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Pompes de l’eau souterraine SBV – Weitebildungskurse 2017 Pompage, pompes avec régulation de fréquence, démarrage progressif

Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

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Page 1: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Pompes de lrsquoeau souterraine

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Pompage pompes avec reacutegulation de freacutequence deacutemarrage progressif

Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Gestion des eaux(Water Management)

Trop peu de llsquoeau pour transporter les matiegraveres solides dans les trop grands canaux Danger de colmatage

Les puits ne sont plus reacutegeacuteneacutereacutes de faccedilon qulsquoil serait neacutecessaire

Les pompes et les moteurs ne travaillent plus dans les points de fonctionnement optimaux

Consideacuteration du systegraveme total

Objectif Pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Qulsquoest-ce qulsquoon doitconsideacuterer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Puits filtrants verticaux

Augmentation de pression

Pompe de surpression

Pompe de surpression compacte avec moteur standard et convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Transport de llsquoeau

Pompe agrave plan de jointshorizontal

Pompe normaliseacutee

Pompe immergeacutee

Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Concept dlsquoeacutenergie Basel

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Courbe de systegraveme

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Gestion des eaux(Water Management)

Trop peu de llsquoeau pour transporter les matiegraveres solides dans les trop grands canaux Danger de colmatage

Les puits ne sont plus reacutegeacuteneacutereacutes de faccedilon qulsquoil serait neacutecessaire

Les pompes et les moteurs ne travaillent plus dans les points de fonctionnement optimaux

Consideacuteration du systegraveme total

Objectif Pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Qulsquoest-ce qulsquoon doitconsideacuterer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Puits filtrants verticaux

Augmentation de pression

Pompe de surpression

Pompe de surpression compacte avec moteur standard et convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Transport de llsquoeau

Pompe agrave plan de jointshorizontal

Pompe normaliseacutee

Pompe immergeacutee

Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

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Concept dlsquoeacutenergie Basel

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Courbe de systegraveme

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 3: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Trop peu de llsquoeau pour transporter les matiegraveres solides dans les trop grands canaux Danger de colmatage

Les puits ne sont plus reacutegeacuteneacutereacutes de faccedilon qulsquoil serait neacutecessaire

Les pompes et les moteurs ne travaillent plus dans les points de fonctionnement optimaux

Consideacuteration du systegraveme total

Objectif Pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Qulsquoest-ce qulsquoon doitconsideacuterer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Puits filtrants verticaux

Augmentation de pression

Pompe de surpression

Pompe de surpression compacte avec moteur standard et convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Transport de llsquoeau

Pompe agrave plan de jointshorizontal

Pompe normaliseacutee

Pompe immergeacutee

Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Concept dlsquoeacutenergie Basel

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Courbe de systegraveme

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Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

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Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 4: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

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Puits filtrants verticaux

Augmentation de pression

Pompe de surpression

Pompe de surpression compacte avec moteur standard et convertisseur de freacutequence

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Transport de llsquoeau

Pompe agrave plan de jointshorizontal

Pompe normaliseacutee

Pompe immergeacutee

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Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

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Concept dlsquoeacutenergie Basel

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Courbe de systegraveme

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Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

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Aquifegravere

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

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Modegravele de puits

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Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 5: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Augmentation de pression

Pompe de surpression

Pompe de surpression compacte avec moteur standard et convertisseur de freacutequence

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Transport de llsquoeau

Pompe agrave plan de jointshorizontal

Pompe normaliseacutee

Pompe immergeacutee

Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Concept dlsquoeacutenergie Basel

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Courbe de systegraveme

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Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

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[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 6: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Transport de llsquoeau

Pompe agrave plan de jointshorizontal

Pompe normaliseacutee

Pompe immergeacutee

Pompes de leau souterraine - Mario HuumlbnerSBV ndash Weitebildungskurse 2017

Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

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Concept dlsquoeacutenergie Basel

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Courbe de systegraveme

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

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Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

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1

Relation

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

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Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 7: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Pompes avec moteurs normaliseacutes

Hauteur

Deacutebit

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Concept dlsquoeacutenergie Basel

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Courbe de systegraveme

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

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Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 8: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Concept dlsquoeacutenergie Basel

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Courbe de systegraveme

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Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

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Aquifegravere

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

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Modegravele de puits

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Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Exemple

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 9: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Courbe de systegraveme

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit [msup3h]

Hau

teu

r[m

]

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

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Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 10: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Possibiliteacutes dlsquooptimisation1) Optimiser le point de fonctionnement de la pompe (courbe QH ndash courbe de systegraveme)

