Потери энергии в насосах. Энергосбережение

• Коэффициент полезного действия
• Гидравлический, механический и объемный КПД
• Регулирование подачи насоса

Коэффициент полезного действия

Очень часто при перечислении характеристик используется понятие КПД. Что представляет собой КПД насоса. КПД насоса отношение его полезной мощности к потребляемой.

Полезная мощность насоса всегда меньше затраченной, что есть той которая подводится к валу насоса, от электрического, либо другого двигателя.

Разность между полезной и затраченной мощностью обуславливается потерями энергии в насосе.

Весь комплекс потерь энергии можно разделить на три типа механические, гидравлические объемные.

Гидравлический, механический и объемный КПД

Механическими называют потери энергии на преодоление механического трения в подвижных узлах, например, трение в подшипниках.

Гидравлическими потерями называют потери энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в рабочей камере насоса от всасывания к нагнетанию. Эти потери энергии определяют значение гидравлического КПД

В современных динамических насосах гидравлический КПД как правило составляет 0,80...0,96.

Объемными потерями называют потери энергии, возникающие в результате перетекания жидкости из нагнетания в линию всасывания. Для динамических насосов эти потери более существены чем для объемных, ведь в динамических машинах линии всасывания и нагнетания не разделены. Эти потери определяют объемный КПД насоса. Для современных насосов работающих в оптимальных режимах объемный КПД составляет порядка 0,90...0,98.

Регулирование подачи насоса

Как было указано выше, объемный КПД для динамических насосов составляет 0,90...0,98 в оптимальных режимах, но зачастую требуется дополнительная регулировка подачи насоса, самым простым способом является установка регулируемого сопротивления, или по-простому задвижки, на выходе насоса.

При этом чем больше будет закрываться задвижка тем больше будут объемные потери, а при полном перекрытии задвижки объемные потери и вовсе составят 100%, т.к. вся жидкость с нагнетания насоса будет отправляться на всасывание.

Кроме того центробежный насос будет заполнен одной и той же жидкостью которая будет отправляться с линии всасывания на нагнетание и обратно, запертая жидкость начнет греться и может закипеть, что приведет к поломке насоса, не говоря и бесполезном расходовании энергии.

Поэтому на длительное время полностью перекрывать линию нагнетания насоса, для остановки подачи лучше выключать питание электродвигателя, что обеспечит некоторую экономию.

В целях экономии энергии для регулирования подачи насоса можно использовать регулятор частоты совместно с электродвигателем. Такая система будет дороже задвижки, но позволит экономить в долгосрочной перспективе.

При изменении частоты приводящего вала динамического насоса следует учитывать допустимы интервал регулирования частоты, ведь центробежный насос на малых оборотах жидкость перекачивать не будет.

Таким образом, выбор частотного регулирования может значительно повысить энергосбережение, но такой способ не всегда применим для динамических насосов.

Важным фактором экономии является правильный выбор динамического насоса для гидравлической системы. Этот выбор осуществляет по характеристике насоса и гидравлической системы.

Частотное регулирование может применяться как для динамических так и для объемных насосов.