در سامانه­های تحت فشار لوله­ ها، معمولا از پمپ با دور ثابت استفاده می­ شود. زمانی که میزان تقاضای طرح متفاوت از تقاضای طراحی شود، می­ توان بدون ایجاد تغییر خاصی در سامانه، با تغییر دور پمپ، مقدار تقاضای مورد نیاز (دبی و هد) را تأمین کرد. با استفاده از یک مدار الکترونیکی راه انداز می­ توان فرکانس برق را تغییر و سرعت چرخش موتور پمپ را تغییر داد. در این تحقیق کاربرد پمپ های دور متغیر در سامانه­ های آبیاری تحت فشار مورد بررسی قرار گرفت. دو سناریوی ایستگاه پمپاژ شامل پمپ با دور ثابت و پمپ با دور متغیر طراحی شد. نتایج تحقیق نشان داد به کارگیری پمپ با دور متغیر به طور متوسط راندمان پمپ را18/7 درصد افزایش می­ دهد. برق مصرفی برای ایستگاه پمپاژ با دور متغیر در طول فصول آبیاری 1288/6 کیلووات- ساعت انرژی کمتری نسبت به پمپ با دور ثابت مصرف می ­کند. سامانه پمپ با دور متغیر 57/6 درصد در مقایسه با روش بهره برداری با پمپ دور ثابت، باعث صرفه جویی در انرژی برق مصرفی می ­شود. لذا استفاده از پمپ با دور متغیر در سامانه­ های تحت فشار توصیه می­ شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در سال های اخیر، با گسترش شهرسازی و بزرگتر و پیچیده تر شدن شبکه های آبرسانی، نیاز به مصرف انرژی جهت انجام فرآیند تأمین و توزیع آب افزایش پیدا کرده است. پمپاژ آب به انرژی زیادی احتیاج دارد که هزینه تأمین این انرژی بخش قابل توجهی از هزینه های دوران بهره برداری از شبکه را در بر می گیرد. در این تحقیق، بهره برداری هوشمند از این زیرساخت ها با استفاده از ابزارهای بهینه سازی و مدل های ریاضی مورد توجه قرار گرفته است تا با افزایش راندمان ایستگاه های پمپاژ در مناطق شهری و کاهش هزینه ها مفید واقع شود. هدف اصلی این تحقیق دست یابی به بهترین بازده مصرف انرژی در شبکه های توزیع آب (کاهش مصرف انرژی و هزینه های آن) در حین تأمین دیگر اهداف بهره برداری (تأمین فشار گرهی و غیره) است. مدل هیدرولیکی شبکه، ایستگاه پمپاژ و تجهیزات کنترلی توسط حل گر هیدرولیکی EPANET شبیه سازی شده است. کوپل حل گر هیدرولیکی با الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) به عنوان الگوریتم جستجوی تصادفی برای تنظیم بهینه دور موتور پمپ های شبکه توزیع آب بکار گرفته شده است. تنظیم بهینه دور موتور پمپ ها موضوعی است که در تحقیقات پیشین با در نظر گرفتن سری تاریخی داده های مصرف آب، مورد تحقیق قرار نگرفته است. شبکه توزیع آب شهر حسن آباد تهران برای مطالعه موردی انتخاب و الگوی بهینه دور پمپ ها بصورت یک سیاست بهره برداری استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که این رویکرد مصرف انرژی را نسبت به وضعیت موجود شبکه 42/47284 کیلووات-ساعت معادل 6/9 درصد کاهش می دهد. همچنین در ساعت اوج مصرف آب، رویکرد ارائه شده توانسته است میزان انرژی مصرفی را 4/19914 کیلووات-ساعت معادل %3/74 کاهش دهد.

به دلیل تغییرات فیزیکی فیلتر، همچون تغییر در اندازه دانه های بستر، شکسته شدن نازل ها و تغییرات دمای آب، میزان رژیم شستشو در طول سال تغییر می کند. با استفاده از پمپ های دور متغیر می توان این رژیم بهینه را ثابت نگه داشت. در این تحقیق آزمایش ها بر روی یک فیلتر ماسه ای تند تک لایه در ابعاد حقیقی انجام شد و انبساط بهینه بین 7 تا 8 درصد به دست آمد. تحقیقات متعدد قبلی نشان داده است که برای جلوگیری از جوشش بستر، جریان آب و هوا باید به آهستگی و به تدریج تا میزان طراحی افزایش یابد؛ در تصفیه خانه های متعارف با استفاده از شیر کروی این کنترل صورت می گیرد که موجب تلفات انرژی و بروز فشارهای متغیر بر روی پمپ ها و بلوئر می شود. در صورتی که با استفاده از پمپ های دور متغیر می توان با حفظ فشار نسبتا ثابت به رژیم شستشوی بهینه دست یافت. پمپ های دور متغیر به دلیل تامین کردن رژیم های شستشوی مختلف، این امکان را در اختیار طراحان و بهره برداران قرار می دهد تا انبساط بهینه را در بستر فیلتر به دست آورند. در این تحقیق میزان انبساط نتایج مثبتی همچون کاهش دوران بلوغ فیلتر، کاهش کدورت خروجی به زیرNTU 3/0 و صرفه جویی در مصرف آب شستشو به میزان 15 تا 20 درصد و در مصرف برق پمپ های شستشوی معکوس، به میزان 30 تا 50 درصد را به همراه داشت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

سامانه های آبیاری تحت فشار به طور عمده وابسته به ایستگاه های پمپاژ بوده که این ایستگاه ها از جمله بزرگ-ترین مصرف کنندگان انرژی هستند که پرداختن به طراحی بهینه آن ها، به ویژه از نظر افزایش راندمان ایستگاه های پمپاژ و کنترل مصرف انرژی بسیار با اهمیت است. در این تحقیق با توجه به قابلیت های سامانه های پمپاژ دور متغیر در تطبیق با شرایط مختلف بهره برداری، رویکرد به استفاده از پمپ های دور متغیر در یک کشت و صنعت 85 هکتاری زیتون واقع در استان قزوین مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا مصارف انرژی در طول دوره بهره برداری ده ساله سامانه، با استفاده از نرم افزار MATLAB/SIMULINK در پنج سناریو بهره برداری از ایستگاه پمپاژ، تحلیل شده است. نتایج تحقیق نشان دهنده آن است که میزان انرژی الکتریکی مصرفی با به کارگیری پمپ دور متغیر، در مقایسه با روش بهره برداری با پمپ دور ثابت تا 18 درصد کاهش یافته است. بر اساس نتایج مدل محاسباتی، میانگین انرژی مصرفی برای انتقال هر مترمکعب آب 0.33 kwh با استفاده از پمپ دور متغیر بوده است. نتایج ارزیابی انرژی مصرفی بیانگر آن است که در وضعیت موجود بهره برداری60 درصد تلفات انرژی بیش تری نسبت به سایر روش های بهره برداری وجود داشته است. هم چنین هزینه اولیه استفاده از پمپ دور متغیر، به طور متوسط پس از 9 سال بهره برداری، از محل صرفه جوئی انرژی، مستهلک شده است.