2) Reacuteduire le deacutebitllsquohauteur ndash convertisseur de freacutequence

3) Optimiser les heures de travail

4) Utiliser des pompes avec un haut rendement hydraulique ndash revecirctements

5) Haut rendement de moteur par de hautes classes dlsquoefficaciteacute moteurs agrave

aimants permanents

6) Reacutealiser de basses pertes de puissance dans les cacircbles en cas de longs cacircbles

(plus grandes sections de cacircble)

7) Reacutealiser des rabattements infeacuterieurs dans le puits

8) Un reacutegeacuteneacuteration de puits au bon moment

9) Utiliser des billes de verre dans llsquoespace annulaire du puits - transmissiviteacute

10) Plus petites pertes de friction dans les tuyauteries

11) Utiliser les mateacuteriaux corrects ndash reacutesistance agrave la corrosion - revecirctements

12) Minimiser des deacutepocircts dlsquoocre dans la station

13) Positionnement correct de la pompe immergeacutee dans le puits

14) Faire attention aux accessoires ndash jupe de refroidissement colliers de cacircble

centrage de pompe

15) Preacutevoir les intervalles de service

16) Teacuteleacutesurveillance via ordinateur central - Eau 40

Objectif pompage de llsquoeau avec une plus grande efficaciteacute dlsquoeacutenergie ndash si possible

les pompes doivent marcher continuellement

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La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

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Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

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1

Relation

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 11: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

La chambre de puits avec lesystegraveme dlsquoaeacuteration

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Aquifegravere

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Aquifegravere

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Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

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Modegravele de puits

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Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

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m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

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1

Relation

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 13: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Le deacuteveloppement temporelde la capaciteacute de puits

Gravier

Section transversale de pore libre

Deacutepocirct de llsquohydroxyde ferrique

Canal de pore utilisable

Volume de pore rempli

Capaciteacute d

e p

uits

Ans Reacutegeacuteneacuteration

I

I

II

II

III

III

1

2

3

Inseacutecuriteacutes dans le deacutepocirct Fe

Condition I II III

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 14: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Modegravele de puits

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 15: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Conditions tendues dlsquoeau souterraineamp eacutecoulement non stationnaireEvaluation selon Theis (1937)

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

m

ca 65 ls

ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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m

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ca 64 m

ca 33 ls

ca 52 m

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Llsquoessai de pompage

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 17: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Llsquoessai de pompage

Brunnen 6

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Deacutebit Q [ls]

Rab

atte

me

nt

[m]

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

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Via convertisseur de freacutequence

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 18: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

u1

w1

c1

u2

w2

c2

u3

w3c3

En cas dlsquoune modification de la vitesse de rotation les triangles de vitesse restent similaires

La loi de similitudes

0 02 04 06 08 1

n3n2n1

hmax

h

Q

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Via convertisseur de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

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Via convertisseur de freacutequence

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Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

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Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

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1

Relation

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 20: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Deacutetermination de dessin

Hauteur statique

Plut petit rabattement de puits

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Economie dynamique

Economie statique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hauteur dynamique (courbe de systegraveme)

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

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Point de fonctionnement

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1

Relation

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 21: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Formules

]1[367

][]sup3[)(

pompe

mHhmQ

Pompe erfPh

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Point de fonctionnement

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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1

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

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Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

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Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 23: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Freacutequence Vitesse de rotation

La freacutequence et la vitesse de rotation sontsynchrones

Relation

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Deacutebit

Hauteur

Puissance

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

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Hauteur

Puissance

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Deacutetermination

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Point de fonctionnement

Exemple

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Point de fonctionnement

Rendement total

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 25: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 26: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Deacutetermination

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

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Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 28: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Exemple

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Point de fonctionnement

Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

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Rendement total

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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845

La nouvelle Zetos

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 30: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

845

La nouvelle Zetos

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Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

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Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 31: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Zetosbull Jusqulsquoagrave 18 eacutetages

bull Hauteur jusqulsquoagrave 600 m

bull Mateacuteriau standard 14408

bull Mateacuteriau speacutecial 14517 ndash Duplex

bull Arbre en mateacuteriau duplex 14462

bull Puissance de moteur dans le domaine 8ldquo

jusqulsquoagrave 150 kW

bull Puissance de moteur dans le domaine 9ldquo

jusqulsquoagrave 220 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Mategraveriau en couleacutee de preacutecision

