В современной промышленности система водоснабжения занимает ключевую роль. Наблюдается тенденция к обеспечению качественного централизованного водоснабжения как для промышленных предприятий, так и для жилых домов. Внутри системы водоснабжения скважинные насосы являются одними из основных потребителей электроэнергии. Потребление энергии насосными системами по всему миру составляет около 22 % [1], как показано на рисунке 1.
Если рассматривать Узбекистан, то насосы потребляют около 17 % от всей производимой в промышленном секторе электроэнергии [2]. Однако при внедрении энергоэффективных режимов работы насосного оборудования можно достичь существенной экономии, благодаря регулированию частоты асинхронных двигателей.
Использование асинхронных двигателей с частотным преобразователем позволяет значительно повысить энергоэффективность [3]. Варианты управления частотно-регулируемым электроприводом представлены на рисунке 2.
Изменение спроса на воду в системе водоснабжения наблюдается постоянно. Такая динамика зависит от различных факторов, включая время суток, воздействие внешней среды, непредвиденные обстоятельства и общие изменения в режимах работы. Поэтому важно эффективно контролировать скорость потока воды в соответствии с требуемой структурой сигналов.
Контроль потока воды может осуществляться с использованием различных методов:
Закрытие клапана: Этот метод заключается в регулировании потока воды путем открытия или закрытия соответствующего клапана. Это наиболее простой способ контроля, который позволяет прекратить или ограничить поток воды по мере необходимости.
Включение и выключение насоса: Другой метод включает управление подачей воды с помощью включения и выключения насоса. Этот способ также может регулировать поток воды, но может потребовать больше времени для реагирования на изменения спроса.
Управление насосом с регулируемой скоростью: Самым продвинутым методом контроля потока воды является управление скоростью насоса с помощью частотно-регулируемого электропривода. Этот метод позволяет точно настраивать скорость насоса, что обеспечивает более гибкий и эффективный контроль потока воды в соответствии с изменениями спроса.