowy
Rys. 1. Bilans mocy w zespole pompowym
Pel – moc elektryczna Pf – moc wyjściowa przemiennika częstotliwości (falownika) Ps – moc mechaniczna silnika elektrycznego (P2) Pw – moc wejściowa pompy (moc na wale) Ph – moc hydrauliczna ΔPf – moc strat w falowniku ΔPs – moc strat w silniku ΔPp – moc strat w przekładni ΔP – moc strat w pompie
Przemiennik częstotliwości pobiera energię elektryczną z sieci Pel o standardowej częstotliwości 50 Hz i dostarcza do silnika energię elektryczną Pf o zmienionej częstotliwości. Silnik, dostarcza energię mechaniczną Ps (P2). Energia ta przekazywana jest do przekładni lub sprzęgła. Następnie, poprzez wał napędowy, dostarczana jest do pompy Pw. Na koniec pompa oddaje do układu energię hydrauliczną Ph.
W układzie napędowym i w pompie występują straty energetyczne, które powodują, że moc hydrauliczna, oddawana przez pompę, jest mniejsza niż moc elektryczna pobierana z sieci.
Sprawność procesów przemian energetycznych, zachodzących w zespole (agregacie) pompowym, opisują następujące wyrażenia:
- sprawność falownika:
\eta_f ={P_f \over P_{el}}
- sprawność silnika elektrycznego:
\eta_s ={P_s \over P_f}
- sprawność przekładni
\eta_p ={P_w \over P_s}
- sprawność układu napędowego
\eta_n ={P_w \over P_{el}}={{P_w \over P_s}} \cdot {P_s \over P_f} \cdot {P_f \over P_{el}}=\eta_p \cdot \eta_s \cdot \eta_f
- sprawność pompy
\eta ={P_h \over P_w}
- sprawność zespołu pompowego
\eta_z ={P_h \over P_{el}}={{P_h \over P_w}} \cdot {P_w \over P_{el}}=\eta \cdot \eta_n
ηf – sprawność falownika ηs – sprawność silnika ηp – sprawność przekładni ηn – sprawność napędu η – sprawność pompy ηz – sprawność zespołu pompowego Pel – moc elektryczna Pf – moc wyjściowa falownika Ps – moc silnika elektrycznego Pw – moc wejściowa pompy (moc na wale) Ph – moc hydrauliczna.
PAMIĘTAJ !
- Pompa nigdy nie występuje w układzie bez napędu (zespołu napędowego)
- O wysokości rachunków za energię decyduje sprawność zespołu pompowego
Warto sprawdzić: