راه اندازی بوستر پمپ با اینورتر

قابلیت های بالای اینورترها سبب شده است، که در صنعت شاهد افزایش روزافزون استفاده از اینورترها باشیم. یکی از این موارد پمپ ها و سیستم های آبرسانی (بوستر پمپ) و آبیاری است. مزایایی از قبیل کاهش استهلاک قطعات، کاهش شدید مصرف برق، امکان کنترل سرعت و حجم آب خروجی در رنج وسیعی دارند. در ادامه روش استفاده از بوستر پمپ با اینورتر دلتا CP2000 را شرح می دهیم.

در کنترل فشار آب با اینورتر، در مواقعی که فشار آب کافی نباشد، برای تأمین آب ساختمان تجاری فشار آب را می افزاید. بیشتر مجتمع های آپارتمانی چند طبقه، هتل ها و غیره برای تأمین فشار آب کافی به واحدهای ترمینال مانند دوش و حمام، به پمپ های تقویت کننده فشار نیاز دارند.

انواع پمپ ها

پمپ های دینامیکی

در این پمپ انتقال انرژی به سیال به صورت دائمی است و به دو دسته گریز از محور و و جریان محور تقسیم می شوند.

پمپ های جابجایی مثبت

در این پمپ ها انتقال انرژی به سیال بصورت متناوب یا پریودیک صورت می پذیرد و به دو نوع رفت و برگشتی و دوار تقسیم بندی می شوند.
از نظر کاربردی پمپ ها به انواع پمپ های بهداشتی، پمپ های فاضلاب، پمپ های شناور، پمپ های نصب در سوراخ عمیق، پمپ های دوزینگ تقسیم می شوند.

پمپ گریز از مرکز

در این بخش دو نوع پمپ مهم و کاربردی گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی سیال به فشار ایستا کار می کند این قانون براساس قانون برنولی توصیف می شود. قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می توان با ملاحظه تاثیر تکان دادن سطل آب بر روی یک مسیر دایره ای توسط یک طناب نشان داد.

در پمپ گریز از مرکز انرژی از ماشین به سیال داده شده و در واقع ابتدا کار توسط موتور به مجموعه وارد و سپس انرژی جنبشی پره ها به انرژی هیدرولیک سیال تبدیل می شود. در نهایت این انرژی انتقال سیال از نقطه ای به نقطه دیگر را ممکن می کند.

در واقع کل داستان به این صورت است که چرخش با سرعت زیاد پره موجود در پمپ باعث می شود که آب ورودی با سرعت بالا به خارج پمپاژ شود و البته محدودیت حداقل سرعت وجود دارد. به طوریکه اگر سرعت چرخش پره از مقدار مشخصی کمتر باشد آنگاه پمپاژ آب صورت نخواهد گرفت. برای پمپ های گریز از مرکز از اینورترها می توان استفاده کرد که بوسیله آنها سرعت موتورها و مقدار حجم آب خروجی کنترل می شود.

شکل زیر قسمت های مختلف یک پمپ گریز از مرکز را نشان می دهد.

شکل1:پمپ گریز از مرکز

پمپ های پیستونی

در پمپ های پیستونی انتقال سیال به صورت پریودیک خواهد بود به طوریکه با عقب رفتن پیستون دریچه آب ورودی باز شده سیلندر مربوطه از سیال پر می شود. سپس پیستون جلو رفته دریچه ورودی آب بسته می شود و به جای آن دریچه خروجی باز می گردد تا سیال موجود در سیلندر از آن خارج شود.

باید توجه داشت که دریچه های ورودی و خروجی دارای شیرهای یکطرفه می باشد. در واقع این روش که با کمک میل لنگ و سیستم پیستون وسیلندر صورت میگیرد. با توجه به انجام کار با سرعت بالا  خروجی سیال به صورت مداوم خواهد بود.

برای پمپ های پیستونی نیز می توان از اینورتر ورتکس برای کنترل حجم آب خروجی استفاده کرد. پمپ های پیستونی در صورتی که سرعت خیلی پایینی داشته باشند، در اثر تنظیم سرعت اینورتر حجم آب خروجی کاهش خواهد یافت. در عین حال خروجی آب پمپاژ شده به صورت مداوم نبوده و به صورت قطع و وصل مشاهده خواهد شد. عموما از پمپ های پیستونی در کاربردهایی که حجم سیال کم ولی فشار بالا نیاز باشد استفاده می شود.

پمپ دنده ای

پمپ دنده ای نوع دیگری از پمپ هاست که به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. عموما از دو عدد چرخ دنده در داخل یکدیگر ساخته شده اند که این قابلیت را دارند که حتی مواد با ویسکوزیته (غلظت) بالا را نیز انتقال دهند و بالطبع برای این پمپ ها نیز میتوان از اینورتر برای کنترل دور موتور استفاده کرد.

