تفاوت پمپ شفت و غلاف با الکتروپمپ شناور

علیرغم توسعه های چشمگیر در بخش منابع آب، آب های زیر زمینی مهمترین تامین منابع آب در بخش کشاورزی کشور محسوب می شود. برای انتقال آب از اعماق زمین به سطح از دیزل و یا انرژی الکتریکی استفاده می شود.
نحوه پمپاژ آب با استفاده از انرژی الکتریکی
بطور کلی جهت پمپاژ آب از اعماق زمین توسط انرژی الکتریکی از دو نوع الکتروپمپ استفاده می شود. موتور الکتریکی که در سطح زمین نصب شده و با جعبه دنده و شفت غلاف می باشد و یا الکتروپمپ شناور که در سطح آب قرار می گیرد.
پمپ شفت و غلاف
در این روش دیزل برداشته شده و پس از برقرسانی و نصب ترانس و پست هوایی و تابلوی راه انداز یک عدد الکتروموتور و احیانا جعبه دنده قرار می گیرد. سیستم پمپ شفت و غلافی با الکتروموتور عمودی و یا سیستم شفت و غلافی با الکتروموتور افقی است که این روش معمولترین روش برداشت آب از چاههای برقدار شده کشاورزی در ایران است.
در این روش جهت نیرو و معمولا تعداد دور الکتروموتور در یک جعبه دنده تغییر یافته و به درون چاه منتقل می شود.
الکتروپمپ شناور
چاههایی که بدین روش برقدار می شوند نیاز به تغییرات بیشتری داشته و تمام مجموعه پمپ و شفت و غلاف موجود در چاه باید خارج شود و بجای آن یک دستگاه الکتروپمپ شناور نصب شود در این روش الکتروموتور در انتهای چاه قرار می گیرد و مستقیم با پمپ کوپل می شود.
انرژی مورد نیاز الکتروموتور با کابل به داخل چاه انتقال می یابد.
راندمان الکتروپمپ ها
در راستای اهداف استفاده بهینه از انژی الکتریکی بحث راندمان الکتروموتورها و پمپها یکی از موارد مهمی است که تاثیر در مصرف انرژی جذب شده دارد و در اینجا به این بحث می پردازیم.
اگر کل سیستم الکترومکانیکی پمپاژ (انتقال آب) از عمق زمین به سطح را در نظر بگیریم، چنانچه میزان انرژی الکتریکی وارده به سیستم را ورودی و دبی آب چاه را خروجی حساب کنیم راندمان سیستم بدست می آید و راندمان کل مجموعه به عوامل زیر بستگی دارد:
«نوع الکتروموتور و راندمان آن
«نوع و راندمان پمپ
«فاصله آب از سطح زمین
«تعداد طبقات پمپ
«فاصله موتور تا سطح آب
«طول و دهانه لوله مکش
«طول و دهانه لوله رانش
در نتیجه انتخاب پمپ و الکتروموتور مناسب باعث می شود که راندمان بیشتر شده و در نتیجه از انرژی الکتریکی به نحو بهتری استفاده نماییم.
مقایسه انرژی برقی الکتروپمپ شناور با شفت و غلاف
الکتروپمپ شناور از راندمان بالاتر و مصرف انرژی کمتری برخوردار است. بعنوان مثال برای یک چاه عمیق با عمق ۱۰۰ مترودبی (خروجی آب) ۳۰ لیتر در ثانیه و موتوری با توان ۱۰۵ اسب بخار با ساعت کارکرد ۴۰۰۰ ساعت در سال کل انرژی مصرفی با سیستم شفت و غلاف حدود ۳۰۰۰۰۰ کیلووات ساعت می شود.
بنابراین در صورت مساعد بودن شرایط برای نصب پمپ شناور بالغ بر ۳۰ درصد کاهش مصرف انرژی الکتریکی وجود خواهد داشت.
مقایسه توان جذبی الکتروپمپ شناور با پمپ شفت و غلافی
در جداول مقایسه ای، ارتفاع پمپاژ در سه سطح مختلف ۷۵، ۱۰۰ و ۱۵۰ متر برای هر پمپ در نظر گرفته شده است. برای مثال یک پمپ با آبدهی ۲۰ لیتر در ثانیه و هد (ارتفاع) ۷۵ متر، ۱۰۰ متر و نهایتا ۱۵۰ متر در نظر گرفته شده است.
پمپ متناظر هر پمپ شناور را از پمپهای شفت و غلافی انتخاب نموده و مقایسه بین همان پمپ شفت و غلافی که می تواند تقریبا هد دبی متناظر با پمپ شناور را تامین کند.
در این جداول توان مفید متناسب با حاصلضرب هد در دبی هر پمپ بوده و جهت سادگی از سایر پارامترهای ثابت دخیل صرفنظر شده است.
راندمان پمپ شناور مستقیما از جداول الکتروپمپهای شناور پمپیران استخراج گردیده است.
راندمان شفت و غلاف و گیربکس کلا ۹۰ درصد و با ضرب این عدد در راندمان پمپ که از جداول کارخانه های پمپ سازی استخراج شده و راندمان مجموعه پمپ و شفت و غلاف محاسبه گردیده است، بدیهی است که با اعمال ضریب راندمان الکتروموتور که حدودا ۸۶ درصد در نظر گرفته شده توان جذب الکتوموتور از شبکه بدست می آید.
در جدول شماره ۱ تا ۴ مقایسه توان جذبی بین پمپهای شناور و شفت و غلافی برای حالتهای مختلف آورده شده است.

