pompaakademisi

  • Yazıtipi boyutunu arttır
  • Varsayılan yazıtipi boyutu
  • Yazıtipi boyutunu azaltır
Reklam
Anasayfa 2. Pompa Kontrol Uygulamaları 2.2. Değişik Pompalama Koşullarına Uyum Sağlamak 2- Değişken Basınç

2.2. Değişik Pompalama Koşullarına Uyum Sağlamak 2- Değişken Basınç

e-Posta

1. Devir Değişimi ile Kontrol

Bazı sistemlerde pompanın akışkan pompaladığı borunun basıncı sabit değildir veya debiye de bağlı değildir. Mesela şehir şebeke sistemlerinde, şebekenin doğrudan pompalardan beslendiği durumlarda debiye bağlı bir sistem eğrisi oluşturulmaz. Basınç su kullanımına göre değişir ve debi çok az olduğu halde şebeke yeterince besleniyorsa hatta basınç yükselebilir. Aksine pik saatler denilen kullanımın çok olduğu durumlarda debi fazla olmasına rağmen şebeke yeterince beslenemiyorsa hatta basınç düşer. Tabii ki bu sistemlerde de sürtünme kaybının basıncı artırıcı etkisi vardır ancak, kullanım ve buna bağlı olarak basınç değişimi daha fazla önemlidir. Basıncın debiye bağlı olmadığı bir başka durum ise booster pompalarında görülür. Mesela bir su şebekesine giden boruya sıvı klor aktaran bir pompanın çalışma basıncı daima değişkendir.

 

 

Bu yazıda bu tür sistemlerde verimlilik ve pompanın optimum koşullarda çalıştırılabilmesi açısından değişik kontrol sistemleri üzerinde duracağız.

 

Şekil 1

 

Bu tür sistemlerde yapılması gereken pompa seçerken oluşabilecek en yüksek basınca göre pompa seçmektir. Bu durumda ise basınç düştüğünde pompa EVN’sının sağına kayacak ve aşırı debi verecektir. Şekil 1’de bu şekilde seçilmiş bir pompa (1. Pompa) ve karşı basınç düştüğünde ne olduğu görülmektedir. Pompaya ait değerler Tablo 1’de verilmiştir.

 

 

 

 

Debi (m3/sn)

Hm(m)

Pompa Verimi (%)

Sistem Verimi (%)

P2 (kW)

P1 (kW)

NPSH (m)

0

17.3

0

0

10.8

12.3

1.84

50

18.8

20.7

18.3

12.3

14

1.89

100

19.5

38.3

33.9

13.9

15.7

1.97

150

19.6

52

45

15.4

17.4

2.06

200

19.2

62.5

55.2

16.7

18.9

2.16

250

18.3

70

61.7

17.8

20.2

2.29

300

17.2

74.7

65.8

18.8

21.4

2.42

350

15.9

77.2

67.8

19.6

22.3

2.58

400

14.4

77.7

68.1

20.3

23.1

2.75

450

13

76.4

66.8

20.8

23.7

2.97

500

11.3

73.2

64

21.1

24.1

3.26

550

9.82

68.8

60.1

21.2

24.2

3.58

Tablo 1

 

 

Tablo ve Şekil 1’den de görüleceği gibi pompanın EVN’sı debinin 400 m3/h olduğu noktadır. Bu noktada pompa basma yüksekliği 14,4 m ve pompa verimi %77,7’dir. Elektrik şebekesinden çekilen elektrik gücü 23,1 kW ve birim hacim akışkan başına tüketilen elektrik enerjisi 0,057 kWh/m3’tür.

 

Şimdi karşı basınç yükünün 11,3 m’ye düştüğünü düşünelim. Bu durumda debi 500 m3/h olur. Pompa verimi ise %73,2’ye düşer. Elektrik şebekesinden çekilen güç 24,1 kW ve birim hacim akışkan başına tüketilen elektrik enerjisi ise 0,048 kWh/m3’tür. Bu değerin düşmesi karşı basıncın azalmasındandır. Elektrik gücü (P1) şu bağıntı ile bulunur:

 

(1.1)

 

Görüldüğü gibi Hm değerinin düşmesi harcanan gücü dolayısıyla birim akışkan başına harcanan enerjiyi direkt olarak düşürmektedir. Ancak örneğimizde basma yüksekliği %21 düşmesine karşın birim akışkan başına harcanan enerji ise %16 düşmüştür. Bu ise pompa veriminin düşmesinden kaynaklanmaktadır.

