Определение мощностных и энергетических характеристик насосов с регулируемой частотой вращения в системах водоподачи с гидравлическими мембранными баками

Цель исследований – определение рабочих областей работы гидравлических мембранных баков, в том числе мощностных, независимо от характеристик насосного оборудования и объемов водопотребления, с использованием частотного преобразователя. В статье приводятся результаты испытаний системы водоподачи отдельно от бака и совместно с ним при 100%-ной частоте вращения насоса и на более низких частотах вплоть до 60%. В настоящее время гидравлические мембранные баки стали эффективным аналогом водонапорных башен для небольших хозяйств: частных домов, школ, больниц и т.д. Они позволяют грамотно контролировать работу насосного оборудования, регулируя его расход и давление, а также снижая его износ. Однако существует проблема, связанная с правильным подбором и настройкой бака, так как многие водопотребители не знают, какие конкретно расход и напор им нужны. Соответственно встает вопрос об энергоэффективности, так как неверный выбор бака может привести к существенным затратам электроэнергии, а значит, к денежным потерям. Представлены результаты испытаний мембранных баков при совместной работе без и с частотным преобразователем, приведены формулы расчета и прогнозирования областей работы таких систем, подходящие к любому баку и позволяющие рассчитать мощностные и энергетические характеристики систем водоподачи с пневмобаками и преобразователями частоты.

1. Короткоручко Д.Ю. Исследование режима работы гидравлических аккумуляторов в системах водоподачи / Д.Ю. Короткоручко, М.С. Али, Д.С. Бегляров, Е.А. Лентяева, В.В. Демидочкин // Естественные и технические науки. 2024. № 5 (192). С. 196-203.

2. Осинцев К.В. Экспериментальное исследование эксергетических потерь грунтового теплового насоса и их оптимизация на основе аппроксимации кусочно-линейных функций / К.В. Осинцев, С.В. Алюков // Каталог библиотеки БГТУ. 2022. Т. 95, № 1. С. 11-21.

3. Zuo Z., Tan L., Shi W., Chen C., Ye J., Francis E.M. Transient Characteristic Analysis of Variable Frequency Speed Regulation of Axial Flow Pump // Sustainability. 2022. № 14. Р. 11143. https://doi.org/10.3390/su141811143

4. Wei Guo, Josage Chathura Perera, Daryl Cox, Sachin Nimbalkar, Thomas Wenning, Kiran Thirumaran, Eli Levine. Variable-speed pump efficiency calculation for fluid flow systems with and without static head // International Journal of Energy Management. 2020. June. Vol. 2, Iss. 3. Рp. 38-50.

5. Tom Neuberger, Steven B. Weston. Variable frequency drives: energy savings for pumping applications. Eaton Corporation, Industry Application IA04008002E. 2012. November.

6. Сабра К. Особенности работы центробежных насосов с использованием преобразователя частоты вращения / К. Сабра, М.С. Али // Природообустройство. 2013. № 5. С. 64-67.

7. Пальмов С.В. Классификация гауссовских процессов как инструмент прогнозирования // Экономика в теории и на практике: актуальные вопросы и современные аспекты: Сборник статей XV Международной научно-практической конференции, г. Пенза, 5 апреля 2023 г. Пенза: Наука и Просвещение (ИП Гуляев Г.Ю.), 2023. С. 102-104.

8. Бурнаев Е. Сравнительный анализ критериев адаптивного планирования экспериментов на основе гауссовских процессов / Е. Бурнаев, М. Панов // Сборник трудов 35-й междисциплинарной школы-конференции ИППИ РАН «Информационные технологии и системы 2012». М.: Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, 2012. С. 167-172.

9. Рожков А.Н., Али М.С. Экономическая эффективность применения насосных установок с регулируемым электроприводом при малых подачах воды /А.Н. Рожков М.С. Али // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. № 5. С. 69-74.

10. Али М.С. Насосы и насосные станции. Учебник / М.С. Али, Д.С. Бегляров, В.Ф. Чебаевский. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. 104 с.