Dopuszczalna liczba włączeń pompy

Pracy silników elektrycznych towarzyszą straty, które dzielimy na:

  • straty w miedzi – energia tracona przy przepływie
    prądu przez uzwojenia,
  • straty w żelazie – energia tracona na prądy wirowe i występowanie histerezy magnesowania blach, 
  • straty mechaniczne – energia potrzebna do napędu wentylatora, straty w łożyskach i uszczelnieniach.

Wszystkie te straty zamieniają się w ciepło, które jest odprowadzane do otoczenia przez system chłodzenia silnika.

Silniki napędowe pomp chłodzone są przez:

  • użebrowanie stojana z wymuszeniem przepływu powietrza wentylatorem na wale – silniki pomp stacjonarnych,
  • obudowę zanurzoną w cieczy, powierzchnia wymiany ciepła określana jest przez wymagany poziom zatopienia pompy – pompy zatapialne,
  • płaszcz chłodzący – pompy zatapialne przystosowane do pacy „na sucho”,
  • obudowę omywaną cieczą, wymagana intensywność wymiany ciepła określana jest przez minimalną prędkość opływu cieczy – pompy głębinowe,
  • zewnętrzną wentylację wymuszoną, z dodatkowym wentylatorem z własnym napędem.

Zwykle moc systemu chłodzenia zapewnia poprawną długotrwałą pracę silnika przy mocy znamionowej Pzn + 10% w warunkach normalnych (przy powietrzu o temperaturze 20ºC i normalnym ciśnieniu ok. 1013 hPa).

W warunkach ograniczonego odbioru ciepła, np. w górach – gdzie gęstość powietrza jest mniejsza lub przy wysokich temperaturach otoczenia, konieczne jest stosowani dodatkowych systemów chłodzenia, w celu odebrania ciepła strat silnika.

Podczas rozruchu silnika, prąd przepływający przez uzwojenie – prąd rozruchowy Ir  jest wielokrotnie większy od prądu znamionowego Izn. Stosunek prądu rozruchowego do znamionowego Ir / Izn waha się od 2 do 8 w zależności od mocy i konstrukcji silnika.

Nadmiar ciepła wydzielany podczas rozruchu powoduje przejściowy wzrost temperatury uzwojeń i obudowy, a następnie jest odbierany przez system chłodzenia silnika. Czas chłodzenia silnika do „normalnej temperatury pracy” determinuje dopuszczalną liczbę włączeń w określonym czasie, zwykle w ciągu godziny idop [1/h].

Dopuszczalna liczba włączeń, okresów intensywnego grzania się uzwojenia, dla pompy idop jest jej parametrem eksploatacyjnym, który jest podawany w katalogach. Liczba włączeń zależy przede wszystkim od mocy pompy. Parametr ten ma szczególne znaczenia przy projektowaniu pompowni zbiornikowych z wykorzystaniem pomp zatapialnych.

Na podstawie danych katalogowych, wiodących producentów, oszacowano dopuszczalną liczbę włączeń idop  pomp zatapialnych w zależności od mocy pompy i przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Dopuszczalna liczba włączeń pomp zatapialnych

W przybliżeniu idop  pomp zatapialnych możemy obliczyć ze wzoru empirycznego 1.

i_{dop} = 3,79+{70,2 \over P_{zn}+6,94}   (1)

idop – dopuszczalna liczba włączeń pompy, [1/h], 
Pzn – znamionowa moc silnika napędowego pompy, [kW].

 

PAMIĘTAJ !

  • Mały silnik elektryczny ma małą sprawność, np. Pzn ≈ 0,1 kW,  η ≈ 58%
  • Duży silnik elektryczny ma dużą sprawność, np. Pzn ≈ 100 kW,  η ≈ 95%
  • Im mniejsza sprawność silnika tym więcej prądu zamieniamy na ciepło
  • Silnik o mocy mechanicznej Pzn ≈ 10 kW ma sprawność  η ≈ 90%, co oznacza, że grzeje otoczenie z mocą ok. 1 kW. Jeden taki silnik – „Farelka” ogrzeje 2 Twoje pokoje, a 4 takie silniki ogrzeją cały Twój dom.

Warto sprawdzić