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Dimensionnement CFD

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Diffeacuterents moteurs

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Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 33: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Dimensionnement CFD

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Diffeacuterents moteurs

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Capsuleacute Rebobinable Technologie moteur PMTechnique

Refroidissement

Grandeur

Puissance

Niveau

rendement

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 35: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Moteur asynchrone ndash NU 801

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Stator rebobinable amp rotoragrave aimant permanent

Des aimants de terres rares

arrangeacutes agrave llsquoentrefer

Llsquoeacutequipement du rotor avec

des aimants coquilles est

automatisable et la

protection des aimants par

un bandage ou une fine

douille en acier inox est la

pratique eacutetablie

bull Jusqulsquoagrave 150 kW

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

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Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 37: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Moteurs agrave aimant permanent

Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Moteur 6ldquo Sept 2015

4 - 75 kW 93 - 185 kW 22 - 37 kW 89 ndash 93 eta moteur

Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Moteur 8ldquo Septembre 2016

37 ndash 75 kW 52 ndash 100 kW 75 ndash 150 kW 89 ndash 93

Rendement de systegraveme jusqulsquoagrave 37 kW = eta moteur x eta convertisseur de freacutequence

Rendement de convertisseur de freacutequence mesureacute 978

Ainsi le rendement de moteur respectif (au moment jusqulsquoagrave 37 kW) sera

multiplieacute par 978 pour le convertisseur de freacutequence

Die Energieeffiziente Wasserfoumlrderung - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Rendement de moteurs

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Rendement de moteurs

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Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

httpus13campaign-archive2comu=c81e8205e609107bbc59b9343ampid=6a1a9422c4

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 39: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Diagramme de moteurs

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Consideacuteration eacutenergeacutetique

Coucirct eacutenergeacutetique par an [euro]

Deacutebit en point de fonctionnement [msup3h]

Hauteur en point de fonctionnement [m]

Densiteacute du liquide [kgdmsup3]

Heures de travail de la pompe par an [h]

Prix de llsquoeacutenergie speacutecifique [eurokWh]

Rendement de pompe en point de fonctionnement

Rendement de moteur en point de fonctionnement

Rendement de cacircble (perte de puissance de cacircble)

Rendement de convertisseur de freacutequence

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 41: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

- On devrait essayer dlsquoutiliser une pompe avec un plus petit deacutebit

- Une meilleure hydraulique de faccedilon eacutenergeacutetique

- Un meilleur moteur de faccedilon eacutenergeacutetique ndash eacuteventuellement un moteur agrave aimant permanent

- Un optimal convertisseur de freacutequence

- Utiliser un plus grand section de cacircble

- Laisser la pompe pomper autant drsquoheures que possible

Objectif ndash coucirct dlsquoexploitation plus favorable ndash nous faisons un calcul

Consideacuteration eacutenergeacutetique

Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Comparaison

Exeacutecution de station de

pompage

NK ndash domaine avec des

moteurs rebobinables NU ndash

technologie asynchrone

Exeacutecution de station de

pompage

Zetos ndash domaine avec des

moteurs rebobinables agrave

aimant permanent ndash

technologie synchrone

+ 77

total

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Page 43: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Comparaison ndash nouvelle pompe + nouveau moteur

NK87-4 avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 82 + NU 801T-245 (37 kW) 85 rendement de moteurZetos agrave 4 eacutetages avec revecirctement Ceram CT ndash Eta pompe 86 + moteur agrave aimant permanent ( 37 kW ) 90 Rendement de systegraveme = moteur x convertisseur de freacutequence

Reacuteduction de

coucirct

eacutenergeacutetique de

6500-Euro an

Rendement total

augmente de 77

Comparaison

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

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bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 44: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Rendement total

augmente de 77

Frais dlsquoachat du groupe avec revecirctement Ceram CT

Frais total 13440- Euro

Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration continuelle (24 heures) 2 ans Amortissement en cas dlsquoune opeacuteration de 8 heures environ 6 ans Avec le programme de calcul vous pouvez calculer vos donneacutees tregraves vite

Comparaison

Vous pouvez obtenir ce programme via Mr Schlageter

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

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Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

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Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

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Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

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distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Page 45: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Calcul de la rentabiliteacute

MOTEUR(Moteur asynchrone agrave courant triphaseacute

avec rotor agrave aimant permanent) Moteur

immergeacute avec certification ACS pour

eau potable selon bdquostandard NEMAldquo en

technologie agrave rotor noyeacute En exeacutecution agrave

courant triphaseacute (4-pocircle 100 Hz) avec

stator rebobinable exclusivement pour

une opeacuteration directe au convertisseur

de freacutequence et filtre livreacutes

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Nous regardons un vaste programme de rentabiliteacute qui ne peut pas ecirctre mis agrave disposition

