Čerpadla používaná v systémech autonomní zásobování vodou a vytápění, jsou produktivní, ale zároveň dosti nákladná zařízení z hlediska provozu z důvodu vysoká úroveň spotřeba energie. Snížit náklady a výrazně prodloužit životnost čerpadla můžete jeho vybavením frekvenčním měničem, kterému se budeme věnovat v tomto článku.

Zjistíte, proč potřebujete a jaké funkce plní frekvenční měnič. Princip fungování takových zařízení, jejich odrůdy, Specifikace a jsou uvedena doporučení pro výběr převodníků pro spád a oběhová čerpadla.

1 Proč potřebujete frekvenční měnič?

Téměř všechny moderní čerpadla prodávané v rozpočtu a střední cenová kategorie, jsou navrženy podle principu škrcení. Elektromotor takových jednotek vždy pracuje na maximální výkon a změna průtoku / tlaku přívodu kapaliny se provádí nastavením uzavírací ventily, který mění průřez průchozího otvoru.

Tento princip fungování má řadu výrazné nedostatky, vyvolává vzhled vodního rázu, protože ihned po zapnutí čerpadlo začne čerpat vodu potrubím na maximální výkon. Dalším problémem je vysoká energetická náročnost a rychlé opotřebení součástí systému – jak čerpadla, tak i uzavíracích ventilů s potrubím. Ano, a o doladění takového vodovodu doma ze studny nemůže být řeč.

Výše uvedené nevýhody jsou u čerpadel vybavených frekvenčním měničem neobvyklé. Tento prvek umožňuje efektivně řídit tlak vytvořený ve vodovodním nebo topném potrubí změnou množství elektrické energie dodávané do motoru.

Jak můžete vidět na diagramu, čerpací zařízení vždy počítáno podle parametru omezení výkonu, nicméně v režimu maximálního zatížení čerpadlo pracuje pouze v obdobích špičkové spotřeby vody, což je extrémně vzácné. Ve všech ostatních případech zvýšený výkon zařízení je nadbytečné. Frekvenční měnič, jak ukazují statistiky, umožňuje ušetřit až 30-40% elektrické energie při provozu oběhových a vrtných čerpadel.

1.1 Zařízení a operační algoritmus

Frekvenční měnič pro vodní čerpadla je elektrické zařízení, které převádí konstantní tlak sítě na střídavé s předem stanovenou amplitudou a frekvencí. Téměř všechny moderní měniče jsou vyrobeny podle schématu změny dvojitého proudu. Tento design se skládá ze 3 hlavních částí:

• neřízený usměrňovač;
• pulzní invertor;
• kontrolní systém.

Klíčovým konstrukčním prvkem je pulzní měnič, který se zase skládá z 5-8 tranzistorových klíčů. Ke každému z klíčů je připojen odpovídající prvek vinutí statoru elektromotoru. Zahraniční měniče používají tranzistory třídy IGBT, zatímco ruské měniče používají jejich domácí protějšky.

Řídicí systém je reprezentován mikroprocesorem, který současně plní funkce ochrany (vypíná čerpadlo při silných výkyvech proudu v síti) a řízení. U čerpadel na vodu z vrtů je ovládací prvek konvertoru napojen na tlakový spínač, který umožňuje provoz čerpací stanice v plně automatickém režimu.

Algoritmus činnosti frekvenčního měniče je poměrně jednoduchý. Když tlakový spínač zjistí, že hladina tlaku v nádrži hydrauliky klesla pod povolené minimum, vyšle signál do měniče a ten spustí elektromotor čerpadla. Motor plynule zrychluje, což snižuje hydraulické zatížení působící na systém. Moderní měniče umožňují uživateli nezávisle nastavit dobu zrychlení elektromotoru v rozmezí 5-30 sekund.

Během procesu rozběhu vysílač signálu nepřetržitě hlásí do vysílače úroveň tlaku v potrubí. Po dosažení požadované hodnoty řídící jednotka zastaví akceleraci a udržuje nastavené otáčky motoru. Pokud vodní bod připojený k čerpací stanici začne spotřebovávat více vody, konvertor zvýší napájecí tlak zvýšením kapacity čerpadla a naopak.

