Jak poprawić wydajność pompy ciśnieniowej za pomocą EPP

Zastosowanie pomp ciśnieniowych i sposób ich działania

Pompy ciśnieniowe znajdują zastosowanie w wielu obiektach handlowych, przemysłowych, a nawet mieszkalnych. Dokładniej, są one wykorzystywane między innymi do nawadniania, dostarczania wody i benzyny, w systemach klimatyzacji, chłodnictwie, ruchu ściekowym, kontroli powodzi lub w usługach morskich. Pompy wykorzystane są w sektorze ogrzewnictwa, jako alternatywa do ogrzewania gazem, węglem itp.

Ze względu na rodzaje pomp, ich działanie jest różne. Przeanalizujemy je dokładniej poniżej.

Rodzaje pomp ciśnieniowych

W zależności od wytwarzanego ciśnienia pompy mogą być:

• niskociśnieniowe: mogą wytwarzać przepływ tylko przy niskim ciśnieniu i jeśli ciśnienie wylotowe stanie się zbyt wysokie, nie będą już tworzyły przepływu.
• wysokociśnieniowe: mogą wytwarzać przepływ przy wysokim ciśnieniu.

Inna możliwa klasyfikacja to metoda wyporu. W tym przypadku możemy wyróżnić pięć różnych typów pomp:

• Pompy wyporowe: poruszają ciecz poprzez wielokrotne zamykanie stałej objętości i mechaniczne przemieszczanie jej przez układ.
• Pompy impulsowe: wykorzystują ciśnienie wytworzone przez jakiś gaz – najczęściej powietrze. Ściślej mówiąc, kiedy gaz uwięziony w cieczy jest uwalniany, wytwarza ciśnienie, które może wypchnąć część cieczy do góry.
• Pompy wirowe: ciecz wchodzi do wirnika szybko obracającego się wzdłuż jego osi, co zwiększa prędkość i ciśnienie cieczy, a także kieruje ją w stronę wylotu pompy.
• Pompy grawitacyjne: są to pompy wodne, które pracują bez prądu, ponieważ energia pochodzi ze źródła, potoku lub stawu znajdującego się nad pompą.
• Pompy bezzaworowe: nie występują w nich zawory regulujące kierunek przepływu. Dlatego też są one stosowane głównie w systemach biomedycznych i inżynieryjnych.

Czym jest sprawność pompy?

Przez sprawność pompy rozumiemy jej skuteczność w przekształcaniu mocy wejściowej na wale w użyteczną moc oddawaną do cieczy i jest ona obliczana za pomocą następującego wzoru:

Moc hydrauliczna pompy (kW) x 100 / Moc wejściowa wału pompy (kW)

Sprawność pompy jest określana zasadniczo przez dwa parametry: wysokość podnoszenia i natężenie przepływu. Niemniej jednak istnieją inne czynniki, które również mają na nią wpływ, takie jak właściwości cieczy, konstrukcja wirnika i wybrana prędkość silnika.

Wpływ sprawności pompy ciśnieniowej

Koszty energii stanowią znaczną część wydatków w całym okresie eksploatacji pompy, czyli około 55%. Oznacza to, że skupienie się na sprawności pompy jest kluczowe dla jednoczesnego zmniejszenia wydatków i śladu węglowego.

Istnieją jednak jeszcze bardziej niepokojące dane: badania pokazują, że średnia sprawność pomp wynosi poniżej 40%, a ponad 10% pomp pracuje poniżej 10% sprawności. Dlatego konieczne jest regularne sprawdzanie wydajności posiadanej pompy. Jednym ze sposobów jest pomiar mocy, jaką pobierają i sprawdzenie jej na tle krzywej sprawności pompy.

Jakie są główne czynniki wpływające na niską sprawność pompy? Można wymienić trzy:

• zdławione zawory;
• zbyt duży rozmiar pompy;
• zużyte elementy wewnętrzne.

Wskazówki dotyczące poprawy wydajności pomp

Istnieje 10 podstawowych wskazówek, dzięki którym można skutecznie poprawić wydajność pompy. Przyjrzyjmy się im w skrócie!

1. Monitorowanie wydajności pompy: używaj mierników jako elementów wczesnego ostrzegania o zużyciu lub słabej wydajności spowodowanej blokadą lub anomaliami systemu. Monitoruj również wibracje, ciśnienie i przepływ, prąd i moc oraz termodynamikę.
2. Poprawa uszczelnienia: wadliwe uszczelnienie odpowiada za prawie 70% awarii pomp w wielu rozwiązaniach, powodując ogromne straty energii.
3. Poznanie ograniczeń pompy i materiałów konstrukcyjnych: wybór właściwych materiałów ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania ścieraniu się elementów wewnętrznych, takich jak gniazda zaworów, kulki zwrotne, wirniki, koła zębate lub tłoki.
4. Prawidłowe dobranie wielkości pompy do zastosowania: występuje skłonność do przesadnego projektowania w celu uniknięcia niedostatecznej wydajności, ale to powoduje jedynie marnotrawstwo i nieefektywność. Gdy pompy są zbyt duże, można ograniczyć ich prędkość za pomocą przekładni lub pasów napędowych albo silnika o mniejszej mocy.
5. Właściwe zaprojektowanie i dobranie rozmiaru rurociągów ssawnych: odpowiednia średnica rur może zapobiec powstawaniu osadów, co z kolei oznacza oszczędność energii poprzez zmniejszenie strat spowodowanych tarciem. Siła tarcia zależy od przepływu, średnicy i długości rury oraz jej charakterystyki, takiej jak chropowatość powierzchni, jej materiał, właściwości pompowanej cieczy.
6. Izolowanie drgań mechanicznych: należy stosować stabilizatory i tłumiki pulsacji, aby zmniejszyć drgania rur i zapewnić dłuższą żywotność uszczelnień. Należy również zbudować odpowiedni fundament, który solidnie zakotwiczy pompę.
7. Przeprowadzanie rutynowej konserwacji: terminowa wymiana elementów eksploatacyjnych zwiększa sprawność pompy i zapobiega większym uszkodzeniom. Zaleca się również okresowe płukanie pomp czystą wodą, aby zapobiec korozji.
8. Przeszkolenie operatorów: zdolność operatorów do zgłaszania problemów z ciśnieniem lub przepływem w systemie i organizowania koniecznej konserwacji w razie potrzeby jest kluczem do właściwego utrzymania instalacji.
9. Zastosowanie systemów pomp równoległych: jeśli projekt na to pozwala, warto wybrać opcję pozwalającą na obsługę różnych przepływów w przeciwieństwie do użycia tylko jednej dużej pompy.
10. Przeprowadzenie audytu energetycznego: technologia ewoluuje i tak samo musi być z systemami przedsiębiorstwa. Zastanów się, czy wstępne inwestycje w wykorzystanie nowych i alternatywnych technologii są opłacalne i stanowią lepszą opcję dla Twoich działań.

