بررسی عملکرد ترکیبی پمپ‌های دور متغیر و دور ثابت در مدیریت انرژی سامانه‌های آبیاری کم فشار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در برخی سامانه‌های آبیاری کم فشار برای تأمین دبی به هد مشخصی نیاز است و آب تا ارتفاع ثابتی در یک مخزن پمپاژ می‌شود و این ارتفاع با توجه به هد لازم در ماه حداکثر مصرف تعیین می‌شود. از آنجا که در این فرایند از پمپ‌ دور ثابت استفاده می‌شود، راندمان مصرف آب و انرژی فقط در بازه کوچکی از فشار و آبدهی، قابل قبول است. بنابراین چنانچه نیاز به آبدهی یا هد کاهش یابد، هم دبی اضافه از مخزن به حوضچه مکش بازمی‌گردد و هم ارتفاع اضافی تأمین شده است، که باعث تلفات انرژی می‌شود. با کاربرد پمپ‌ دور متغیر که در شرایط بهره‌برداری انعطاف‌پذیری بیش­تری دارد، می‌توان تا حد زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری کرد. بنابراین می‌توان ترکیب پمپ‌های دور متغیر و دور ثابت را برای تأمین نیاز واقعی سامانه به­کار گرفت. در این مطالعه با توجه به لزوم گسترش آبیاری کم‌فشار، جنبه‌های هیدرولیکی این پیشنهاد، نحوه ترکیب پمپ‌ها، انتخاب دور مورد نیاز پمپ دور متغیر و مزایای اقتصادی جایگزینی پمپ دور متغیر در بهره‌برداری، در یک مسئله عملی بررسی شده است. نتایج حاکی است که با ترکیب پمپ­ها در شرایط بهره‌برداری، توان ورودی به سامانه کنترل شده و اتلاف انرژی کاهش می‌یابد. هم­چنین در دبی‌های بالا افزایش راندمان و در دبی­های پایین کاهش راندمان کلی پمپ‌ها مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment the performance of combination of variable speed and constant speed pumps on energy management of low pressure irrigation systems

نویسندگان [English]

  • Zeynab Raiesian Amiri 1
  • Atefeh Parvaresh Rizi 2
1 MSc in Water Structures, Irrigation & Reclamation Dept., University of Tehran., Tehran., Iran
2 Assistant Professor, Irrigation & Reclamation Dept., University of Tehran., Tehran., Iran
چکیده [English]

To supply discharge in some low pressure irrigation systems, a certain head is required and water is pumped to a tank at a constant height. This height is determined based on peak water requirement. Since the constant speed pump is used in this process, water and energy consumption efficiency are acceptable in only a small range of pressure and discharge. So when we need less discharge or less height, the extra discharge has returned from tank to the suction sump and also height has been provided more. It causes energy losses and reduction on system efficiency. The use of variable speed pumps, which are more flexible in operation conditions, energy loss can be largely avoided. Hence, variable speed and constant speed pumps can be combined so as to meet the real water and energy requirement of system. In this study, regarding to development of low pressure irrigation, hydraulic aspects of the proposed method, how to combine pumps, selection of required revolution of variable speed pumps and economic benefits of variable speed pump replacement in operation, is investigated in a practical problem. Results show that combined pumps in dynamic operation condition, had controlled entry power to the system and had reduced energy losses. Also the efficiency of pumping system increase in high discharges and overall efficiency of pumps decrease in low discharges.

کلیدواژه‌ها [English]

  • low pressure irrigation
  • secondary pumping
  • Variable speed pump
  • discharge changes
  • energy consumption
بهشتیان،ع.، سخایی‌راد،ح و وجدانی،ن. 1387. بهره‌برداری بهینه از ایستگاه‌های پمپاژ با استفاده از راه‌اندازهای نرم (سافت استارتر) و درایوهای کنترل دور. دومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز.
Camoirano,R. Dellepiane,G. 2005. Variable frequency drive for MSF desalination plant and associated pumping stations. Conference on Desalination and environment, Santa Magherita, Italy. Desalination 182. 53-65.
Hanson,B.R. Weigand,C and Orloff,S. 1996 a. Performance of electric irrigation pumping plants using variable Frequency Drives. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 122.3: 179-182.
Hanson,B.R., Weigand,C and Orloff,S. 1996 b. Variable Frequency Drive for Electric irrigation pumping plants saves energy. California Agriculture 50.1:36-39
Lamaddalena,N. Khila,S. 2012. Energy saving with variable speed pumps in on-demand irrigation systems. Springer, Irrigation Science, 30: 157-166.
Lamaddalena.N., Sagardoy.J.A. 2000. Performance analysis of on-demand pressurized irrigation systems. FAO irrigation and drainage, paper 59, Room.