Korea Ever-Power · Séria Y2 · Sprievodca aplikáciou pohonu čerpadla

Trojfázový motor pre odstredivé čerpadlo:
Sprievodca dimenzovaním, spúšťaním a pracovným cyklom

Pohony odstredivých čerpadiel sú energeticky najnáročnejšou aplikáciou motorov vo väčšine priemyselných zariadení a predstavujú 25 až 40 percent celkovej spotreby elektriny motora. Výber správneho trojfázového motora – zodpovedajúceho krivke čerpadla, spôsobu spúšťania, klasifikácii prevádzky a inštalačnému prostrediu – je základom energeticky účinného čerpacieho systému. Táto príručka pokrýva kompletný proces výberu motora pre pohony odstredivých čerpadiel s použitím radu Korea Ever-Power Y2.

Zákony afinity
Priamy štart vs. mäkký štart
S1 Nepretržitá prevádzka
Úspora energie IE3
Čerpacia miestnosť s krytím IP54

25–40%
Elektrina motorov používaná čerpadlami v priemysle
P ∝ n³
Výkon vs. rýchlosť: kubický afinitný zákon
S1
Klasifikácia nepretržitej prevádzky pre väčšinu čerpadiel
IE3
Požadovaná účinnosť pre pohonné motory čerpadiel Y2
Priamy pár
Flexibilná spojka: väčšina čerpadiel nemá prevodovku

Výber pohonu trojfázového motora s odstredivým čerpadlom, dimenzovanie, štartovanie, zásobovanie vodou HVAC v čerpacej miestnosti Korea Ever-Power Y2

Pohony odstredivých čerpadiel v čerpacej miestnosti technických zariadení budov – motor a čerpadlo sú priamo spojené na spoločnej základovej doske, pričom motor je dimenzovaný podľa požadovaného výkonu hriadeľa čerpadla v projektovanom prevádzkovom bode na krivke čerpadla. Účinnosť IE3 je kľúčová pre motory bežiace 24 hodín denne, 7 dní v týždni v technických zariadeniach budov a procesných zariadeniach.

1. Afinitné zákony a výkon motora čerpadla

Zákony afinity odstredivého čerpadla opisujú vzťah medzi otáčkami čerpadla, prietokom, dopravnou výškou (tlakom) a výkonom na hriadeli. Tieto zákony sú základom pre pochopenie toho, prečo regulácia otáčok pomocou frekvenčného meniča šetrí toľko energie na pohonoch odstredivého čerpadla a prečo musí byť motor dimenzovaný pre najhorší prevádzkový bod na krivke čerpadla, a nie pre priemerný prevádzkový bod.

Zákony afinity odstredivého čerpadla
Prietok (Q):
Q₂ = Q₁ × (n₂ / n₁)
Prietok je úmerný pomeru rýchlosti
Hlava (V):
H₂ = H₁ × (n₂ / n₁)²
Hlava je úmerná druhej mocnine rýchlosti
Výkon (P):
P₂ = P₁ × (n₂ / n₁)³
Výkon sa mení ako KOLO rýchlosti — rýchlosť 80% = výkon 51,2%

Zákon kubického výkonu je dôvodom, prečo regulácia otáčok pomocou frekvenčného meniča (VFD) na odstredivých čerpadlách prináša veľké úspory energie. Čerpadlo bežiace pri menovitých otáčkach 80% dodáva menovitý prietok 80%, ale spotrebuje iba 80³ = 51,2% menovitého výkonu. Pre motor čerpadla s výkonom 22 kW bežiaci pri otáčkach 80% počas 6 000 hodín ročne pri spotrebe $0,13/kWh je ročná úspora v porovnaní s reguláciou škrtiacou klapkou pri plných otáčkach približne 22 × (1–0,512) × 6 000 × 0,13 = $8 400 ročne.

2. Dimenzovanie výkonu motora pre pohony čerpadiel

Výkon na hriadeli motora potrebný na pohon odstredivého čerpadla sa určuje ako hydraulický výkon čerpadla (prietok × dopravná výška × hustota kvapaliny) vydelený hydraulickou účinnosťou čerpadla v projektovanom prevádzkovom bode. Pripočítajte prevádzkový faktor, ktorý zohľadní prevádzku mimo bodu najvyššej účinnosti (BEP) a opotrebenie obežného kolesa na konci životnosti.

