Частотний перетворювач для насосу автономного водопостачання

Базовий елемент, що забезпечує функціональність насоса, – це електродвигун. Раніше регулювання робочого процесу відбувалося за рахунок автоматики, тепер це завдання вирішує частотний перетворювач для насосів.

Функціональне призначення перетворювача частот у конструкції насоса

Інвертор (частотний перетворювач) забезпечує регулювання роботи насоса набагато краще, ніж реле. Він працює в один і той же час як стабілізатор, автоматика та регулятор робочого процесу. Завдяки йому забезпечується висока ефективність приладу:

Знижується рівень подачі електрики, при необхідності, та частоти обертання двигуна, що сприяє запобіганню насосу від передчасного зносу.
Запобігається утворенню в трубах надлишкового тиску.
Вирішується проблема зі стрибками напруги, що також збільшує термін експлуатації насоса.

Переважно вже в процесі збирання насосної станції вживлюється частотний перетворювач. До таких пристроїв потрібно віднести моделі досить відомого насоса Грундфос.

Візуально він являє собою коробку оснащену електронікою (кілька плат, датчик, що здійснює виміри, та інвертор, що вирівнює рівень напруги) та малогабаритним екраном.

Більш дорогі зразки оснащені мікропроцесорами. Можуть бути вбудовані акумулятори, додаткові вирівнювачі тощо.

Перетворювачі, що використовуються, можуть бути однофазного або трифазного типу.

За принципом роботи перетворювач частоти досить простий. Хвиля електричного струму подається на плати приладу. Розташовані там інвертори та стабілізатори забезпечують йоговирівнювання. Одночасно з цим датчик зчитує дані тиску та іншу значущу інформацію.

Всі відомості перенаправляються до блоку автоматики. Далі, перетворювач частоти здійснює їх оцінку, визначаючи рівень потужності, який необхідно подати, і, відповідно, подаючи необхідний для продовження роботи обсяг електроенергії.

Як результат, перетворювач частоти може відрегулювати плавність запуску електродвигунів, рівень тиску води та зупинку роботи у критичній ситуації. Перелік всіх покладених на частотник «обов'язків» постійно розширюється зважаючи на вироблені розробниками удосконалень.

Процес управління діями перетворювача здійснюється лише натисканням потрібної кнопки з орієнтуванням на дані, що відображаються на екрані. Більш дорогі пристрої здатні розпізнати більшу кількість команд. Найякісніші моделі розраховані на кілька десятків робочих режимів зі зміною швидкості та програми.

Витрати на інсталяцію та купівлю перетворювача повністю компенсуються протягом одного року експлуатації

Перелік позитивних функцій перетворювача частот:

Здатність вирівнювати вхідну напругу.
Забезпечує регулювання потужності насоса.
Створення умов, що дозволяють заощаджувати електроенергію.
Збільшення тривалості експлуатації насосного обладнання.
Надання можливості роботи без гідроакумулятора.
Стабілізація внутрішньосистемного тиску.
Зниження рівня шумової дії насоса.

Також він працює як заступник автоматики.

Висока собівартість приладу.
Здійснення налаштування та підключення зазвичай доступне лише фахівцям.

Перетворюваччастот працює у конструкції насоса наступним чином: при значному падінні рівня тиску в гідробаку (визначається за допомогою реле), частотник отримує відповідний сигнал і дає команду на запуск електромотора. При цьому все здійснюється без різких рухів, потужність наростає поступово, забезпечуючи страховку від гідравлічного перевантаження. В даний час моделі перетворювачів забезпечують регулювання часу розгону від 5 до 30 секунд.

Поки здійснюється розгін перетворювач безперервно отримує відомості про те, який рівень тиску в трубопроводі. Як тільки цей рівень досягає потрібного значення, розгін припиняється, робота двигуна продовжується на досягнутій частоті.

Як вибирати та встановлювати обладнання?

Стандартна комплектація насосної станції складається з:

Занурювальний або поверхневий насос;
Манометр;
Шланга, оснащеного нержавіючим покриттям;
Гідроакумулятор;
Реле тиску води.

До додаткового обладнання відносять:

частотні перетворювачі свердловинних насосів;
Стабілізатори напруги;
Джерела безперебійного живлення;
Датчик;
Блоки;
Керуючі реле і т.д.

Якщо конструкція вже наявного насосного обладнання не оснащена перетворювачем частот, можна здійснити його самостійну установку. Зазвичай документація насоса документації має вказівки щодо того, з яким саме перетворювачем може взаємодіяти насос даного типу.

У разі відсутності подібної інформації потрібно, спираючись на значущі параметри, підібрати перетворювач самостійно:

Необхідна відповідність між потужністю електроприводу та перетворювача.

Значення вхідної напруги.

Вказівка на те, за якої сили струму перетворювач працює. Тут необхідно враховувати, які можуть бути потенційні коливання в мережі (низький рівень напруги провокує зупинку, високий - поломку).

Категорія двигуна насоса.

Однофазний, двофазний або трифазний.

Межі діапазону частотного керування.

Для свердловинного насоса потрібно 200 - 600 Гц (залежно від того, яка первинна потужність насоса), для циркулярного насоса - 200 - 350 Гц.

Відповідність числа входів/виходів управління експлуатаційним потребам.

Чим їх більше, тим більше можливостей керування робочим процесом.

