När centrifugalpumpar ska utvecklas för värme, ventilation och luftkonditionering har konstruktörer traditionellt varit inriktade på toppverkningsgraden.System för värme, ventilation och luftkonditionering har ett mycket varierat behov av flöde och tryck. Xylem har därför tittat på hur pumpaggregat i stället kan möta dessa variationer utifrån ett optimalt verkningsområde som fått benämningen ”efficiency island”, eller ”effektivitetsö”.
– När vi skulle vidareutveckla våra pumpar insåg vi att våra kunder i de flesta fall hade ett varierat behov. Traditionella pumpkonstruktioner utgår från en hög toppverkningsgrad. Men eftersom kunderna ville spara energi genom att dimensionera utrustningen efter behov och kunna reglera detta ytterligare med variabelt varvtal insåg vi att vi behövde konstruera pumpar med en hög verkningsgrad över ett brett område, säger Chris Johnson, teknisk direktör för centrifugalpumpar på Xylem.
Övergången från optimal verkningsgrad till optimalt verkningsområde har klara fördelar, enligt Johnson, eftersom detta tar hänsyn till att de flesta system har en varierad belastning och sällan drar nytta av toppverkningsgraden.
– Allteftersom vårt arbete fortskred och vi började testa prototyper såg vi ett behov av en ny rapport. Så vi satte i gång att konstruera pumpar som skulle ha hög verkningsgrad över ett brett driftområde. Den traditionella konstruktionen med toppverkningsgrad vid konstant varvtal hör till det förgångna, säger Johnson.
Vad är en effektivitetsö?
Men en effektivitetsö avses en centrifugalpumps optimala driftområde. I ett diagram avgränsas detta med följande linjer:
– fläkthjulets diameter för maximal prestanda
– diameter för minimal prestanda
– linjer för isoeffektivitet.
– Isoeffektivitetslinjerna för dessa breda verkningsgradsintervall i prestandadiagrammet är runda och ser ut som en ö, så därför började vi använda termen effektivitetsö. I själva verket är det en större ”sweet spot” för pumpprestanda, säger Johnson.
Detta breda prestandaområde omfattar det driftområde på 70 till 120 procent av bästa verkningsgrad som är att föredra för ANSI/HI och håller även en hög verkningsgrad när fläkthjulen justeras.
Stora effektivitetsöar sänker kostnaderna
Med ett sjukhus och en skola som exempel redogör rapporten för driftkostnaderna och påvisar en minskning i varje exempel där ett system utformats eller uppgraderats för att integrera en djupare och bredare effektivitetsö.
Lägre driftkostnader sticker förstås ut, men rapporten visar också att en fokusering på effektivitetsöar i vissa fall skulle kunna leda till mindre dimensionerade pump- och aggregatinstallationer. Det skulle också kunna bereda väg för aggregat med variabelt varvtal, vilket ger betydande årsdriftkostnadsbesparingar jämfört med ett fast varvtal under samma driftförhållanden.
Läs mer om Xylems centrifugalpumpar för värme, ventilation och luftkonditionering.