بوستر پمپ چیست؟

بوستر پمپ دستگاهی است که از مجموعه ای پمپ تشکیل شده است، که به صورت موازی به یکدیگر متصل شده اند. کاربرد اصلی بوستر پمپ در واقع شبیه پمپ آب است با این تفاوت که از چند پمپ آب در آن استفاده می شود و می تواند با فشار بیشتری آب را منتقل می کند و می تواند آب را به ارتفاع های بالاتر برساند.

بوستر پمپ دارای انواع مختلفی مانند بوستر پمپ آتش نشانی، آبیاری است که معمولا در ساختمانهای بلند، فروشگاههای زنجیره ای، پاساژها، باغات و زمینهای کشاورزی بزرگ و در سیستم های آتش نشانی مورد استفاده قرار می گیرد.

بوستر پمپ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند

• دور ثابت
• دور متغیر

بوستر پمپ دور ثابت

نوع دور ثابت معمولا از فلوترهای دیجیتال و از کنتاکتور برای راه اندازی سیستم استفاده می کند. این روش صرف اقتصادی دارد که البته به دلیل ضربه قوچی و استهلاک بالای سیستم اصلی این مزیت اقتصادی در دراز مدت از بین رفته و جای آن را به ضرر اقتصادی می دهد. بنابراین نوع دور متغیر به طور گسترده جانشین نوع دور ثابت بوستر پمپ شده است.

بوستر پمپ دور متغیر

در صورتیکه نیاز به آموزش بوستر پمپ دارید، می توانید از مقاله PID کنترل با اینورتر استفاده کنید. در عین حال برای راه اندازی چند پمپ باید از سیستم بوستر پمپ استفاده کنید.

که البته نوع دور متغیر در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد ابتدا به شرح مختصری از مزایای بوستر پمپ های کنترل شده با اینورتر می پردازیم.

• ثابت بودن فشار آب خروجی سیستم در صورت تغییر مقدار مصرف آب
• عدم نیاز به منبع دیافراگمی
• عدم نیاز به پمپ یدکی
• حذف ضربه قوچ در شبکه مصرف
• کاهش استهلاک کوپلینگ و قطعات متحرک الکتروپمپ
• کاهش هزینه های سرویس و نگهداری در بوستر پمپ های متغیر
• کاهش هزینه برق مصرفی بدلیل استفاده از اینورتر

و نوع دور متغیر نیز به دو مدل مختلف تقسیم بندی می شود. نوع اول از یک اینورتر برای کنترل یک مجموعه بوستر پمپ استفاده می کند. در این روش مدل اینورتر CP2000 برند دلتا گزینه مناسبی است و در نوع دوم برای هر کدام از پمپ ها یک اینورتر مجزا قرار داده می شود و یک سیستم مرکزی که PLC است وظیفه کنترل سیستم بوستر پمپ را برعهده دارند.

مزایای اقتصادی کنترل فشار آب با اینورتر

اینورتر را می توان به پمپ های تقویت کننده فشار به عنوان جایگزینی برای استفاده از شیرهای کنترل فشار اضافه کرد. این موجب صرفه جویی در انرژی و کاهش هزینه و نگهداری آن می شود. صرفاً به دلیل ضریب ایمنی مورد استفاده در هنگام طراحی سیستم، صرفه جویی در اینورتر می تواند 20٪ یا بیشتر باشد.

اگر فشار مکش پمپ متغیر باشد، اندازه گیری بیش از حد پمپ مورد نیاز برای رسیدگی به کمترین فشار مکش باعث افزایش ضررهای نصب نمی شود، وقتی فشار مکش افزایش می یابد.

رابطه ریاضی برقرار بین مصرف توان یک موتور و سرعت آن در کاربرد پمپ باعث شده است، کنترل موتور با اینورترها مزایای اقتصادی فراوانی در کاهش مصرف برق داشته باشد. مقدار توان مصرفی یک اینورتر با مکعب سرعت ارتباط مستقیم دارد، به طوریکه با کاهش سرعت یک موتور به نصف سرعت نامی توان مصرفی آن به یک هشتم کاهش می یابد. بنابراین بسیار مقرون به صرفه است که با کمک اینورتر سرعت نهایی یک پمپ را کنترل کرد. رابطه ریاضی آن در زیر قابل مشاهده است.