Vzorec a príklad výkonu motora čerpadla
Výkon motora na hriadeli (kW):
P-motor = (Q × V × ρ × g) ÷ (1 000 × η-čerpadlo)
Q = prietok (m³/s); H = dopravná výška (m); ρ = hustota kvapaliny (kg/m³); η-čerpadlo = účinnosť čerpadla (0,60 – 0,85)
Pracovaný príklad – čerpadlo na zásobovanie vodou:
Q = 0,05 m³/s (180 m³/h), H = 40 m, ρ = 1 000 kg/m³, η-čerpadlo = 0,72
P = (0,05 × 40 × 1 000 × 9,81) ÷ (1 000 × 0,72) = 27,25 kW
S faktorom prevádzky 1,15: 27,25 × 1,15 = 31,3 kW
→ Vyberte sériu Y2 37 kW, 4-pólový, IE3
Použitie čerpadla Typické η čerpadla Faktor služby Typický rozsah motora Pól Y2
Zásobovanie vodou v budove 0,65 – 0,78 1.10 0,75 – 30 kW 2P alebo 4P
Chladená voda pre HVAC 0,70 – 0,82 1,10 – 1,15 3,0 – 75 kW 2P alebo 4P
Priemyselná procesná voda 0,68 – 0,80 1.15 1,5 – 55 kW 2P alebo 4P
Zavlažovanie / prenos vody 0,62 – 0,75 1.15 2,2 – 90 kW 2P alebo 4P
Čerpadlo na kal/odpadovú vodu 0,55 – 0,70 1.25 2,2 – 75 kW 4P

3. Metóda štartovania: priamy štart, hviezda-trojuholník a mäkký štart

Metóda štartovania určuje, koľko štartovacieho prúdu motor odoberá zo siete a aký krútiaci moment je k dispozícii počas zrýchľovania. Pri odstredivých čerpadlách je výber zvyčajne jednoduchý, pretože zaťaženie čerpadla pri nulových otáčkach je takmer nulové (odstredivé čerpadlá štartujú bez záťaže proti zatvorenému ventilu), čo znamená, že bude fungovať akákoľvek metóda štartovania, ktorá poskytuje dostatočný krútiaci moment na prekonanie trenia v ložiskách a zrýchlenie obežného kolesa.

DOL (priame napájanie)

Štartovací prúd 6–7,5 × menovitý. Vhodné pre motory čerpadiel do približne 11 kW na pevnom napájaní, kde pokles napätia počas štartu je pod 10% menovitého napätia. Nad 11 kW sa informujte u dodávateľa, či je povolený priamy štart. Priamy štart poskytuje maximálny štartovací moment – ​​viac než postačujúci pre štart odstredivého čerpadla proti zatvorenému ventilu. Jednoduchý a lacný štartér; žiadna údržba okrem stýkača.

Použitie pre: čerpadlá do 11 kW s dostatočným napájaním; tam, kde nie je obmedzený štartovací prúd
Štartovanie hviezda-trojuholník

Znižuje štartovací prúd na hodnotu 33% pri priamom zapojení a štartovací krútiaci moment na hodnotu 33% pri priamom zapojení. Vhodné pre odstredivé čerpadlá, pretože zaťažovací krútiaci moment pri štarte je nízky. Vyžaduje 6-pólový motor (štandard u série Y2) a časové relé hviezda-trojuholník. Prepínanie z hviezdy do trojuholníka pri približne 80% synchrónnej rýchlosti spôsobuje prechodový jev krútiaceho momentu a prúdu – počas prepínania hviezda-trojuholník sa uistite, že je výtlačný ventil zatvorený alebo čiastočne zatvorený, aby ste predišli vodnému rázu.

Použitie pre: čerpadlá 11–75 kW, kde je potrebné obmedziť štartovací prúd; vyžaduje sa štart so zatvoreným ventilom
Softštartér alebo frekvenčný menič

Mäkký štartér poskytuje plynulý, nastaviteľný nárast krútiaceho momentu, ktorý eliminuje tak špičkový štartovací prúd, ako aj vodný ráz z rýchleho otvorenia ventilu. Frekvenčný menič (VFD) poskytuje rovnaký plynulý štart a prevádzku s premenlivou rýchlosťou – kombinácia plynulého štartu a regulácie otáčok robí z motora VFD plus YVF2 preferovanú špecifikáciu pre čerpacie systémy nad 7,5 kW, kde je potrebná regulácia prietoku. Úplnú príručku o použití čerpadla s frekvenciou nájdete v článku o pohone čerpadla s frekvenciou Korea Ever-Power YVF2.