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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Convertisseur de freacutequence

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

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Donneacutees

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Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

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P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

fonctionnement de Q= 16 ls agrave 38 mCE On peu utiliser une plus petite hydraulique de pompe avec une

puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

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Donneacutees

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Moteur

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Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

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eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

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Hydraulique Moteur

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

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Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

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4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

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60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

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Ceram CT ca 2

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

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Alimentation en eau Langdorf

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Un tube de refoulement DN 150 en mateacuteriau PVC eacutetait poseacute sur une longueur dlsquoenviron 18 km

A cause du deacutebit actuel de Q= 28ls il y a une haute vitesse dlsquoeacutecoulement dlsquoenviron 17 ms dans le

tube de refoulement

En ce cas les pertes de tuyauterie sont tregraves hautes (507 m)

Nous vous recommandons de reacuteduire le deacutebit agrave environ 16 ls pour obtenir une vitesse dlsquoeacutecoulement

de 10 ms Ainsi la partie dynamique peut ecirctre reacuteduite fortement Il y a un nouveau point de

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puissance fortement infeacuterieure

Station complegravetement couverte

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Donneacutees

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Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

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eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

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Profil de charge variable

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Reacutegulationde vitesse

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

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4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

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90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

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Ceram ndash Teflon

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SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Convertisseur de freacutequence

La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

httpwwwindustrie2025chquick-navnewsaktuelles-detailhtmltx_news_pi15Bnews5D=28amptx_news_pi15Bcontroller5D=Newsamptx_news_pi15Baction5D=detailampcHash=095f3338b67a4f0dc6bc4efbace71e3b

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Page 48: Pompage, pompes avec régulation de fréquence, … · Dimensionnement CFD Pompes de l'eau souterraine - Mario Hübner SBV –Weitebildungskurse 2017. Différents moteurs SBV –Weitebildungskurse

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Donneacutees

Pompe

Moteur

Vitesse de rotation nom (min-1)

Vitesse de rot reacuteelle (min-1)

Deacutebit par jour (msup3)

Deacutebit (ls)

Hauteur (m)

P11 (kW)

P21 (kW)

Eta convertisseur de freacutequence

Coucirct eacutenergeacutetique (eurokWh)

Eta pompe

Eta moteur

Eta total

Dureacutee de marche (hjour)

Besoins dlsquoeacutenergie (kWhmsup3)

Coucirct eacutenergeacutetique par an

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

ng

sg

rad

[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

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Convertisseur de freacutequence

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La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Gracircce au changement vers une ZETOS K870-2 le coucirct eacutenergeacutetique peut ecirctre reacuteduit

consideacuterablement agrave llsquoavenir En comparant les deux variantes de moteur nous vous recommandons

le moteur agrave aimant permanent agrave long terme

Gracircce au bdquosystegraveme HEldquo vous pouvez reacutegler la station encore mieux selon votre demande agrave llsquoavenir

Apregraves llsquoamortissement des machines vous pouvez eacuteconomiser environ 1700000 euro de coucirct

eacutenergeacutetique calculeacute sur la base des 10 ans prochains par rapport agrave un moteur asynchrone

Si on compare llsquoeacutetat actuel avec la plus efficace variante dlsquoun moteur agrave aimant permanent

llsquoeacuteconomie sera 2095100 euro - 861800 euro = 1233300 euro an

Sur la base de 10 ans il y a une eacuteconomie de coucirct eacutenergeacutetique de 12333000 euro

Reacutesultat

Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

QQopt

Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

de freacutequence

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Interaction

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

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8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

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sg

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[

]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

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Alimentation en eau Langdorf

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superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

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distance

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

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bullInstallation simple et peu encombrante

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

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Deacuteteacutermination du profil de charge

ttges

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Profil de charge statiquettges

QQopt

Profil de charge variable

Alimentation secteur Opeacuteration avec convertisseur

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

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Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

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Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

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Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

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Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Ceram ndash Teflon

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Eau 40

Communal 40

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Alimentation en eau Langdorf

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distance

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Deacutemarrage direct

SBV ndash Weitebildungskurse 2017 Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

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La future de la interconnexion40 ndash Congregraves de trois pays

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Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

