Pompaları Yeraltı Suyu ve Sulama Uygulamalarında Kullanan Faktörler
Dünyadaki elektriğin kabaca %10'unun elektrikli pompalar tarafından tüketildiğini biliyor muydunuz? Eski ekipman, bugün var olan enerji tasarruflu pompalama teknolojileriyle güçlendirilirse, bu tüketim oranı neredeyse yarı yarıya azaltılabilir. Bu istatistik, pompa endüstrisinin üyelerine yeni iş fırsatlarından yararlanmanın yanı sıra iklimin korunması ve enerjinin azaltılmasında etki yaratma konusunda büyük bir potansiyel sunuyor. Bu makale, yeraltı suyu pompalama endüstrisindeki bu değişikliklerin nasıl bir fark yaratabileceğine dair üç örnek sunacaktır.
Pompa verimliliği, güç tüketimi, bakım kolaylığı/hızı, kanıtlanmış güvenilirliği ve pompaların kullanılabilirliği toplam sahip olma maliyetini etkiler; bunlar, yeni bir kurulum veya retrofit için bir pompa veya sistem seçerken önemli faktörlerdir. Seçilen ekipman türü iki farklı sonucu etkiler:
İkincisi, ömür boyu sahip olma maliyetidir. Daha büyük pompalarda (motor boyutları), maliyetin yaklaşık %5 ila %10'u yatırımla, tahmini %2 ila %4'ü ise pompanın kullanım ömrü boyunca bakımıyla ilgilidir. Ardından kabaca %90'ı güç tüketimine işaret eder; bu da, pompa çalışmasında işletme giderlerinin (opex) azaltılması için asıl itici gücün verimlilik olduğu anlamına gelir. Bir pompanın 100 kilovat-saat (kWh) güç tükettiğini varsayalım. Bir verimlilik iyileştirme noktası, günlük çalışma saatlerine bağlı olarak yıldan yıla güç azaltmada kolayca 5.000 ila 7.500 kWh'ye dönüşür.
Aşağıda, yeraltı suyu ve sulama endüstrisinde yaygın olarak kullanılan üç pompa örneği ve her bir pompa tipini seçerken göz önünde bulundurulması gereken faktörler yer almaktadır.
Daimi Mıknatıslı Dalgıç Pompa
1929'da ilk dalgıç türbin pompası, motorun ve pompanın derin su altında olduğu bir kuyuya kurulmak üzere tasarlandı. Dalgıç motorların çoğu, rotor/stator tasarımına sahip dalgıç asenkron tel sargılı motorlardır ve yıllardır kullanılmaktadır. Kalıcı mıknatıs tasarımı içeren daha düşük beygir gücüne (hp) sahip dalgıç motorlar 20 yıldır piyasada. 6 inç sabit mıknatıslı (PM) dalgıç yeraltı suyu motoruna daha yakından bakın. PM motorunda, eski usul tel sargısı, sabit mıknatıslı yüksek verimli bir tasarımla değiştirilir.
Artan akış ve toplam dinamik basma yüksekliği (TDH) (dakikada 1.500+galon [gpm]/2.000 fit+TDH) ile, yeraltı suyu tesisatı uygulamaları kesinlikle artmaktadır. Standart motorlar için maksimum sıvı sıcaklığı 104 F iken, bazı dalgıç PM motorları 140 F'de havalandırılır. PM motor tasarımında verimlilik daha yüksektir ve kayıplar daha azdır. Bu, motor tarafından daha az ısı üretildiği anlamına gelir, bu da motorun daha yüksek sıvı sıcaklıklarıyla başa çıkmasına yardımcı olur, böylece daha güçlü ve daha verimli bir motor olur.
Üreticiler ayrıca 304 paslanmaz çelikten (SS) motor yapısı ve agresif su mevcut olduğunda 904 L çelik seçeneği sunar. Bazı PM motorları standart olarak bir silikon/silikon ile gelir
karbür mekanik salmastra. Bir PM motor tasarımında aranacak bir diğer önemli özellik, mıknatısların paslanmaz çelik bir muhafaza içinde korunuyor olmasıdır. Bu, manyetikliği gidermenin önlenmesine yardımcı olur ve motorun sağlamlığını artırır.
Tüm PM motorlarının çalışması için, faydaları beraberinde getiren bir değişken frekans sürücüsüne (VFD) ihtiyacı vardır. PM motorları asenkron motorlardan farklı olduğundan, PM motor çalıştırma hakkında bilmeniz gereken birkaç şey:
Motor dahili kalıcı bir mıknatıstır (IPM), dolayısıyla tüm VFD'ler çalışmaz. VFD, IPM PM dalgıç motorlarını çalıştıracak şekilde tasarlanmalı ve kurulmalıdır. Güvenli olması için yalnızca PM motorlarını çalıştırmak üzere tasarlanmış bir VFD kullanın veya PM dalgıç motorlarla IPM uyumluluğu için farklı bir marka VFD'yi kontrol edin.
