Trạm bơm cấp nước này được dùng trong các hệ thống trạm bơm ở: trong khu công nghiệp, khu dân cư, các chung cư, khách sạn và tòa nhà cao tầng, hệ thống phân phối nước sạch trong mạng lưới cấp nước sinh hoạt, các trạm cấp nước nông thôn
1. Thực trạng và nhu cầu:
- Do Nhu cầu sử dụng nước của các hộ tiêu thụ nước (gia đình, cơ quan, nhà hàng, khách sạn …) rất khác nhau trong các thời điểm của ngày, (cao điểm và thấp điểm tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng nước của hộ tiêu thụ), yêu cầu đặt ra là phải giải quyết được việc tự động ổn định áp suất trênđường ống nước cấp và tiết kiệm năng lượng cho hệt thống cấp nước.
- Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước trong hệ thống luôn đủ khi nhu cầu sử dụng nước thay đổi bất thường, các bơm trong hệ thống luôn làm việc liên tục ở chế độ đầy tải. Tuy nhiên điều này dẫn đến 1 số bất lợi sau:
+ Áp lực nước trong hệ thống đôi khi tăng quá cao không cần thiết, 1 số thời điểm nhu cầu sử dụng nước giảm xuống nhưng hệ thống bơm vẫn chạy đầy tải. Điều này gây lãng phí năng lượng rất lớn.
+ Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ cơ khí
2. Vấn đề điều khiển lưu lượng bơm:
Các trạm bơm nước phổ biến hiện nay đều được thiết kế theo phương pháp truyền thống với những đặc điểm chính sau:
+ Trạm thường có tối thiểu 2 bơm trở lên, cùng cấp nước vào một đường ống chính.
+ Các bơm được khởi động trực tiếp hoặc sao/tam giác và tất cả các động cơ đều hoạt động ở tốc độ định mức.(50Hz, 1450 v/p).
+ Trong quá trình trạm bơm hoạt động, thường luôn luôn để một bơm ở chế độ dừng (mang tính dự phòng)
- Việc điều chỉnh áp lực (hoặc lưu lượng) trên đường ống chính được thực hiện bằng 2 cách:
+ Thay đổi góc mở các van (van tay hoặc van điện) trong trường hợp sự thay đổi áp lực ở khoảng cho phép.
+Trường hợp áp lực vẫn thiếu hoặc thừa ta có thể ngắt hoặc đóng thêm bơm (có thể là một bơm, hoặc nhiều hơn) .
(*) Nhược điểm của phương pháp thay đổi áp lực trên đường ống bằng valve hay tắt/mở bơm:
+ Các bơm vẫn chạy đầy tải và liên tục, điều này gây lãng phí năng lượng điện vì có những thời điểm nhu cầu xử dụng nước giảm xuống thì bơm chỉ cần chạy 50% hay 60% công suất là đã đáp ứng được.
+ Việc vận hành khó khăn và tốn chi phí nhân công vì phải cần công nhân vận hành trực tiếp để điều khiển góc mở valve hoặc tắt mở bơm.
+ Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ phần cơ khí.
+ Khi thay đổi hệ thống hoặc nhu cầu xử dụng nước tăng lên, chi phí đầu tư sẽ tăng lên do phải tăng số lượng bơm, trong khi với biến tần, ta chỉ cần cài đặt áp lực mong muốn trên biến tần là đáp ứng được, với điều kiện đường ống chịu được áp lực này.
+ Khó kiểm soát áp lực nước làm ảnh hưởng tuổi thọ đường ống, ảnh hưởng tuổi thọ các mối nối.
3. Điều khiển áp lực đường ống thông qua biến tần:
- Để đáp ứng được những yêu cầu về cấp nước với áp suất không đổi trong công nghiệp cũng như dân dụng, dòng biến tần CHV 160 của INVT được thiết kế đặc biệt để ứng dụng trong các hệ thống cấp nước có yêu cầu tự động điều chỉnh áp suất ổn định.
a/ Nguyên lý làm việc: với việc hỗ trợ chức năng điều khiển PID, biến tần sẽ nhận tín hiệu analog (dòng hoặc ap) từ sernsor áp suất (được gắn trên đường ống chính) đưa về, biến tần sẽ tự động thay đổi tần số, từ đó thay đổi tốc độ bơm, vì thế việc khống chế áp lực trên đường ống trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.
- Khi nhu cầu xử dụng nước cao, cần áp lực trên đường ống cao thì biến tần sẽ tự động điều khiển động cơ quay ở tốc độ cao nhất để duy trì áp lực, ngược lại khi nhu cầu xử dụng nước thấp, cần áp lực thấp, biến tần sẽ điều khiển động cơ giảm tốc độ xuống hoặc dừng hẳn. Khi đó năng lượng điện được tiết kiệm.
- Với hệ thống cấp nước bao gồm 02 bơm trở lên, yêu cầu biến tần phải điều khiển được nhiều bơm (luân phiên) vì thế cần lắp thêm Relay Card (RY-00) cho biến tần CHV160 INVT, biến tần CHV160 INVT có thể điều khiển luân phiên tối đa 4 bơm
b/ Lợi ích của việc dùng biến tần cho hệ thống bơm điều áp:
- Việc điều chỉnh áp lực trên đường ống hoàn toàn tự động, điều này sẽ tiết kiệm chi phí nhân công vì không cần người vận hành
- Toàn bộ bơm sẽ được điều khiển thông qua biến tần.
- Áp suất của toàn hệ thống không đổi với mọi lưu lượng (cảm biến áp suất trên đường ống phản hồi thông số về cho biến tần).
- Với phương pháp điều khiền U/f, điều khiển vector, do đó tốc độ bơm có thể thay đổi một cách linh hoạt.
- Dòng khởi động được hạn chế sẽ không gây sụt áp khi khởi động sẽ không ảnh hưởng đến các thiết bị khác.
- Quá trình stop, start của bơm được êm hơn, tác dụng giảm tổn hại cho động cơ về mặt cơ khí, cho hệ truyền động cũng như về mặt điện. Chi phí bảo dưỡng giảm.
- Tiết kiệm năng lượng khi nhu cầu xử dụng thay đổi nhiều.
- Có các chức năng bảo vệ: quá áp, thấp áp, quá nhiệt,bảo vệ nhiệt động cơ, bảo vệ ngắn mạch,đảo pha, kẹt rotor,…
- Khởi động bơm từ từ với việc cài đặt thời gian tăng tốc, tránh gây rung đường ống và sự thay đổi áp suất đột ngột,… tránh ảnh hưởng xấu cho hệ thống.
Hướng dẫn dùng 1 biến tần ABB điêù khiển 3 bơm hoạt động
Sửa chữa biến tần, điện tử công nghiệp
Biến tần INVT dùng để điều khiển nhiều bơm hoạt động
