مطالعه کاربرد
ایستگاه پمپ جریان آب برای پایش مصرف انرژی ساختمان و بهینه سازی کنترلpump
این مقاله دیدگاهی نو از پایش انرژی ساختمان و روش کنترل سرعت پمپ را ارائه می‌کند. به منظور نگه‌داری مقاومت سامانه در یک مقدار بهینه برای رسیدن به بهترین بازدهی پمپ و ذخیره قدرت پمپ، سرعت پمپ کنترل می‌شود. مقاومت سامانه را می‌توان از روی هد پمپ و نرخ جریان آب محاسبه شده به‌وسیله پمپ ایستگاه جریان آب (PWS) که اخیراً توسعه داده شده است، به دست آورد.PWS نرخ جریان آب را با استفاده از هد پمپ، سرعت پمپ و منحنی عملکرد پمپ اندازه‌گیری می‌کند. این روش به‌طور آزمایشگاهی در سامانه‌های HVAC واقعی اثبات شده است. یک مورد مطالعاتی در این مقاله برای کاربرد این روش جدید در یک تمرین و پروژه مأموریتی پیوسته(CC) نشان داده شده است. این مورد مطالعاتی نشان می‌دهد که PWS می‌تواند سرعت پمپ را کنترل کند تا نقطه عملکرد سامانه را در حالت بهینه نگه دارد. همچنین می‌تواند نرخ جریان آب را اندازه‌گیری کرده و به‌صورت پیوسته نرخ جریان آب را به‌صورت پیوسته با هزینه نصب پایین و تقریباً بدون هزینه نگه‌داری نشان دهد. نتایج نشان می‌دهند که این تکنولوژی جدید می‌تواند قدرت پمپ را ذخیره کرده و بازدهی پمپ را به‌طور قابل توجهی افزایش دهد.
کلمات کلیدی: کنترل پمپ، جریان آب، اندازه‌گیری
اندازه‌گیری دقیق نرخ جریان آب داغ و خنک برای پایش انرژی ساختمان موضوعی جدی و حائز اهمیت است. در سامانه‌های هیدرولیکی برای نمایش میزان استفاده انرژی، کنترل جریان متغیر و بزرگ آب خنک مرکزی و صفحات آب داغ، معمول ترین وسایل استفاده از حسگرهای جریان (اندازه‌گیرها) هستند. (یعنی برای متصرفان زیرزمین به‌وسیله یک سامانه آب خنک یا داغ معمولی ارائه می‌شود) و برای کنترل جریان متغیر و بزرگ، صفحات آب خنک و آب داغ مرکزی استفاده می‌شود. در یک تنظیم پمپاژ با سرعت متغیر پمپ های جریان ثابت، منبع دیگ یا خنک‌کننده را در یک منبع حلقه اولیه دوباره محاسبه می‌کنند و توزیع سرعت متغیر جا گرفته در صفحه، منبع جریان را از حلقه منبع بیرون کشیده و آن را به ترمینال های بار توزیع می‌کند. سرعت توزیع پمپ (پمپ ثانویه) به‌وسیله یک کنترل‌کننده اندازه‌گیری فشار دیفرانسیلی در طی نیروی برق بازگشتی فراهم شده، یا در طی نواحی بحرانی منتخب تعیین می‌شود. سوپاپ‌ها و شیرهای کنترلی دوطرفه (دو راهه) که در ترمینال بار نصب شده‌اند، برای تغییر جریان مورد نیاز بار آن را به شاخه برمی‌گردانند. در تمام کاربردهای پمپ آب خنک با سرعت‌های متغیر، سرعت پمپ کنترل می‌شود تا یک دیفرانسیل فشار ثابت را بین فراهم‌کننده آب خنک اصلی و خطوط بازگشتی نگه دارد، هرچند این دیدگاه بهینه نیست. به منظور نگه داشتن یک دیفرانسیل فشار ثابت با تغییر جریان، همان‌طورکه بار (یعنی جریان) کاهش می‌یابد سوپاپ‌های کنترل برای واحدهای کنترل هوا می‌بایست بسته شوند که در نتیجه منجر به افزایشی در مقاومت جریان می‌شود. در سامانه‌های معمولی نقطه تنظیم دیفرانسیل فشار (DP) همیشه در مقداری بسیار زیاد تنظیم می‌شود. به‌دلیل فشار استاتیکی بالا در شرایط بار جزئی سوپاپ‌های دوطرفه برای ترمینال ها مجبور به بسته شدن می‌شوند. در اکثر اوقات سامانه‌ها در بار جزئی کار می‌کنند و پمپ وادار می‌شود تا در یک سرعت بالا شروع به کار کند و انرژی و قدرت اضافی مصرف می‌کند تا DP را در سطح بالا نگه دارد. نقاط عملیاتی ممکن است با بازدهی پمپ بسیار پایینی، به ناحیه ناپایداری از منحنی پمپ افت کند. برای حل این مشکل، یک روش کنترل جدید برای کنترل دیجیتال مستقیم DDC سامانه‌ها توسعه داده شده است که می‌تواند سیگنال موقعیت سوپاپ دوطرفه را برای ترمینال های سامانه‌های کنترل مدیریت انرژی EMCS بفرستد.یک راهبرد مناسب برای نقطه تنظیم آب خنک، می‌بایست نقطه تنظیم DP را مجدداً تنظیم کند، این کار به منظور نگه‌داری همه دماهای هوای تخلیه شارژ با حداقل یک سوپاپ کنترل در یک شرایط اشباع (کاملاً باز) انجام می‌شود. این نتایج در یک مقاومت جریان ثابت نسبی و ذخایر پمپ‌های بزرگ‌تر در بارهای کم می‌باشد.این روش می‌تواند تضمین کند که پمپ در مقاومت سامانه طراحی شده کار می‌کند و بار مورد نیاز را نیز حمل می‌کند. متأسفانه این روش نمی‌تواند برای سامانه‌هایی که از کنترل‌کننده‌های پنوماتیک استفاده می‌کنند به‌کار برده شود. مشکل دیگر این دیدگاه کنترل این است که اطلاعات موقعیت سوپاپ اغلب غیر قابل اطمینان و نامعتبر است. سوپاپ می‌تواند به‌صورت بازگیر کند یا نشان‌گر اشباع می‌تواند معیوب و ناقص باشد.بنابراین یک روش کنترل جدید در این مقاله توسعه داده شده است تا کنترل سرعت متحرک (VFD) فرکانس متغیر را بهینه کند.
