Facteurs pour les pompes ing dans les applications d'eau souterraine et d'irrigation
Saviez-vous qu'environ 10 % de l'électricité mondiale est consommée par des pompes électriques ? Ce taux de consommation pourrait être réduit de près de moitié si l'équipement obsolète était modernisé avec les technologies de pompage éconergétiques qui existent aujourd'hui. Cette statistique présente un énorme potentiel pour les membres de l'industrie des pompes d'avoir un impact sur la préservation du climat et la réduction d'énergie tout en profitant de nouvelles opportunités commerciales. Cet article présente trois exemples de la façon dont ces changements dans l'industrie du pompage des eaux souterraines peuvent faire la différence.
L'efficacité de la pompe, la consommation d'énergie, la facilité/vitesse d'entretien, la fiabilité éprouvée et la disponibilité des pompes affectent tous le coût total de possession - ce sont des facteurs importants lors de la sélection d'une pompe ou d'un système pour une nouvelle installation ou une mise à niveau. Le type d'équipement sélectionné affecte deux résultats différents :
Le second est le coût de possession à vie. Sur les pompes plus grandes (tailles de moteur), environ 5 % à 10 % du coût sont liés à l'investissement et environ 2 % à 4 % concernent l'entretien de la pompe tout au long de sa durée de vie. Ensuite, environ 90 % indiquent la consommation d'énergie, ce qui signifie que l'efficacité est le véritable moteur de la réduction des dépenses d'exploitation (opex) sur le fonctionnement de la pompe. Supposons qu'une pompe consomme 100 kilowattheures (kWh) d'énergie. Un point d'amélioration de l'efficacité se transforme facilement en une réduction de puissance de 5 000 à 7 500 kWh d'une année sur l'autre, selon les heures de fonctionnement par jour.
Voici trois exemples de pompes couramment utilisées dans l'industrie des eaux souterraines et de l'irrigation et les facteurs qui doivent être pris en compte lors de la sélection de chaque type de pompe.
Pompe submersible à aimant permanent
En 1929, la première pompe à turbine submersible a été conçue pour être installée dans un puits où le moteur et la pompe étaient tous deux profondément sous l'eau. La majorité des moteurs submersibles sont des moteurs bobinés asynchrones à induction submersibles avec une conception rotor / stator et existent depuis des années. Les moteurs submersibles de faible puissance (hp) incorporant une conception à aimant permanent sont sur le marché depuis 20 ans. Examinez de plus près le moteur d'eau souterraine submersible à aimant permanent (PM) de 6 pouces. Sur le moteur PM, l'enroulement de fil à l'ancienne est remplacé par une conception à aimant permanent à haut rendement.
Avec l'augmentation du débit et de la tête dynamique totale (TDH) (1 500+gallons par minute [gpm]/2 000 pieds+TDH), les applications pour les installations d'eau souterraine augmentent certainement. La température maximale du liquide pour les moteurs standard est de 104 F, alors que certains moteurs PM submersibles sont aérés à 140 F. Dans une conception de moteur PM, le rendement est plus élevé et les pertes sont moindres. Cela signifie que moins de chaleur est générée par le moteur, ce qui aide le moteur à gérer des températures de liquide plus élevées, donc un moteur plus puissant et plus efficace.
Les fabricants proposent également une construction de moteur en acier inoxydable 304 (SS) et une option pour l'acier 904 L lorsque de l'eau agressive peut être présente. Certains moteurs PM sont livrés en standard avec un silicium/silicium
joint d'arbre mécanique en carbure. Une autre caractéristique importante à rechercher dans une conception de moteur PM est que les aimants sont protégés dans un boîtier en acier inoxydable. Cela permet d'éviter la démagnétisation et augmente la robustesse du moteur.