Použitie pre: čerpadlá nad 7,5 kW, kde platia prúdové obmedzenia alebo kde je potrebná regulácia otáčok

4. Klasifikácia práce pre servis čerpadiel

Väčšina aplikácií odstredivých čerpadiel spadá do kategórie S1 (nepretržitá prevádzka) – čerpadlo beží nepretržite pri približne konštantnom zaťažení počas celej pracovnej zmeny alebo 24 hodín denne. Z tepelného hľadiska je to najnáročnejšia prevádzková trieda a výkon uvedený na štítku Y2 predstavuje maximálny nepretržitý výkon pri okolitej teplote 40 °C.

S1 Nepretržitý – Typické pre procesné čerpadlá

Obehové čerpadlo vodovodného systému budovy, čerpadlo studenej vody v systéme HVAC, chladiaca voda pre procesy, napájacie čerpadlo kotla, požiarne čerpadlo v skúšobnej prevádzke, hlavné čerpadlo zavlažovania. Motor beží nepretržite pri menovitom zaťažení. Voľba účinnosti IE3 má v tejto triede prevádzky najväčší finančný vplyv – motor čerpadla IE3 s výkonom 22 kW ušetrí približne 1 TP4T500 až 1 TP4T900 ročne na elektrine v porovnaní s motorom IE1 pri rovnakej prevádzke.

S3 Prerušované – Čerpadlá na zvyšovanie tlaku

Tlakové zvyšovacie čerpadlá v technickom vybavení budov, ktoré sa spúšťajú a zastavujú na základe signálu požiadavky (tlakový spínač alebo snímač prietoku), pracujú v prerušovanom režime S3. Motor beží 1 až 10 minút a potom sa uvoľní. Pri prevádzkovom faktore 40% môže motor pracovať až do výkonu 115% na svojom typovom štítku S1 bez prekročenia tepelných limitov. Časté spúšťanie však tiež generuje teplo zo strát pri rozbehu – overte si maximálny počet rozbehov motora za hodinu v technickom liste Y2.

Poznámka k motoru požiarneho čerpadla: Motory požiarnych čerpadiel musia byť vybrané pre prevádzku so zablokovaným rotorom (zablokovanie) – čerpadlo môže byť potrebné bežať proti zatvorenému ventilu (nulový prietok) pri plnej rýchlosti po určitý čas, čo spôsobí, že čerpadlo ohrieva cirkulujúcu vodu. Motor musí počas tohto stavu zostať v prevádzke a nesmie sa vypnúť pri preťažení. Motory série Korea Ever-Power Y2 s izoláciou triedy F spĺňajú tepelné požiadavky na prevádzku požiarneho čerpadla počas doby trvania stavu zablokovaného rotora špecifikovanej v normách EN 12845 a NFPA 20.

5. Stupeň krytia IP pre prostredie čerpacej stanice

IP54 – Vnútorná čerpacia stanica

Čisté až mierne prašné vnútorné čerpacie stanice s okolitou vlhkosťou pod 90% RH, bez priameho striekania vody. Štandard pre čerpadlá studenej vody v budovách, obehové čerpadlá HVAC a priemyselné čerpadlá procesnej vody v uzavretých strojovniach. Štandardná špecifikácia série Y2 s krytím IP54.

IP55 – Riziko vonkajšieho alebo opláchnutia

Vonkajšie čerpacie stanice vystavené dažďu alebo vnútorné čerpacie miestnosti vystavené čisteniu hadicou alebo striekajúcej vode z netesností v potrubí. Čerpacie stanice úpravní vody, zavlažovacie čerpacie stanice a čerpacie priestory priemyselných procesných závodov vyžadujú krytie IP55. Séria Y2 s možnosťou krytia IP55 alebo séria YB2 pre vonkajšiu inštaláciu v nebezpečných priestoroch.

Ex d IP55 – Čerpadlo do nebezpečného prostredia

Chemické závody, ropné a plynové zariadenia a čerpacie stanice na manipuláciu s rozpúšťadlami v klasifikovaných oblastiach zóny 1 alebo zóny 2 vyžadujú motory v nevýbušnom prevedení. Štandardnou špecifikáciou je motor série Korea Ever-Power YB2 Ex d IIB T4 IP55. Skupina plynu musí byť zhodná so špecifickými materiálmi v klasifikovanej oblasti – IIA pre propán/bután, IIB pre etylén, IIC pre vodík alebo acetylén.

