Bơm là một phần của cả quá trình. Khi sử dụng, máy bơm thổi khí luôn là một phần của cả một hệ thống bơm . Một hệ thống bơm thường là một mạng lưới đường ống, bể chứa, van và các bộ phận hệ thống khác. Người nhận thường ở cấp độ địa lý cao hơn so với việc cung cấp hệ thống.
 

>>>>Xem thêm : Địa chỉ cung cấp máy thổi khí con sò giá rẻ

Các bộ phận này cũng có thể ở cùng cấp độ, như trong trường hợp hệ thống truyền nhiệt mạch kín. Các hệ thống bơm gần như luôn luôn đòi hỏi một sự thay đổi của tốc độ dòng chảy .

Các ví dụ bao gồm chu kỳ hàng ngày trong việc tiêu thụ nước uống, nhu cầu quá trình khác nhau cho nhu cầu sưởi ấm theo chất lỏng hoặc theo mùa. Tuy nhiên, sự thay đổi cần thiết có thể nằm ở đầu bơm, chẳng hạn như thay đổi theo chu kỳ áp suất quá trình , hoặc bơm vào bể có mức chất lỏng thay đổi.

Sơ đồ hệ thống bơm tối ưu hóa hiệu quả

Mặc dù có các biến thể, công suất bơm được chọn theo lưu lượng tối đa và đầu vào hoặc thậm chí theo nhu cầu trong tương lai, có lẽ với một mức an toàn nhất định.

Công suất bơm trung bình có thể chỉ là một phần của công suất tối đa và điều này sẽ đòi hỏi một số loại điều khiển .

Phương pháp kiểm soát dòng chảy

Có một số phương pháp khác nhau để phù hợp với lưu lượng theo yêu cầu hệ thống .

Bốn phương pháp kiểm soát lưu lượng phổ biến nhất của máy bơm là điều tiết, bypass, điều khiển bật tắt và điều khiển biến tần (VSD). Chúng được minh họa trong Hình 1.

Hình 1 - Minh họa các phương pháp kiểm soát lưu lượng bơm. A - điều chỉnh, B - Bypass, điều khiển bật tắt C và điều khiển D – VSD

Tiêu thụ năng lượng tương đối của các phương pháp điều khiển khác nhau có thể được ước tính từ khu vực giữa trục X và Y và điểm vận hành.

Nên nó đang được sử dụng công thức:

• P = Q x H

Trong ví dụ sau (xem Hình 2), mức tiêu thụ năng lượng tương đối trên tốc độ dòng trung bình 70% được tính bằng các phương pháp điều khiển khác nhau.

Tiêu thụ điện năng của 4 phương pháp kiểm soát dòng chảy.

Hình 2 - Mức tiêu thụ điện của bốn phương pháp kiểm soát dòng chảy phổ biến nhất cho máy bơm

• Điều tiết

Điều khiển bướm ga là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất . Lưu lượng gây ra bởi bơm tốc độ không đổi được giảm bằng cách tăng tổn thất trong hệ thống bằng cách đóng van. Trong ví dụ trong Hình 2, điểm vận hành được chuyển từ (Q = 10, H = 10) sang (Q = 7, H = 12.7).

Tiêu thụ năng lượng tương đối có thể được tính bằng:

P = 7 x 12,7 = 89

• Bypass

Mặc dù không được sử dụng phổ biến, bypass được áp dụng chủ yếu cho máy bơm tuần hoàn. Sản lượng dòng chảy đến hệ thống được giảm bằng cách bỏ qua một phần lưu lượng xả của bơm đến bơm hút. Điều này có nghĩa là tổng lưu lượng tăng (từ 10 đến 12,4), nhưng đầu giảm (từ 10 đến 6,6).

Tiêu thụ điện năng tương đối là:

P = 12,4 x 6,6 = 82
 

• Điều khiển tắt

Điều khiển bật tắt thường được sử dụng khi không cần điều khiển vô cấp , chẳng hạn như giữ áp suất trong một bể giữa các giới hạn đặt trước. Máy bơm đang chạy hoặc dừng. Lưu lượng trung bình là mối quan hệ giữa thời gian trên trên thời gian và thời gian tổng cộng (trên + tắt).

Tiêu thụ năng lượng tương đối có thể được tính toán dễ dàng bằng cách:

P = 0,7 x 100 = 70

• Kiểm soát VSD

Để hiểu các lợi ích của điều khiển VSD, hãy xem xét các đường cong bơm trong Hình 2. Với các hệ thống đầu tĩnh thấp, hiệu suất tối ưu của bơm tuân theo đường cong hệ thống. Với điều khiển VSD, điểm làm việc của bơm theo đường cong hệ thống không thay đổi.
T

hay đổi tốc độ của bơm sẽ di chuyển các đường cong của bơm theo quy luật ái lực. Nếu tốc độ bánh công tác bơm giảm, đường cong bơm di chuyển xuống dưới. Nếu tốc độ được tăng lên, nó di chuyển lên trên. Điều này có nghĩa là công suất bơm hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của quy trình. Theo ví dụ trước đây của chúng tôi, cả tốc độ dòng chảy (từ 10 đến 7) và đầu (từ 10 đến 6.4) đều giảm.

Mức tiêu thụ năng lượng tương đối có thể được tính bằng:  P = 7 x 6.4 = 45

Ví dụ này cho thấy phương pháp điều khiển tốc độ biến là hiệu quả năng lượng nhất để bơm các ứng dụng. Các ví dụ được thảo luận chỉ được tính cho một tốc độ dòng chảy (70%), nhưng mức tiêu thụ năng lượng tương đối với các phương pháp điều khiển khác nhau phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy. Mối quan hệ này được hiển thị trong Hình 3 (xem bên dưới).

Trong các đường cong này, hiệu suất của bơm, động cơ và ổ đĩa cũng được tính đến và vì lý do đó, kết quả khác nhau đôi chút so với những gì trong Hình 2.

Hình 3 - Tiêu thụ điện năng với các phương pháp điều khiển bơm khác nhau như là một hàm của tốc độ dòng chảy. Các giá trị phần trăm của lưu lượng và công suất có liên quan đến các giá trị danh nghĩa của bơm.

Điều khiển tiết lưu dẫn đến tổn thất cao trong bơm và trong van khi hệ thống đang chạy với tốc độ dòng chảy giảm. Tổn thất trong động cơ vẫn tương đối ổn định trong toàn bộ phạm vi dòng chảy. Trong điều khiển VSD, điểm vận hành tuân theo đường cong hệ thống, tối ưu cho hiệu suất bơm. Nói chung, dựa trên luật ái lực, mức tiêu thụ năng lượng giảm đáng kể khi tốc độ giảm.