Tous les moteurs PM ont besoin d'un variateur de fréquence (VFD) pour fonctionner, ce qui apporte des avantages. Étant donné que les moteurs PM sont différents des moteurs asynchrones, voici quelques éléments à savoir sur le fonctionnement d'un moteur PM :
Le moteur est un aimant permanent intérieur (IPM), donc tous les VFD ne fonctionneront pas. Le VFD doit être conçu et configuré pour faire fonctionner les moteurs submersibles IPM PM. Utilisez uniquement un VFD conçu pour faire fonctionner des moteurs PM pour plus de sécurité, ou vérifiez la compatibilité IPM d'un VFD de marque différente avec les moteurs submersibles PM.
Pompe multicellulaire verticale
La première pompe en ligne multicellulaire verticale au monde a été développée en 1971. Cette pompe est devenue un standard de l'industrie des eaux souterraines et continue de repousser les limites de ce qui est possible pour les utilisateurs. Le premier a été développé pour un agriculteur qui avait besoin d'une pompe d'irrigation des eaux souterraines. De nos jours, de nombreux fabricants proposent ce type de pompe pour les eaux souterraines résidentielles, agricoles, de transfert d'eau, municipales, industrielles et plus encore.
La sélection du fabricant de la pompe est importante pour s'assurer que le fabricant offre une expérience démontrant la fiabilité, la performance, l'efficacité et le faible coût de possession. Au cours des deux dernières années,
ces pompes verticales de type multicellulaire ont montré encore plus d'améliorations, notamment en termes d'efficacité énergétique et d'amélioration des capacités de hauteur d'aspiration (capacité d'aspiration nette positive, ou NPSH).
Entraînements à fréquence variable et/ou onduleurs solaires renouvelables
Les VFD peuvent contrôler les performances de la pompe multicellulaire submersible et verticale PM en ajustant la vitesse du moteur. Ils aident également à faire fonctionner la pompe à proximité du meilleur point d'efficacité (BEP), ce qui contribue à réduire la consommation d'énergie.
Lors de la sélection d'un VFD pour les pompes, il est important d'en sélectionner un conçu pour faire fonctionner les pompes. Un VFD conçu spécifiquement pour les pompes offre une excellente protection de la pompe contre la surcharge, la sous-charge, la perte de jambe, la surtension, la sous-tension, le déséquilibre de phase, la marche à sec et plus encore.
Le VFD démarrera la pompe comme un démarrage progressif, ce qui réduit le courant d'appel. La technologie de démarrage progressif réduit également la contrainte des coups de bélier sur la pompe et les conduites d'alimentation. Les véritables VFD de pompe sont programmés pour les applications de pompage et un assistant de configuration rapide peut aider à configurer les VFD en quelques minutes seulement, car de nombreux paramètres sont préchargés par type de pompe.
Alimenter les pompes avec de l'énergie renouvelable
Il existe trois façons d'alimenter les pompes submersibles PM ou les pompes multicellulaires verticales. Le premier est le réseau électrique de 460 volts fourni par une entreprise de services publics.
Une autre façon consiste à faire fonctionner des pompes à courant alternatif normal (alimentation du réseau CA) avec une alimentation en courant continu (CC). Les progrès de la technologie des onduleurs solaires permettent de faire fonctionner une grande variété de pompes et des puissances accrues avec une tension continue. Les onduleurs solaires gagnent en popularité pour alimenter les pompes et moteurs nouveaux et existants. Ils peuvent être programmés pour fournir toutes les options et la protection qu'offre un VFD.
Un dernier exemple d'exploitation de systèmes de pompage consiste à incorporer le meilleur des deux mondes, en utilisant et en mélangeant à la fois l'alimentation CA et CC. Les onduleurs solaires disposent désormais de la technologie permettant de mélanger simultanément l'alimentation CC et CA. Le mélange de CA et de CC ou l'utilisation de CC seul offre des économies et un moyen d'offrir aux utilisateurs quelque chose qui peut avoir un impact. L'augmentation de 10 % de l'efficacité peut permettre aux utilisateurs de fournir plus d'eau avec la même puissance et peut même réduire le nombre de panneaux solaires requis dans certaines applications.
Les utilisateurs des eaux souterraines et des pompes d'irrigation ont la possibilité de fournir de l'eau tout en faisant leur part pour réduire l'empreinte carbone et avoir un impact positif sur l'environnement.