Вибір відповідного методу управління.

У випадку зі свердловинним насосом - управління виносного типу, що дозволяє здійснювати управління безпосередньо з дому, а циркуляційний насос працює з пультом дистанційного керування.

Визначати надійність придбаних пристроїв необхідно опосередковано за тривалістю гарантійного терміну. Відповідно, чим він більший, тим краща якість.

Де встановлювати перетворювач для насосу?

Частотні перетворювачі, що мають гідравлічне підключення, встановлюються прямо на напірній магістралі. Без такого підключення на магістраль кріпиться лише датчик тиску води, з'єднаний з ПЧ.

Перетворити розташовується максимально близько до насоса, але тільки всередині приміщення, що опалюється. Загальна схема підключення до живлення проста і не викликає труднощів.

Моделі перетворювачів для насосу

Grundfos Cue

Перетворювачі, що випускаються компанією, що розташована в Данії та виробляєнасоси. Як наслідок, ці частотники спроектовані у максимальній відповідності до конструкції моделей насоса від Грундфос. Прилад відповідає за тонке регулювання роботи всього механізму, виконання функцій, що охороняють і управляють. Перетворювачі системи Cue відрізняються різноманітністю високоякісних моделей (понад 15 видів в асортименті), проте вартість у них відповідна. Крім того, ціна безпосередньо залежить від того, для механізму якої потужності потрібен перетворювач частоти. Серед спектра моделей можна знайти перетворювачі і однофазного насоса (Micro Drive FC 51), і для трифазного (Micro Drive FC101).

Перетворювачі цієї компанії вирізняються бюджетністю. Відповідають за компенсацію крутного моменту, плавність запуску, контроль тиску і мають різні режими керування числом до 24-х. Відповідність потужності підбирається в індивідуальному порядку. Є захисний корпус, що оберігає від впливу пилу та бруду.

Перетворювач частот однофазного типу. Можна використовувати у побутових приладах. Рівень потужності становить 07-25 кВт. Малогабаритний, що робить його зручним для встановлення у будь-яких пристроях. Примітний тим, що забезпечує тонке налаштування завдяки кільком режимам налаштування та 16-ти дискретним швидкостям. Коштує приблизно вдвічі більше за попередню модель.

Моделі цієї марки відрізняються універсальністю та дуже популярні. Їхня відмінна риса — якісний привід і векторне управління. Привід також гасить шуми під час роботи двигуна, автоматично підхоплює частоти обертання електричного двигуна, захищає весь механізм від перевантаження і перегріву, забезпечує плавний старт. За вартістю можна порівняти зGrundfos Cue.

Використання насоса в системах автономного водопостачання та опалення

Більшість сучасних насосів спроектована відповідно до принципу дроселювання. Електричні мотори цих механізмів знаходяться в режимі роботи на верхній межі межі, тобто буквально на знос. Найчастіше через відсутність плавності при включенні спостерігаються потужні гідравлічні удари, що псують конструкцію насоса. Щоб точно налаштувати такий механізм теж потрібно неабияк постаратися.

Розрахунок даних для насосного обладнання завжди проводиться виходячи з граничного рівня потужності, хоча максимального навантаження механізм відчуває лише епізодично при піковому споживанні води, що трапляється нечасто. В решту часу здійснення роботи на межі можливостей абсолютно невиправдане. Саме в такі моменти частотний перетворювач для циркуляційного та свердловинного насоса скорочує енергоспоживання на 30-40%.

Крім іншого, використання частотного перетворювача в станції насоса, що забезпечує доставку води, дозволяє запобігти проблемі «сухого ходу». Вона актуальна у випадках, коли води всередині системи немає, а двигун працює далі. Через «сухий хід» може відбутися перегрів двигуна та поломка механізму в цілому. Це вкотре доводить необхідність використання перетворювача.

Однофазний частотний перетворювач для насоса в рамках побутової системи водопостачання

Ергономічність приладів є важливим показником у межах побутового обслуговування. Поліпшення даного параметра для системи водопостачання, що використовує малопотужну однофазну модель насоса, важко, оскільки для цього потрібен перетворювач із вхідним/вихідним рівнем напруги 1х220В, а знайти такий нелегко.

Зазвичай побутові насоси не маютьнарікань з енергоспоживання, однак це не компенсує витрат на покупку, оскільки її рідкісна експлуатація.

Проте установка перетворювача у своїй не втрачає актуальності, оскільки він допомагає підтримці постійного мережного тиску. Інакше кажучи, тут здійснюється запит на комфортну експлуатацію.

Особливо важливою є така опція при використанні гарячої води. Тобто застосування частотника позбавляє від температурних стрибків і зміни сили напору.

Однофазні перетворювачі підходять як для занурювальних, так і для поверхневих насосів.

Однофазний перетворювач частоти для домашнього користування

Перетворювачі стандартного типу зазвичай не оснащені гідравлічним підключенням. Спроба самостійного модернізації пристрою під такі потреби може бути марною, навіть якщо за справу візьметься фахівець.

Усвідомлюючи цю проблему, виробники, що займаються випуском перетворювачів частоти, створили спеціальний однофазний частотний перетворювач для насоса, що забезпечує побутові системи водопостачання.

Одним із подібних перетворювачів є SIRIO ENTRY 230, оснащений гідравлічним підключенням і здатний до виконання всіх стандартних завдань частотника.