 

Şimdi de karşı basınç 11,3 m’ye düştüğünde pompa basma yüksekliği de 11,3 m olacak şekilde pompa devrini azaltalım. Bu şekilde pompanın yeni EVN’sı basma yüksekliğinin 11,3 m olduğu nokta olacaktır. Bunun için uygun devir sayısını bulmak üzere aşağıdaki eşitlikten yararlanacağız.

 

(1.2)

 

 

Bu devir sayısındaki debiyi ise aşağıdaki bağıntı ile bulacağız:

 

(1.3)

 

 

Şekil 2

 

Pompayı 11,3 m karşı basınç yüküne karşı herhangi bir düzenleme yapmadan çalıştırdığımızda birim hacim başına enerji 0,048 kWh/m3 iken devir sayısını düşürdüğümüzde bu büyüklük 0,046 kWh/m3’tür. Devir sayısını düşürmek sayesinde elektrik enerjisinden tasarruf sağlanmıştır. Bu fazla gibi görünmeyebilir ama yıllık getirisine baktığımızda ciddi bir değer olduğu görülür. Pompa günde 4000 m3/gün debi aktaracak şekilde çalışıyor olsun. Bu pompanın nominal çalışma şartlarında 10 saat çalışması anlamına gelir ki pek çok pompa bundan daha fazla çalışır. Şimdi 4000 m3/gün üzerinden yıllık hesaplarımızı yapalım:

 

Günlük Enerji = Günlük Debi x Birim Hacim Başına Enerji

 

Günlük Enerji Farkı = Günlük Debi x Birim Hacim Başına Enerji Farkı

 

Günlük Enerji Farkı = 4000 m3/h x (0,048-0,046) kWh/m3 = 8 kWh

 

Bunun yıllık getirisi ise birim enerji maliyetini 0,3 TL/kWh alırsak:

 

Yıllık Enerji Maliyeti Farkı = Yıllık Debi x Birim Hacim Başına Enerji Farkı x Birim Enerji Maliyeti

 

Yıllık Enerji Maliyeti Farkı = 1460000 m3/yıl x (0,048-0,046) kWh/m3 x 0,30 TL/kWh

 

Yıllık Enerji Maliyeti Farkı = 876,00 TL

 

22 kW bir motor için az bir tasarruf değil. Pompanın çalışma saatleri arttıkça tasarruf miktarı da artar. Mesela günde 24 saat çalışacak şekilde dizayn edilmiş bir pompa için bu değer 2.100,00 TL olur.

 

Karşı basınç düştükçe tasarruf miktarı daha da artar. Mesela karşı basınç 9,82 m’ye kadar düşerse tasarruf miktarı pompanın günlük 10 saat çalışması durumunda 3.776,00 TL’ye çıkar. Günlük 24 saat çalışması durumunda ise 9.064,00 TL’ye. Görüldüğü gibi yapılacak tasarruf kullanıcının sistemi ile ilgilidir. Basınç değişimleri arasında fark ne kadar fazla ise devir değişimi ile sağlanabilecek tasarruf o kadar fazladır. Aynı şekilde pompanın çalışma saati ne kadar fazla ise yapılabilecek tasarruf miktarı o kadar fazladır. Bu açıdan kullanıcı sistemini ve pompasını incelemeli ve sisteme ve pompaya özel hesapları yaparak değişken devirle pompayı çalıştırıp çalıştırmamaya kara vermelidir. Sonuçta değişken devirli cihazlarının da bir ilk satınalma, bakım ve işletme giderleri vardır. Ayrıca frekans (devir) değiştirici cihazlar da belli bir verimle çalışırlar pompadan yapılan tasarrufun bir kısmını götürürler. Bu açılardan bütün bu faktörler dikkate alınarak bir karar verilmelidir.