6. Séria Ever-Power Y2 od Kórey pre pohony čerpadiel

Rad Y2 je štandardný motor pre pohony odstredivých čerpadiel v rade Ever-Power od spoločnosti Korea. Pre pohony čerpadiel s pevnou rýchlosťou poskytuje rad Y2 účinnosť IE3 za konkurencieschopnú cenu v celom rozsahu od 0,18 do 200 kW. Odstredivé čerpadlá sú priamo spojené s hriadeľom motora pomocou pružnej spojky – nie je potrebná žiadna prevodovka, pretože čerpadlo a motor pracujú s rovnakou rýchlosťou (pri 1 450 ot./min. alebo 2 900 ot./min. pre 4-pólové a 2-pólové motory pri 50 Hz). Kompletný rad motorov Y2 je k dispozícii v... sekcia produktov trojfázových motorov.

Pre čerpacie systémy vyžadujúce reguláciu premenlivého prietoku spoločnosť Korea Ever-Power odporúča invertorový motor YVF2 spárovaný s frekvenčným meničom (VFD). YVF2 poskytuje nútenú ventiláciu IC416 pre plný menovitý krútiaci moment pri znížených otáčkach, izoláciu triedy H, ktorá odoláva napäťovým špičkám VFD, a termistorovú ochranu PTC pre najnáročnejšie aplikácie čerpadiel. kontaktujte technický tím pre podporu dimenzovania pohonu čerpadla s frekvenčným meničom.

Séria Y2 – Údaje o pohone čerpadla
Rozsah výkonu 0,18 – 200 kW
Typické stĺpy 2P (2 900 ot./min.) alebo 4P (1 450 ot./min.)
Efektívnosť Norma IE3
Ochrana Štandard IP54; možnosť IP55
Povinnosť S1 kontinuálny
Štartovací krútiaci moment 2,0–2,8× menovitý výkon (dostatočný pre čerpadlo)
Typ spojky Priama flexibilná spojka (bez prevodovky)
Certifikácia CE, ISO 9001, IEC 60034

7. Použitie podľa typu čerpadla

Zásobovanie vodou v budovách

Zvyšovacie tlakové stanice, čerpadlá na zásobovanie vodou v domácnostiach a protipožiarne čerpadlá. Dvojpólové motory Y2 (2 900 ot./min.) s výkonom od 0,75 do 7,5 kW, priamo pripojené k viacstupňovým vertikálnym odstredivým čerpadlám. Prevádzka S3 pre zvyšovač tlaku, S1 pre primárne napájanie. Krytie IP54 pre vnútornú strojovňu.

Chladená a kondenzačná voda HVAC

Primárne a sekundárne čerpadlá chladiacej vody v centrálnych systémoch HVAC. Y2 4-pólové 3,0 až 75 kW, riadené meničom frekvencie (VFD) pre variabilný prietok v primárno-sekundárnych alebo variabilných primárnych systémoch. Motory YVF2 s meničom frekvencie pre všetky pohony čerpadiel riadené meničom frekvencie.

Priemyselná procesná voda

Cirkulácia chladiacej vody, servisné čerpadlá výmenníka tepla, chladiace slučky reaktora. Y2 4-pólový 2,2 až 55 kW, S1 kontinuálny. Ak je procesná kvapalina korozívna, špecifikujte nerezové čerpadlo so štandardným motorom Y2 – samotný motor nie je v kontakte s kvapalinou.

Zavlažovanie a prenos vody

Čerpadlá na zavlažovanie poľnohospodárskych zariadení, prečerpávanie vody a plnenie nádrží. Y2 4-pólové s výkonom 5,5 až 90 kW, často prevádzkované sezónne s predĺženými prestojmi – dodržiavajte postup údržby pri skladovaní. IP55 pre vonkajšiu inštaláciu. Zapojenie hviezda-trojuholník alebo pozvoľný štart pre dlhé potrubia, aby sa zabránilo vodnému rázu.

