03/2016

Sélection d’une pompe centrifuge pour une variation de vitesse efficace

1. Rappels

2. Régulation

1. Rappels

2. Régulation

1.1 Lois d’affinité

1.2 Pertes de charge

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

1.1 Lois d’affinité

Pour un rapport de vitesse : n’ / n = rapport de fréquence f’ / f

• Débit Q’ = (n’/n) * Q

• Hmt H’ = (n’/n)2 * H

• Puissance P P’ = (n’/n)3 * P

Elles permettent de tracer la courbe pompe à une vitesse différente de la vitesse

nominale, à partir du rapport de vitesse n’ / n

1.1 Lois d’affinité : Débit / Hauteur

n / 2

f / 2

Q / 2

H / 4

1.1 Lois d’affinité : Puissance absorbée

n / 2

f / 2

Q / 2

P / 8

1. Rappels

2. Régulation

1.1 Lois d’affinité

1.2 Pertes de charge

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

Tout ce qui se déplace dans un fluide subit une résistance qui augmente au carré de la vitesse :

1.2 Pertes de charge

Consommation

0

5

10

15

20

0 50 100 150 200 V [km/h]

l /100km

De la même façon, l’eau qui s’écoule dans une conduite, subit une perte de pression qui augmente au carré de la vitesse donc du débit.

1.2 Pertes de charge

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 50 100 150 200

Q [l/s]

H [m]

1.2 Pertes de charge

La variation de vitesse permet alors de toujours travailler dans la zone de meilleur rendement.

1. Rappels

2. Régulation

1.1 Lois d’affinité

1.2 Pertes de charge

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

EuP/ErP : Futur probable; rendement global système

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

Régulation par laminage

Régulation par VV

Gain d’énergie

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

Quand la demande varie en pression ou en débit, la VV permet :

d’adapter le fonctionnement de la pompe au besoin,

de travailler autour du meilleur rendement hydraulique,

de diminuer la puissance absorbée par la pompe (plutôt que de la dissiper dans une vanne).

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

Pour de faibles variations de la demande avec une courbe pentue, la VV présente peu d’intérêt

Hgéo=

25m

Hgéo=

30m

46,8m3/h

75,6%

41,5m3/h

75,1%

1.3 Interêt de la Vitesse Variable

global = moteur - ε * pompe variateur

global = pompe moteur *

67,5% = 75% 90% *

66,2% = 90% * 75% 98%

Incidence du variateur sur le rendement global :

1. Rappels

2. Régulation

2.1 Régulation à débit constant

2.2 Régulation de Pression

2.1 Régulation à débit constant

On veut remplir 1 ou 2 au même débit (80m3/h).

Consigne de débit, la pompe s’adapte en Hmt

1

2

Δ Hmt

Δ Hmt

consigne

1

2

1. Rappels

2. Régulation

2.1 Régulation à débit constant

2.2 Régulation de Pression

2.2 Régulation de Pression

On veut maintenir la pression dans le réseau à 100mce ; avec une demande de débit qui varie.

Consigne de pression, la pompe s’adapte en débit

consigne

=100mce 40Hz

2.2 Régulation de Pression

40

m3/

h

On veut maintenir la pression dans le réseau à 100mce ; avec une demande de débit qui varie.

Consigne de pression, la pompe s’adapte en débit

consigne

=100mce 40Hz

2.2 Régulation de Pression

40

m3/

h

40

m3/

h

On veut maintenir la pression dans le réseau à 100mce ; avec une demande de débit qui varie.

Consigne de pression, la pompe s’adapte en débit

consigne

=100mce 40Hz

43Hz

2.2 Régulation de Pression 4

0 m

3/

h

40

m3/

h

40

m3/

h

On veut maintenir la pression dans le réseau à 100mce ; avec une demande de débit qui varie.

Consigne de pression, la pompe s’adapte en débit

consigne

=100mce 40Hz

43Hz

50Hz

2.2 Régulation de Pression : Largeur de bande

Largeur de bande

+/- 5 mce

La pression dans le réseau fluctue toujours légèrement. Pour éviter un fonctionnement instable (accélérations/ralentissements), on régule dans une bande de l’ordre de +/-5% autour de la pression de consigne

P mesurée = 105mce vitesse

P mesurée = 95mce vitesse 40Hz

43Hz

2.2 Régulation de Pression : Choix de la pompe

Largeur de bande

+/- 5 mce

Variation de Vitesse Inutile

Pas de variation de la vitesse

Merci de votre attention