Енергоефективність функціонування електромеханічних систем у складі мереж водопостачання

Abstract

В роботі запропоновано методику оцінювання енергоефективності функціонування модернізованої мережі водопостачання на основі результатів електричного моделювання роботи електромеханічної системи у складі електротехнічного комплексу. Проведене зонування поля Q–H характеристик електромеханічних систем, що дозволило визначити межі їх енергоефективної експлуатації, з урахуванням об’ємів і способів можливої модернізації та впливу втрат у привідному електричному двигуні. Розраховані та побудовані у межах полів Q–H характеристик електромеханічних систем з насосними агре-гатами типу АД поля зміни питомих витрат електроенергії застосовано для визначення розрахунко-вих показників енергоефективності роботи ЕМС за наперед заданими параметрами функціонування гідравлічної мережі. Доведено, що найбільш прийнятним інтегральним критерієм енергоефективності функціонування гідравлічних мереж водопостачання є показник питомих витрат електроенергії на перекачування одиниці об’єму рідини. Одержання необхідних вихідних даних для його розрахунку не потребує додаткового інструментарію, окрім лічильників спожитої привідними електродвигунами електричної енергії, лічильників перекачуваної рідини та манометрів, якими, зазвичай, облаштовані мережі водопостачання. Використання зазначеного показника у розрахунках вартості життєвого циклу гідравлічних мереж водопостачання дозволяє проводити порівняння варіантів можливої модернізації обладнання та елементів мережі з метою підвищення їх енергоефективності.

The paper presents a method of evaluation of energy efficiency in the upgraded water supply on the basis of electrical modeling of electromechanical system as a part of electrical industry. Q–H characteristics of electromechanical systems were zoned to determine the boundaries of energy efficient operation, given the volumes and the possible ways of modernization and the impact of losses in electric drive motor. The authors calculated and built within the fields of electromechanical systems Q–H characteristics of the pump unit type DR field changes, the unit cost of electricity was used to determine the estimates of the energy efficiency of EMC for predetermined parameters of the hydraulic network. It is proved that the most appropriate integral criterion of energy efficiency of hydraulic water supply is a measure of unit cost of electricity for pumping unit volume of fluid. Obtaining the necessary input data for its calculation does not require additional tools other than driven electric meters consumed electric energy meters pumped liquid and pressure gauges, which are usually equipped with water supply. Using this indicator in the calculation of the value of the life cycle of the hydraulic water supply allows to compare possible options for upgrading equipment and network elements in order to improve their energy efficiency.

В работе предложена методика оценки энергоэффективности функционирования модернизированной сети водоснабжения на основе результатов электрического моделирования работы электромеханической системы в составе электротехнического комплекса. Проведенное зонирования поля Q–H характеристик электромеханических систем, что позволило определить границы их энергоэффективной эксплуатации, с учетом объемов и способов возможной модернизации и влияния потерь в приводном электрическом двигателе. Рассчитаны и построены в рамках полей Q–H характеристик электромеханических систем с насосными агрегатами типа АД поля изменения удельных расходов электроэнергии применен для определения расчетных показателей энергоэффективности работы ЭМС по заранее заданным параметрам функционирования гидравлической сети. Доказано, что наиболее приемлемым интегральным критерием энергоэффективности функционирования гидравлических сетей водоснабжения показатель удельных расходов электроэнергии на перекачку единицы объема жидкости. Получение необходимых исходных данных для его расчета не требует дополнительного инструментария, кроме счетчиков потребленной приводными электродвигателями электрической энергии, счетчиков перекачиваемой жидкости и манометров, которыми, как правило, оснащены сети водоснабжения. Использование указанного показателя в расчетах стоимости жизненного цикла гидравлических сетей водоснабжения позволяет проводить сравнение вариантов возможной модернизации оборудования и элементов сети с целью повышения их энергоэффективности.