Ne pas perdre la vue agrave llsquoeau

Avez-vous encore de questions

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

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Interaction

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Projet ndash ENERWAG 1516 juin 2016

bull Prof Dr Ing Mathias Ernst DVGW Forschungsstelle TUHH-Auszligenstelle des TZW

Karlsruhe

bull TU ndash Hamburg-Harburg WILO KSB Flowserve ( Pleuger ) Hamburg Wasser

Berliner Wasserbetriebe Siemens Danfoss und viele andere

bull Plusieurs Workshops

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Hydraulique Moteur

Optimisationde

llsquoopeacuteration

Reacutegulationde vitesse

Efficaciteacute eacutenergeacutetique

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner

SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Les colonnes de llsquoefficaciteacuteeacutenergeacutetique

Rendement

Consideacuteration du systegraveme

Champ de captage avec gestion

de puits

Systegraveme ajusteacute

30 Pompe moteur agrave aimant permanent

Convertisseur de freacutequence

8 - 10 Pompe

4

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Pompe avec

Ceram CT jusqulsquoagrave

6

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0 10 20 30 40 50 60Volumenstrom [ls]

Wir

ku

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sg

rad

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]

Rendement de pompeaugmenteacute

Veuillez observer

Pompes de leau souterraine - Mario Huumlbner SBV ndash Weitebildungskurse 2017

Ceram CT ca 2

Ceram ndash Teflon

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Contre des deacutepocircts dlsquoocre

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Industrie 40

Eau 40

Communal 40

SmaDiWa bdquoIntelligent transformation

digitale dans la gestion drsquoeau

Alimentation en eau Langdorf

- Mise agrave jour et eacutelargissement du

superviseur de processus bdquoFlowChiefldquo

- Teacuteleacutemaintenance

- Connexions modem GPRS et de cacircble

- Surveillance des stations par accegraves agrave

distance

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

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Dispositif de deacutemarrageprogressif

bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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Convertisseur de freacutequence

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bullExeacutecution simple et bon marcheacute bullLe couple de deacutemarrage compl et la vitesse de rotation nominale sont disponibles immeacutediatement

bullFaible eacutechauffement du moteur gracircce au vite temps dlsquoacceacuteleacuterationbullNe peut ecirctre utiliseacute que jusqulsquoagrave une puissance de 55 kW maxibullHaut courant de deacutemarrage (4-6 fois le courant nominal)bullPlus grande charge meacutecanique de la pompe

Deacutemarrage direct

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bullEst utiliseacute en cas des puissances de 55 kW agrave 11 kWbullSeulement un tiers de la puissance de deacutemarrage et du couple de deacutemarrage dans la connexion en eacutetoile

bullCommutation agrave la connexion en triangle seulement quand la vitesse de rotation nominale est atteinte

bullDes raccords de bobinage doivent ecirctre guideacutes seacutepareacutement vers llsquoexteacuterieur

bullLes moteurs doivent ecirctre approprieacutes au deacutemarrage en eacutetoile-trianglebullHaut besoin en cacircblage et en matiegravere

Deacutemarrage en eacutetoile-triangle

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bullIl reacuteduit la tension avec un deacutecoupage de phase pendant le deacutemarrage et llsquoaugmente lentement jusqulsquoagrave la tension de reacuteseau complegravete

bullMais avec une petite tension le couple de moteur se reacuteduit au carreacute

bullSi la tension complegravete est obtenue llsquoeacutelectronique sera ponteacutee pour reacuteduire la puissance dissipeacutee

bullLe temps de deacutemarrage et les rampes booster peuvent ecirctre ajusteacutes

bullInstallation simple et peu encombrante

bullControcircle de courant de moteur et de charge dans le dispositif

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bullHaute eacuteconomie potentielle par un reacuteglage automatique de la quantiteacute deacutesireacutee (deacutebit pression)

bullReacuteglable en continubullLimitation du courant de deacutemarrage ccedila veut dire qulsquoil nlsquoy a pas de pointes de courant et pas de chutes de tension pendant le deacutemarrage

bull Indication de tous les eacutetats dlsquoopeacuteration importants bullCommande et connexion possibles par reacuteseaux de bus(Modbus Profibus)bullEn cas dlsquoun convertisseur de freacutequence un controcircle thermique par thermosondes agrave froid PTC est recommandeacute

bullPour les controcircles de la chambre dlsquoeacutetancheacuteiteacute il faudrait utiliser des eacutelectrodes-tiges double

bullFaire attention agrave une installation selon CEM

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