Pohon odstredivého čerpadla v čerpacej miestnosti motora Y2

Čerpacia miestnosť HVAC

Pohon procesného čerpadla v chemickom závode Y2

Pohon procesného čerpadla

Rýchle dodanie zo skladu motorov Ever-Power v Kórei

Skladom pre rýchle dodanie

Certifikácia motora čerpadla Korea Ever-Power CE ISO

Certifikácia CE a ISO

8. Často kladené otázky

Prečo sa motor môjho čerpadla prehrieva, keď beží s čiastočným prietokom cez škrtiaci ventil?

Škrtenie výtlačného ventilu za účelom zníženia prietoku neznižuje energiu spotrebovanú motorom čerpadla proporcionálne. Pri čiastočne uzavretom výtlačnom ventile pracuje čerpadlo s vyššou výtlačnou hlavou a nižšou účinnosťou ako v bode svojej najvyššej účinnosti (BEP), čo znamená, že hriadeľ čerpadla absorbuje takmer rovnaký výkon ako pri plnom prietoku, ale viac ho premieňa na teplo v kvapaline namiesto užitočnej tlakovej práce. Motor preto odoberá prúd blízky plnému zaťaženiu aj pri zníženom prietoku a môže sa prehriať, ak sa zvýši okolitá teplota alebo je obmedzený prietok chladiaceho vzduchu. Správnym riešením je regulácia otáčok pomocou frekvenčného meniča – zníženie otáčok čerpadla za účelom zníženia prietoku šetrí energiu v kubických jednotkách a proporcionálne znižuje zaťaženie motora, namiesto plytvania energiou cez škrtiaci ventil.

Mám si pre svoje odstredivé čerpadlo vybrať 2-pólový alebo 4-pólový motor?

Voľba medzi 2-pólovým (2 900 ot./min.) a 4-pólovým (1 450 ot./min.) závisí od konštrukcie čerpadla a požadovaného prevádzkového bodu. Väčšina odstredivých čerpadiel určených pre technické zariadenia budov a HVAC je optimalizovaná na prevádzku pri 2 900 ot./min. (2-pólové) alebo 1 450 ot./min. (4-pólové) a počet pólov motora sa musí zhodovať s konštrukčnými otáčkami čerpadla, aby sa dosiahol špecifikovaný prevádzkový bod. Menovité otáčky nájdete v údajovom liste čerpadla – ak je prevádzkový bod špecifikovaný pri 2 900 ot./min., použite 2-pólový motor; ak je prevádzkový bod špecifikovaný pri 1 450 ot./min., použite 4-pólový. Dvojpólové motory sú účinnejšie na danú veľkosť rámu, ale majú vyššiu mieru opotrebovania ložísk pri 2 900 ot./min. v porovnaní so 4-pólovými pri 1 450 ot./min. – pre nepretržitú prevádzku S1 ponúka 4-pólový motor zvyčajne dlhšiu životnosť ložísk a nižšie vibrácie.

Ako mám dimenzovať motor, ak v údajovom liste čerpadla je uvedený iba výkon v kW pri BEP a ja pracujem v inom prevádzkovom bode?

Výkon na hriadeli čerpadla (kW) vo vašom špecifickom prevádzkovom bode odčítajte z výkonnostnej krivky čerpadla, nielen pri BEP. Výkon na hriadeli čerpadla sa v celom prevádzkovom rozsahu mení – pri väčšine konštrukcií odstredivých čerpadiel sa zvyšuje napravo od BEP (smerom k maximálnemu prietoku pri nízkej dopravnej výške) a môže byť výrazne vyšší ako pri BEP. Vždy odčítajte výkon na hriadeli v najhoršom prevádzkovom bode, v ktorom bude čerpadlo pracovať – zvyčajne v bode maximálneho prietoku na krivke systému – potom použite prevádzkový faktor motora a vyberte najbližšiu štandardnú hodnotu Y2 kW nad touto hodnotou. Ak je v údajovom liste čerpadla uvedený iba údaj BEP, pred špecifikáciou motora si od výrobcu čerpadla vyžiadajte kompletné výkonnostné krivky.

 

Korea Ever-Power · Séria Y2 · Pohony odstredivých čerpadiel

Potrebujete motor pre vašu odstredivú pumpu?

Séria Korea Ever-Power Y2: účinnosť IE3, 0,18 – 200 kW, 2-pólové a 4-pólové, IP54/55. Skladom k okamžitému dodaniu. Technická podpora pri dimenzovaní je k dispozícii od nášho technického tímu.

Zobraziť sortiment motorov Y2

Upravil Cxm