 

2. Pompaların seri bağlanması ile kontrol

Karşı basıncın debiden bağımsız olarak değişken olduğu durumlarda pompaların seri bağlanması ile de pompa karşı basınca uygun olarak çalıştırılabilir. Ancak seri çalışmada ara basınç değerlerinde pompa yine EVN’dan sağa veya sola kayar. 1. Bölümde işlenen örneği takip edelim ve maksimum 14,4 m ve minimum 11,3 m’de çalışacak şekilde 2 pompa ile sistemi düzenleyelim. Pompalardan birisi (2.Pompa) 12 m basma yüksekliğinde 400 m3/h debi veriyor olsun, diğeri de (3.Pompa) 14,4-11,3 = 3,1 m basma yüksekliğine karşı 400 m3/h debi veriyor olsun. Karşı basınç 14,4 m olduğunda pompaların ikisini de çalıştıralım ve basınç 11,3 m’ye düştüğünde ise pompalardan sadece 1. Pompa çalışsın.

 

Şekil 3

 

 

2. Pompaya ait değerler Tablo 3’te ve eğriler Şekil 3’te verilmiştir.

3. Pompaya ait değerler Tablo 4’te ve eğriler Şekil 4’te verilmiştir.

 

Bunlara göre karşı basınç yükü 11,3 m olduğunda sadece 2. Pompa çalıştırılır. Bu esnada debi 427 m3/h’tir. Elektrik şebeke gücü 19,3 kW, Pompa verimi %76 ve birim hacim akışkan başına harcanan enerji ise 0,045 kWh/m3’tür. Bu değerin 1. Pompanın, pompayı devir sayısını değiştirmeksizin 11,3 m karşı basınca karşı çalıştırdığımızda birim hacim akışkan başına harcanan enerji miktarı olan 0,048 kWh/m3 değerinden %6,25 daha düşük olduğuna dikkat edelim. Ayrıca 1. Pompayı devir değişimi ile kontrol ettiğimizde birim hacim akışkan başına harcadığımız enerji 0,046 kWh/m3 değerinden de %2,17 daha düşüktür.

 

Şimdi de karşı basınç yükünün 14,4 m’ye çıktığını düşünelim ve hem 2. Pompayı hem de 3. pompayı birlikte çalıştıralım.

 

 

Şekil 4

 

 

Bu esnada 2. Pompa ve 3. Pompa birlikte yaklaşık 14,4 m basınca karşı 420 m3/h debi üretirler ve 2. Pompa Verimi %76 ve 3. Pompa verimi %76,5’tur. 2. Pompanın P1 değeri (Elektrik şebeke gücü) 19,3 kW ve 3. Pompanın P1 değeri 5,32 kW’tır. İki pompa birlikte 24,62 kW güç tüketirler. Birim hacim akışkan başına tüketilen elektrik enerjisi ise 0,058 kWh/m3’tür. Bu değer ise 1. Pompanın 14.4 m karşı basınç yüküne karşı çalışmasında birim hacim akışkan başına tüketilen enerji değeri olan 0,057 kWh/m3 değerinden %1,75 daha fazladır. Bu ise pompaların verimlerinin düşmesinden kaynaklanmaktadır. Hem 2. Pompa hem de 3. Pompa EVN’larının bir miktar uzağında çalışmaktadır. Çünkü her debi-basma yüksekliği ikilisi için EVN’da çalışan pompa bulmak imkansızdır.

 

 

Şimdi bütün bulduğumuz bu değerleri bir Tablo altında toplayalım. Bütün değerler Tablo 5’te gösterilmiştir.

 

Tablodan anlaşılan karşı basıncın değişken olduğu durumlarda pompayı herhangi bir düzenleme yapmadan çalıştırmanın enerji maliyetini arttırdığıdır. Devir değişimi veya pompaların seri bağlı olarak çalıştırılması ise tasarruf sağlamaktadır. Yapılacak tasarrufun miktarı ise pompanın çalışma süresine ve basıncın ne kadar değiştiğine bağlıdır. Çok çalışan pompalarda tasarruf miktarı fazla olmaktadır. Karşı basıncın iki değişimi arasında çok büyük far varsa tasarruf miktarı da çok fazla artmaktadır.