کنترل حلقه بسته به کمک اینورتر

در این روش از یک سنسور فشار سنج استفاده شده که سیگنال آن به اینورتر اتصال داده شده است. نحوه عملکرد اینورتر به این صورت است که مقدار اندازه گیری شده را با مقدار مطلوب مقایسه می کند و سرعت پمپ را مدام تغییر می دهد، تا فشار آب در مقدار ثابتی نگه داشته شود. با اتصال سنسور فشار به اینورتر و پمپ این مجموعه تشکیل یک حلقه بسته می دهد. (بوستر پمپ،سنسور، اینورتر). بلوک دیاگرام آن در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل2: کنترل حلقه بسته با اینورتر برای پمپ

نصب اینورتر دلتا CP2000 روی پمپ

در این روش به کمک اینورتر دلتا CP2000 فشار خروجی از روی کلکتور کنترل می شود؛ به طوریکه فشارسنج آنالوگ مستقیما به اینورتر متصل می شود و اینورتر مسئولیت روشن و خاموش کردن موتورهای مختلف سیستم بوستر پمپ را به عهده می گیرد. بدین شکل که ابتدا اینورتر یکی از موتورها را وارد مدار می کند و به صورت دور متغیر آنرا کنترل می کند.

در صورتیکه موتور توانایی تامین فشار لازم را نداشته باشد، اینورتر به وسیله کنتاکتور و رله های خروجی که دارد، موتور اول را در دور نامی به برق شهر متصل می کند و به سراغ موتور دوم می رود و آن را به صورت دور متغیر کنترل می کند. این روند تا زمانیکه فشار به مقدار مطلوب نرسیده باشد روند وارد کردن موتورها ادامه خواهد داشت.

در مقابل اگر فشار از مقدار مطلوب بیشتر باشد، آنگاه به ترتیب موتورهای وارد شده از مدار خارج می شوند تا فشار در حد مطلوب قرار گیرد. بنابراین تمام موتورهای متصل به سیستم در زمان راه اندازی و توقف به صورت دور متغیر کار می کنند. علاوه بر حذف کامل ضربه قوچی به سیستم کنترل در موتور به صورت کامل صورت گرفته و فشار با دقت بالایی تنظیم می شود.

در شکل زیر نقشه راه اندازی بوستر پمپ با اینورتر CP2000 نشان داده شده است:

شکل 3: نقشه راه اندازی بوستر پمپ با اینورتر cp2000

در مدار زیر به کمک کارت کمکی R6AA اضافه شده به اینورتر 4 موتور مختلف را بشرحی که در بالا آمده است را میتوان کنترل کرد.

شکل 4: کارت کمکی R6AA

اینورتر CP2000 این قابلیت را دارد که با توجه به زمان کارکرد موتورهای مختلف نوبت عملکرد موتورها را تغییر داده و بدین ترتیب تمام موتورها در شرایط برابری از نظر کارکرد قرار خواهند گرفت.

اینورتر CP2000 مانند اینورتر دلتا C2000 و اینورتر MS300 دارای PLC داخلی است که در کنار قابلیت های کلی این اینورترهای امکان برنامه نویسی را نیز برای کاربر محیا می کند.

طریقه نصب اینورتر پمپ آب (استفاده از اینورتر ورتکس)

روش سومی برای راه اندازی بوستر پمپ وجود دارد و آن استفاده از اینورتر جداگانه برای هر پمپ است. البته قیمت تمام شده بیشتری نسبت به روش دوم دارد. مزیت این روش این است که در صورت بوجود آمدن مشکل برای هر کدام از اینورترها بر خلاف روش قبل سیستم بوستر از کار نخواهد افتاد.

برای این کار می توانید از اینورتر ورتکس سری IR610 و سری IR233 استفاده کنید. در این روش نیاز به یک کنترل کننده مستقل وجود دارد که PLC سری DVP10SX برند دلتا گزینه مناسبی برای راه اندازی اقتصادی و در عین حال حرفه ای بوستر پمپ است.

این PLC دارای دو ورودی آنالوگ و دو خروجی آنالوگ است که به شما اجازه می دهد سنسور آنالوگ ورودی را به آن متصل کرده و نیز به کمک دو عدد خروجی آنالوگ سرعت اینورترها را کنترل می کند.

بدیهی است در صورت نیاز به کنترل تعداد بیشتری پمپ در سیستم بوستر باشد می توان از آنالوگهای کمکی DVP04DA و یا DVP06XA استفاده کرد تا بوسیله این اکسپنش ها بتوان اینورترهای بیشتری را کنترل کرد.

در این روش از هر خروجی آنالوگ برای راه اندازی یکی از اینورترها استفاده می شود. بالطبع باید برنامه نویسی لازم برای PLC را برای کنترل فرمان اینورتر ها انجام گیرد. برای مشاوره در زمینه برنامه نویسی سیستم های بوستر پمپ می توانید از کارشناسان شرکت بارمان اتوماسیون نماینده دلتا و نماینده رسمی اینورتر ورتکس در اصفهان راهنمایی های لازم را دریافت کنید.