1.2 Provoz čerpadla v tandemu s frekvenčním měničem (video)

Pokud čerpadlo, které používáte, nemá vestavěný frekvenční měnič, můžete si takový regulátor výkonu zakoupit a nainstalovat sami. Výrobci čerpadel v technickém listu zpravidla uvádějí, který konkrétní měnič je vhodný pro tento model zařízení.

1. Výkon - měnič napětí se volí vždy podle výkonu elektropohonu, ke kterému je připojen.
2. Vstupní napětí - udává sílu proudu, při které zůstává převodník v provozu. Zde je nutné volit s ohledem na výkyvy, které mohou být ve vašem napájení (nízké napětí vede k zastavení zařízení, se zvýšeným napětím může jednoduše selhat). Zvažte také typ motoru čerpadla - tří, dvou nebo jednofázových.
3. Frekvenční rozsah nastavení - pro vrtná čerpadla bude optimální rozsah 200-600 Hz (v závislosti na počátečním výkonu čerpadla), pro oběhová čerpadla 200-350 Hz.
4. Počet zdvihů a ovládacích výstupů - čím více jich, tím více povelů a v důsledku toho i provozní režimy měniče, můžete konfigurovat. Automatizace umožňuje nastavit rychlost při startu, několik režimů maximální rychlosti, rychlosti zrychlení atd.
5. Způsob ovládání - pro vrtnou čerpací stanici bude nejvýhodnější použít dálkové ovládání, které může být umístěno uvnitř domu, pro oběhová čerpadla se skvěle hodí převodník s dálkovým ovládáním.

Pokud jste odfiltrovali všechna zařízení na trhu a čelíte skutečnosti, že prostě neexistuje žádné zařízení vhodné pro jeho vlastnosti, musíte výběrová kritéria zúžit na klíčový faktor - proud spotřebovaný motorem podle kterým je zvolen jmenovitý výkon měniče.

Také při výběru frekvenční řídicí jednotky, zejména od tuzemských nebo čínských výrobců, zvažte období záruční servis. Podle jeho trvání lze nepřímo posoudit spolehlivost techniky.

Pár slov o výrobcích. Vedoucí společností v této oblasti je Grundfoss (Dánsko), která dodává na trh více než 15 různé modely převodníky. Takže pro čerpadla s třífázovým elektromotorem je vhodný model Micro Drive FC101, pro jednofázová čerpadla (napájená ze standardní sítě 220V) - FC51.

Cenově dostupnější je zařízení od Rockwell Automation (Německo). Společnost nabízí řadu měničů PowerFlex 4 a 40 pro oběhová čerpadla s nízkým výkonem a řadu PowerFlex 400 pro spádové čerpací stanice(3 paralelně zapojená čerpadla mohou pracovat z jednoho měniče najednou.

Mějte na paměti, že cena dobrého převodníku může někdy dosáhnout nákladů na čerpadlo, takže připojení a konfiguraci takového zařízení by měli provádět výhradně odborníci.

Použití frekvenčních měničů pro řízení čerpadel je nyní nutností, nikoli luxusem. Díky regulace frekvence je možné snížit spotřebu elektřiny v době snížené spotřeby vody, stejně jako se zbavit přetlak sítě, která je často příčinou nehod. Díky použití frekvenčních měničů bylo možné udržovat konstantní tlak vody u spotřebitele.

Jak funguje frekvenční převod u čerpadel?

Vezměme si čerpadlo, které je poháněno dvoupólovým motorem s otáčkami hřídele 2800 ot./min, přičemž na výstupu čerpadla dostáváme jmenovitou dopravní výšku a výkon. Nyní s pomocí frekvenčního měniče snížíme frekvenci, což bude mít za následek snížení otáček motoru, což znamená, že se změní výkon čerpadla. Pomocí senzoru se do jednotky frekvenčního měniče dostane informace o tlaku v systému, a proto se na základě dat ze senzoru změní frekvence dodávaná do elektromotoru.