 

Ancak seri bağlı pompalarda basınç pompalar eş basma yüksekliğine sahipse iki değer arasında değişebilmekte, farklı basma yüksekliğine sahipse 3 farklı değerde olabilmektedir. Devir değişimi ile ise karşı basıncın her değerine pompa EVN’da çalışabilecek şekilde ayarlanabilmektedir.

 

Mehmet Akif GÜL
Makine Mühendisi

 

 

Yorum ekle

Makaleler için yorum ekleyebilirsiniz


Güvenlik kodu
Yenile

 

©Pompa Akademisi

Yasal Uyarı: Yayınlanan makalelerin tüm hakları Pompa Akademisi’ne aittir. Kaynak gösterilse dahi makalenin tamamı özel izin alınmadan kullanılamaz. Ancak alıntılanan makalenin bir bölümü, alıntılanan makaleye aktif link verilerek kullanılabilir.

Ürün Tanıtımı

ModülTANK Sıvı Depolama Çözümleri

 

http://www.pompaakademisi.com/modultank_dosyalar/image001.jpg

ModülTANK her türlü sıvı depolama ihtiyacı için hızlı, ucuz ve taşınabilir seçenekler sunar.

 

Devamını oku...
 
Grundfos MP 204 Motor Koruma Ünitesi


 

Dalgıç pompalar çalıştığı ortam gereği diğer pompalara göre çok daha zor koşullar altında çalışmaktadır. Dalgıç pompalarda bir arızanın kullanıcıya olan maliyeti genellikle diğer pompalar ile kıyaslandığında çok yüksektir. Yine çalıştığı ortam gereği dalgıç pompaları ve motorlarını izlemek diğer kuru rotorlu pompalara göre hem daha zor hem de çok daha fazla önem arz etmektedir. Sorunsuz pompa kullanımı için pompayı izleyebilmek ve zamanında müdahale etmek problemlerin büyük bir kısmını çözmemizi ve bakım maliyetlerini minimize etmemizi sağlayacaktır.
Devamını oku...
 

Anketler

Santrifüj Pompa Satın Alırken Yerli Marka mı Yabancı Marka mı Tercih Ediyorsunuz?
 

Hocamız

Prof. Dr. Kirkor YALÇIN

Özgeçmişi

10.03.1939 tarihinde Kayseri ilinin Develi ilçesinde doğdu. İlk ve Ortaokulu Develi’de okudu. 1958 yılında Cağaloğlu İstanbul Erkek Lisesi’ni bitirdi. 1964 yılında İstanbul teknik Üniversite’si Makine Mühendisliği Fakültesi’nden Yüksek Mühendis olarak mezun oldu.

 

Devamını oku...

Facebook Share

Facebook'ta Paylaş

Eğitim Duyurusu

Reklam

Her Gün Bir Bilgi

Aşınma Halkası

Pompalarda gövde ile çark arasına konan parça. Bu parça pompanın yüksek basınç ile alçak basınç bölgelerini birbirinden ayırır ve aşındığı zaman değiştirilmesi kolay ve ucuzdur. Bu parça kullanılmasaydı çark ve gövde sızdırmazlığı sağlamak için çark ve gövde birbirine çok yakın çalışmak zorunda kalırdı ve aşınmaları durumunda değiştirilmesi maliyetli olurdu.

 

Aşınma halkası aşındığında pompa iç kaçakları artar ve pompa performansı azalır.

Logo'nun Hikayesi

Pompa Akademisi Logosu, santrifüj pompaların salyangozunu andıran bir Fibonacci Spirali ve bu spirali birleştiren, çark kanatlarını andıran eğrilerden oluşmaktadır. Fibonacci Spirali, kenar uzunlukları Fibonacci Sayıları'na (1, 1, 2, 3, 5, 8...) eşit olan karelerin karşı köşelerinin birleştirilmesi ile oluşturulur.