РАЦІОНАЛЬНІ РЕЖИМИ РОБОТИ НАСОСНИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ: ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЧАСТОТНОГО ТА КОМБІНОВАНОГО РЕГУЛЮВАННЯ

Abstract

У статті розглянуто проблему підвищення енергоефективності насосних установок систем водопостачання, які є найбільшими споживачами електроенергії в промисловості та комунальному господарстві. Актуальність дослідження зумовлена зростанням вартості енергоресурсів, необхідністю зниження викидів парникових газів і тенденціями до впровадження енергоощадних технологій. Показано, що більшість систем водопостачання в Україні з використанням насосних агрегатів працюють на базі нерегульованих асинхронних двигунів із прямим пуском від мережі, що призводить до підвищених пускових струмів, гідравлічних ударів, перевитрат електроенергії та до скорочення ресурсу обладнання. Традиційні методи регулювання подачі (дроселювання, ступінчасте керування) не відповідають сучасним вимогам енергоефективності. Перспективним напрямом є використання частотно-регульованих електроприводів (ЧРП), які забезпечують адаптацію продуктивності насосів до реального водоспоживання. Виконане математичне моделювання на основі законів подібності підтвердило зниження питомої енергоємності до 0,32 кВт·год/м³. Результати експериментальних вимірювань показали, що мінімальне значення цього показника досягалося в години пікового водоспоживання – 0,122 кВт·год/м³, тоді як у нічний час він зростав у кілька разів. Досліджено також комбіновану схему регулювання на базі двох насосних агрегатів, один з яких працює під керуванням ЧРП, а інший – у фіксованому режимі. Такий підхід дозволив знизити середню питому енергоємність до 0,12 кВт·год/м³, що відповідає енергозбереженню до 60 %. Отримані результати підтверджують ефективність застосування частотного та комбінованого регулювання, підвищують надійність і довговічність обладнання та створюють передумови для цифровізації систем водопостачання в різних сферах діяльності.