Jaké frekvenční měniče lze použít pro čerpací jednotky?

existuje různých výrobců nabídka specializovaná frekvenční měniče pro čerpadla, včetně Vacon 100 Flow (novinka od Finský výrobce Vacon), INNOVERT VENT (Čína) a další modely. Jsou kompaktní, mají uživatelsky přívětivé rozhraní a lze je implementovat v různých stupních krytí (IP 21, IP 54, IP65). Nejvyšší stupeň krytí je IP 65, který je voděodolný a prachotěsný, ale zároveň má vyšší cenu.
Výkonový rozsah, ve kterém jsou frekvenční měniče prezentovány, je poměrně široký: od 0,18 do 315 kW a více, při napájení 220 a 380 V ze sítě 50-60Hz.

Použití frekvenčních měničů pro vrtná čerpadla

Chcete-li vybrat frekvenční měnič pro studniční čerpadlo, je nutné vzít v úvahu hloubku studny. Například když je artéská studna hluboká více než 100 m, je nutné použít tlumivky, které mohou zvýšit odolnost izolace kabelu proti opotřebení a snížit další nežádoucí účinky.

Užitečné články o tomto produktu

• ➪ Autonomní zásobování vodou pro letní dům nebo venkovský dům
• ➪ Autonomní zásobování vodou soukromého domu
• ➪ Autonomní vodovodní systém a stanice
• ➪ Pomocné čerpadlo pro vodovodní systém soukromého domu

Frekvenční měnič pro čerpadlo 220V (pro jednofázová čerpadla) je elektronické zařízení, které řídí zapínání a vypínání elektrického čerpadla a upravuje jeho provoz v závislosti na podmínkách napájení, které existují v každém konkrétním časovém období. Toto zařízení bylo speciálně navrženo pro systémy pro domácnost kde je dodávka vody vyžadována na relativně krátkou dobu a obvykle má výrazný rozvrh spotřeby.
Funkce:
. Ochrana proti "suchému chodu", ke kterému dochází při nedostatku vody na sání.
. Automatický restart po vypnutí čerpadla v důsledku chodu nasucho.
. Digitální indikace tlaku na obrazovce přístroje.
. LED a indikace na displeji indikují provozní režimy zařízení a také výskyt chyb.
. Nouzové vypnutí a hlášení systémových chyb.
. Digitální vstupní zařízení pro plovák nebo připojení k externí zařízenířízení.
. Elektrické konektory pro snadné připojení kabelů.

Čerpadlo začne pracovat při maximální rychlosti a poté se postupně přizpůsobí práci v závislosti na tlaku, který je v systému požadován. Výstupní tlak je tedy konstantní, což poskytuje pohodlnější spotřebu.
Tlak je regulován maximálním časovým intervalem (tato hodnota se nastavuje pomocí parametru "Režim chlazení" od 5 do 30 minut, podle typu čerpadla), během kterého bude voda přiváděna spotřebiteli. Po uplynutí nastavené doby, pokud stále existuje požadavek na dodávku vody, se motor čerpadla rozběhne na nejvyšší rychlost aby nedošlo k přehřátí způsobenému sníženou ventilací.

Při uzavření všech zdrojů spotřeby umožňuje vypnutí čerpadla a následné ochlazení motoru vynulování řídicí doby pro další cyklus čerpadla (od zapnutí). Daný čas se vypočítává v závislosti na době pauzy a době chodu (jedna minuta klidu čerpadla odpovídá jedné minutě regulace v dalším cyklu).

Aplikace:
. Elektronická zařízení pro regulaci průtoku a tlaku.
. Frekvenční měniče (invertory) pro řízení konstantního tlaku.
. Ochrana proti chodu nasucho.

Specifikace:
Síťové napájení: jednofázové 230V ±10% - 50/60Hz.
Výstupní napětí: jednofázové 230V~.
Maximální výkon motoru: 750W - 1HP
Maximální proud na linku: 6A, 230W~.
Maximální povolený tlak: 800 kPa (8 bar).
Maximální teplota kapaliny: 30°C.
Tlaková ztráta: 0,7 bar při 150 l/min.
Rozsah nastavení spínacího tlaku: 1,5÷5 bar.
Hydraulické připojení: vnější/vnější závit 1".
Rozsah modulace elektrického napětí: 230÷170 V.
Třída ochrany: IP65.