Lors du développement des pompes centrifuges CVC, les concepteurs ont toujours misé sur leur point de rendement maximal. Compte tenu de la grande variation des demandes de débit et de pression des systèmes CVC, le nouveau livre blanc de Xylem est plutôt axé sur la façon dont les pompes peuvent répondre à ces variables sur le point de rendement maximal mais aussi sur une plage optimale, ou « îlot de rendement ».
« En redessinant nos pompes, nous nous sommes aperçus que nos clients ont une demande variable pour la plupart de leurs applications », déclare Chris Johnson, Directeur Global Engineering, pompes centrifuges, chez Xylem. « La conception classique de pompes exigeait un point de rendement de crête, or nos clients souhaitant faire des économies d’énergie en dimensionnant leurs équipements de sorte à répondre à la demande variable et grâce aux variateurs de vitesse permettant de le faire, nous nous sommes aperçus qu’il nous fallait concevoir des pompes à haut rendement sur une large plage. »
Selon Johnson, le passage du point optimal à la plage optimale présente un avantage majeur, car la plupart des systèmes ont des charges variables et fonctionnent rarement à leur point de plus haut rendement.
« Au fur et à mesure que notre processus de conception progressait et que nous commencions à tester des prototypes, nous avons identifié le besoin d’un livre blanc », ajoute Johnson. « Nous avons donc décidé de concevoir des pompes à rendement élevé sur une large plage de fonctionnement. La conception classique avec un point de rendement maximal à vitesse constante est révolue. »
Qu’est-ce qu’un îlot de rendement ?
Le concept d’îlot de rendement fait référence à une plage optimale de fonctionnement d’une pompe centrifuge. Sur un graphique, il serait délimité par :
– la performance du diamètre de turbine maximum ;
– la performance du diamètre minimum ;
– les lignes d’iso-rendement.
« C’est l’aspect arrondi de ces larges bandes d’iso-rendement ressemblant à des îlots sur la courbe de rendement qui nous a inspiré le concept d’îlot de rendement », déclare Johnson. « Finalement, il s’agit d’un point de rendement plus important de la pompe. »
Cette large plage de rendement inclut la plage de fonctionnement préférentielle ANSI/HI comprise entre 70 à 120 % du point de rendement optimal et maintient également un rendement élevé même lors de l’ajustement des turbines.
De grands îlots de rendement se traduisent par une réduction des coûts
En s’appuyant sur les exemples d’un hôpital et d’une école, le livre blanc présente les coûts d’exploitation et identifie une réduction dans les systèmes conçus ou améliorés pour incorporer un îlot de rendement plus profond et large.
Outre une réduction des coûts d’exploitation non négligeable, le livre blanc souligne également que l’intérêt pour les îlots de rendement pourrait permettre l’installation de pompes ou d’entraînements de plus petite taille dans certains cas. Cela pourrait également ouvrir la porte à des unités à vitesse variable qui offrent d’importantes économies de coûts d’exploitation par rapport à celles à vitesse fixe pour les mêmes conditions de service.