توان نسبی (درصد) توان جذبی (کیلووات) راندمان (درصد) توان مفید (کیلووات) هد (متر) دبی لیتر در ثانیه نوع ردیف
۱۰۰ ۷۰/۱۹ ۷۶ ۹۷/۱۴ ۷۷ ۶/۱۹ شناور ۱
۱۳۴ ۴۶/۲۶ ۰۵/۵۸ ۳۶/۱۵ ۷۹ شفت غلافی
۱۰۰ ۸۹/۳۷ ۷۶ ۱۹/۲۱ ۱۰۹ ۶/۱۹ شناور ۲
۱۲۱ ۷۶/۳۴ ۰۵/۵۸ ۶۰/۱۹ ۸/۱۰۰ شفت غلافی
۱۰۰ ۹۸/۴۲ ۷۶ ۶۷/۳۲ ۱۶۸ ۶/۱۹ شناور ۳
۱۲۹ ۴۷/۵۵ ۰۵/۵۸ ۲۰/۳۲ ۶/۱۶۵ شفت غلافی

 

توان نسبی (درصد) توان جذبی (کیلووات) راندمان (درصد) توان مفید (کیلووات) هد (متر) دبی لیتر در ثانیه نوع ردیف
۱۰۰ ۱۵/۳۰ ۷۶ ۹۲/۲۲ ۷۵ ۸/۳۰ شناور ۱
۱۲۷ ۲۶/۳۸ ۳۷/۶۰ ۱۰/۲۳ ۶/۷۵ شفت غلافی
۱۰۰ ۲۰/۴۰ ۷۶ ۵۶/۳۰ ۱۰۰ ۸/۳۰ شناور ۲
۱۳۶ ۶۶/۵۴ ۳۷/۶۰ ۳۳ ۱۰۸ شفت غلافی
۱۰۰ ۳۱/۶۰ ۷۶ ۸۳/۴۵ ۱۵۰ ۸/۳۰ شناور ۳
۱۲۷ ۵۳/۷۶ ۳۷/۶۰ ۲۰/۴۶ ۲/۱۵۱ شفت غلافی

 

توان نسبی (درصد) توان جذبی (کیلووات) راندمان (درصد) توان مفید (کیلووات) هد (متر) دبی لیتر در ثانیه نوع ردیف
۱۰۰ ۹۹/۴۸ ۷۴ ۲۵/۳۶ ۸۷ ۴۲ شناور ۱
۱۲۳ ۰۳/۶۰ ۵۰/۵۶ ۹۲/۳۲ ۴/۸۱ شفت غلافی
۱۰۰ ۳۷/۶۱ ۷۴ ۴۲/۴۵ ۱۰۹ ۴۲ شناور ۲
۱۲۲ ۲۲/۷۵ ۵۰/۵۶ ۵۰/۴۲ ۱۰۲ شفت غلافی
۱۰۰ ۷۱/۸۶ ۷۴ ۱۷/۶۴ ۱۵۴ ۴۲ شناور ۳
۱۳۰ ۸۳/۱۱۲ ۵۰/۵۶ ۷۵/۶۳ ۱۵۳ شفت غلافی

 

توان نسبی (درصد) توان جذبی (کیلووات) راندمان (درصد) توان مفید (کیلووات) هد (متر) دبی لیتر در ثانیه نوع ردیف
۱۰۰ ۶۵/۵۰ ۷۷ ۳۹ ۷۸ ۴/۵۰ شناور ۱
۱۲۸ ۶۰/۶۳ ۳۷/۶۰ ۳۹ ۷۸ شفت غلافی
۱۰۰ ۴۸/۶۹ ۷۷ ۵۰/۵۳ ۱۰۷ ۴/۵۰ شناور ۲
۱۲۸ ۸۲/۸۸ ۳۷/۶۰ ۶۳/۵۳ ۲۵/۱۰۷ شفت غلافی
۱۰۰ ۱۰۰ ۷۷ ۷۷ ۱۵۴ ۴/۵۰ شناور ۳
۱۲۹ ۲۰/۱۲۹ ۳۷/۶۰ ۷۸ ۱۵۶ شفت غلافی

 

بنابراین با دبی (آبدهی) و عمق های متفاوت (هد) مشخص می شود که بین ۲۰ تا ۳۰ درصد کاهش توان جذبی برای سیستم پمپهای شناور وجود دارد. لذا هم از نظر کاهش انرژی و هم از جهت کاهش توان مصرفی برای مناطقی که امکان استفاده از پمپهای شناور وجود دارد استفاده از سیستم پمپ شناور برای مشترک و صنعت برق مفید است.
نتيجه گيري :
۱- راندمان الکتروپمپهای شناور بالاتر از پمپ های شافت و غلافی می باشدو مصرف برق آنها پایین است .
۲- قیمت تمام شده تجهیزات الکتروپمپ شناور پایین تر از پمپهای شافت و غلافی می باشد .
۳- هزینه تعمیرات ، سرویس و نگهداری پمپ های شناور نسبت به پمپ های شافت و غلافی ناچیز است .
همچنين درصورت استفاده از دستگاه اينورتر مي توان در حدود ۲۰ درصد صرفه جويي در مصرف انرژي الكتريكي نمود كه با ا ستفاده تواما
از دستگاههای کنترل دور ( اینورتر ) بجای تابلوهای ستاره مثلث ضمن داشتن امکانات و مزایای فراوان زیر علاوه بر حذف شن دهی چاهها ، راهکار مناسبی جهت جایگزین کردن الکتروپمپ شناور بجای پمپهای شافت و غلافی پر مصرف می باشد . دستگاههای کنترل دور با اصلاح ضریب قدرت بالا و کاهش مصرف برق بمیزان ۳۰ درصد موجب برگشت سرمایه گذاری انجام شده میگردد .