Dikey Çok Kademeli Pompa
Dünyanın ilk dikey çok kademeli sıralı pompası 1971'de geliştirildi. Bu pompa bir yeraltı suyu endüstri standardı haline geldi ve kullanıcılar için mümkün olanın sınırlarını zorlamaya devam ediyor. İlki, bir yeraltı suyu sulama pompasına ihtiyaç duyan bir çiftçi için geliştirildi. Günümüzde pek çok üretici bu tür pompaları meskenlerdeki yeraltı suyu, tarım, su transferi, belediye, sanayi ve daha fazlası için sağlamaktadır.
Pompa üreticisinin seçilmesi, üreticinin güvenilirlik, performans, verimlilik ve düşük sahip olma maliyeti gösteren bir deneyim sunmasını sağlamak için önemlidir. Son birkaç yılda,
bu dikey çok kademeli tip pompalar, özellikle enerji verimliliğinde ve iyileştirilmiş emme kaldırma kapasitelerinde (net pozitif emme yüksekliği veya NPSH) daha da fazla gelişme göstermiştir.
Değişken Frekanslı Sürücüler ve/veya Yenilenebilir Solar İnvertörler
VFD'ler, motorun hızını ayarlayarak PM dalgıç ve dikey çok kademeli pompanın performansını kontrol edebilir. Ayrıca pompanın güç tüketimini azaltmaya yardımcı olan en iyi verimlilik noktasına (BEP) yakın çalışmasına yardımcı olurlar.
Pompalar için bir VFD seçerken, pompaları çalıştırmak için tasarlanmış olanı seçmek önemlidir. Pompalar için özel olarak tasarlanmış bir VFD, aşırı yüke, düşük yüke, bacak kaybına, aşırı gerilime, düşük gerilime, faz dengesizliğine, kuru çalışmaya ve daha fazlasına karşı mükemmel pompa koruması sağlar.
VFD, pompayı yumuşak bir başlangıç gibi başlatır, bu nedenle ani akımı azaltır. Yumuşak çalıştırma teknolojisi aynı zamanda pompa ve besleme hatlarındaki koç darbesi stresini de azaltır. Gerçek pompa VFD'leri, pompalama uygulamaları için programlanmıştır ve birçok parametre pompa tipine göre önceden yüklendiğinden, hızlı kurulum sihirbazı VFD'lerin sadece birkaç dakika içinde kurulmasına yardımcı olabilir.
Pompaların Yenilenebilir Enerji İle Güçlendirilmesi
PM dalgıç pompalara veya dikey çok kademeli pompalara güç sağlamanın üç yolu vardır. İlki, bir kamu hizmeti şirketi aracılığıyla sağlanan 460 voltluk şebeke gücüdür.
Başka bir yol da normal alternatif akım (AC şebeke gücü) pompalarını doğru akım (DC) gücüyle çalıştırmaya bakmaktır. Solar invertör teknolojisindeki gelişmeler, çok çeşitli pompaların ve artan hp boyutlarının DC voltajıyla çalıştırılmasına olanak tanır. Solar invertörlerin popülaritesi, yeni ve mevcut pompalara ve motorlara güç sağlamak için artıyor. Bir VFD'nin sunduğu tüm seçenekleri ve korumayı sağlayacak şekilde programlanabilirler.
Pompalama sistemlerini çalıştırmanın son bir örneği, hem AC hem de DC gücü kullanarak ve harmanlayarak her iki dünyanın en iyilerini bir araya getirmektir. Solar invertörler artık DC ve AC gücünü aynı anda harmanlama teknolojisine sahiptir. Hem AC ve DC'nin harmanlanması hem de yalnızca DC'nin kullanılması tasarruf sağlar ve kullanıcılara etki yaratabilecek bir şey sunmanın bir yolunu sunar. Verimlilikteki %10'luk artış, kullanıcıların aynı beygir gücünde daha fazla su dağıtmasına olanak sağlayabilir ve hatta bazı uygulamalarda gerekli olan güneş paneli sayısını azaltabilir.
Yeraltı suyu ve sulama pompalarının kullanıcıları, karbon ayak izini azaltmak ve çevre üzerinde olumlu bir etki yaratmak için üzerlerine düşeni yaparken aynı zamanda su sağlama fırsatına sahiptir.