Jak poprawić wydajność pompy ciśnieniowej za pomocą EPP?

Ze względu na swoje właściwości EPP jest wielkim sprzymierzeńcem, jeśli chodzi o poprawę wydajności pomp ciśnieniowych.

Jego wysoka odporność na uderzenia czyni go świetnym amortyzatorem wstrząsów i wibracji. Oznacza to, że jest przydatny do izolowania drgań mechanicznych pomp, które mogą prowadzić do nieefektywności.

Ze względu na nieprzepuszczalność i znakomite właściwości izolacyjne pozwala uniknąć wadliwego uszczelnienia, które jest główną przyczyną awarii pomp. Ponadto uciążliwości związane z pracą maszyn są zmniejszone dzięki wysokiemu stopniowi izolacji akustycznej.

Na koniec warto wspomnieć, że pompy tracą wydajność wraz z upływem czasu. Wraz z wiekiem spada wydajność pompy. Proces ten jest nieunikniony. Jednak zastosowanie trwałych materiałów, takich jak EPP, wydłuża jej żywotność.

Rozwiązania proponowane przez Knauf Industries

Od wielu lat jesteśmy znanym partnerem w zakresie projektowania, rozwoju i produkcji przemysłowej w sektorach regularnie wykorzystujących pompy ciśnieniowe, takich jak branża HVAC związana z ogrzewnictwem, chłodnictwem oraz klimatyzacją.

• Sektor HVAC

Części wykonane z materiału EPP posiadają bardzo niską wagę, zachowując przy tym jednocześnie dobrą wytrzymałość mechaniczną. Dodatkowo dzięki komórkowej strukturze materiału zapewniają skuteczną izolację termiczną i akustyczną, co w dużym stopniu pomaga zwiększyć wydajność urządzeń z sektora HVACR, a także obniżyć koszty produkcji.


Cezary Jeleniewski, Lider rozwoju produktu i narzędzi

Materiał ten odgrywa szczególnie istotną rolę w pompach ciepła, czyli rodzaju urządzeń HVAC, które mogą dostarczać zarówno ciepło, jak i chłodzić. Pompa ciepła wykorzystuje energię mechaniczną do pobierania ciepła z powietrza i przemieszczania go wewnątrz lub na zewnątrz pomieszczenia. W oczywisty sposób istotna jest ich odpowiednia izolacja, zapobiegająca stratom energii i dająca ochronę przed wibracjami oraz innymi nieprawidłowościami.

Korzyści zastosowania EPP w pompach ciepła to przede wszystkim modułowa konstrukcja, która wpływa na zwiększenie wydajności na produkcji, a także na zautomatyzowanie procesów produkcyjnych producentów pomp. Spieniony polipropylen daje możliwość formowania bardzo skomplikowanych kształtów a co za tym idzie wpływa na poprawę efektywności produkcji.

• Przemysł motoryzacyjny

Wysoka absorpcja uderzeń EPP w połączeniu z jego odpornością mechaniczną sprawiają, że jest to odpowiedni materiał do produkcji niektórych elementów bezpieczeństwa biernego w pojazdach. Dlatego stosuje się go m.in. w siedzeniach, schowkach bagażnika czy zderzakach. Wykorzystywany jest również w fotelikach samochodowych dla dzieci oraz do ochrony akumulatorów samochodowych i innych urządzeń elektronicznych.

Ponadto jego lekkość pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa i osiągnięcie większej efektywności energetycznej, a jego zdolności izolacyjne są niezbędne do zagwarantowania sprawności pompy paliwowej.

Równocześnie jako wartość wspólna dla obu sektorów, oferujemy również liczne rozwiązania związane z logistyką części technicznych. Trwałość EPP pozwala na zastosowanie wielofunkcyjnych, gotowych do transportu opakowań dla wielu różnych rodzajów ładunków. To – w połączeniu z uniwersalnością i możliwością dostosowania do potrzeb klienta – pozwala na bezpieczny transport produktów o różnych rozmiarach, od ogromnych urządzeń przemysłu motoryzacyjnego czy sprzętu domowego po maleńkie, delikatne elementy elektroniczne.

Podsumowując, wydajność pomp ciśnieniowych jest często kwestią niedocenianą. Niemniej jednak zapewnienie ich prawidłowego funkcjonowania może przynieść istotny spadek niepotrzebnych kosztów. Dobrym sposobem na rozpoczęcie dbania o nie jest wybór materiałów takich jak EPP, które pomagają uniknąć strat energii.