การออกแบบระบบไฮดรอลิกเพื่อประหยัดพลังงาน: การเลือกและจับคู่ปั๊ม

การวางแบบระบบไฮดรอลิกที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานนั้นไม่ใช่ปัญหาหลักของการเลือกปั๊มเพียงอย่างเดียว แม้ว่าปั๊มจะเป็นองค์ประกอบหลัก แต่ประสิทธิภาพของระบบทั้งระบบขึ้นอยู่กับว่าชิ้นส่วนทุกชิ้น — ได้แก่ ปั๊ม มอเตอร์ วาล์ว แอคทูเอเตอร์ ระบบกรอง และระบบระบายความร้อน — ทำงานร่วมกันอย่างไรภายใต้ภาระการใช้งานจริง ดังนั้น แม้จะเลือกปั๊มได้ถูกต้องแต่เลือกองค์ประกอบอื่นผิด ก็ยังส่งผลให้ระบบโดยรวมมีประสิทธิภาพต่ำ

วิเคราะห์ภาระการใช้งานก่อนเลือกชิ้นส่วนใดๆ

การออกแบบระบบไฮดรอลิกทุกระบบควรเริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ภาระการใช้งาน กล่าวคือ ระบบนั้นต้องการแรงดันและอัตราการไหลเท่าใด ใช้งานในสัดส่วนเท่าใดของเวลาในการใช้งานทั้งหมด และมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงอย่างไรระหว่างสถานะการใช้งานต่างๆ การวิเคราะห์เช่นนี้มักไม่ได้รับการดำเนินการอย่างเข้มงวด และค่าใช้จ่ายจากการละเลยขั้นตอนนี้คือ ระบบถูกออกแบบมาเพื่อรองรับความต้องการสูงสุด ซึ่งส่งผลให้ระบบใช้พลังงานใกล้เคียงกับกำลังสูงสุดแม้ในช่วงเวลาที่ต้องการพลังงานเพียงเศษเสี้ยวของค่านั้น

เครื่องมือเลือกปั๊มไฮดรอลิกของ Danfoss ถูกออกแบบโดยอิงจากข้อมูลโปรไฟล์โหลด ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ใช่เพียงรุ่นปั๊มเท่านั้น แต่ยังเป็นแผนที่ประสิทธิภาพแบบครบวงจร ซึ่งแสดงการใช้พลังงานที่คาดการณ์ไว้ตลอดรอบการทำงานที่กำหนดไว้ — ซึ่งเป็นค่าที่มีประโยชน์มากกว่าตัวเลขประสิทธิภาพเพียงค่าเดียวที่วัดภายใต้สภาวะการใช้งานตามมาตรฐาน

การจับคู่ประเภทปั๊มกับโปรไฟล์โหลด

ปั๊มแบบปริมาตรคงที่เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพเมื่อโปรไฟล์โหลดมีลักษณะเรียบสม่ำเสมอจริง ๆ กล่าวคือ เมื่อระบบทำงานใกล้เคียงกับสภาวะการใช้งานตามมาตรฐานเป็นส่วนใหญ่ ขณะที่ปั๊มแบบปริมาตรแปรผันจะให้ข้อได้เปรียบด้านการประหยัดพลังงานเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างมีนัยสำคัญ ส่วนวงจรปั๊มไฮโดรสแตติก (hydrostatic pump circuits) เป็นคำตอบที่เหมาะสมที่สุดเมื่อโหลดมีลักษณะการกลับทิศ การเบรกแบบคืนพลังงาน (regenerative braking) หรือความต้องการความเร็วแบบปรับต่อเนื่อง (continuously variable speed) ซึ่งวงจรปั๊มแบบเปิด (open-circuit) ที่ใช้ปั๊มแบบปริมาตรแปรผันไม่สามารถรองรับได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จุดการจับคู่ในระดับระบบ

การจับคู่การกระจายน้ำมันของปั๊มและมอเตอร์ในวงจรไฮโดรสแตติกแบบปิด (closed-loop hydrostatic circuits) จะกำหนดช่วงความเร็วและช่วงแรงบิดที่สามารถใช้งานได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์เชิงกล การเลือกการจับคู่ที่ไม่เหมาะสมจะส่งผลให้ระบบมีขนาดใหญ่เกินไป ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพต่ำเมื่อทำงานที่โหลดย่อย (part-load) หรืออาจมีขนาดเล็กเกินไปจนไม่สามารถรองรับความต้องการสูงสุดได้ แดนม์ฟอส (Danfoss) ให้คำแนะนำในการเลือกชุดปั๊ม-มอเตอร์ที่จับคู่กันอย่างเหมาะสม โดยพิจารณาปัญหานี้ในเชิงระบบโดยรวม แทนที่จะพิจารณาการเลือกปั๊มและมอเตอร์เป็นสององค์ประกอบที่แยกจากกัน

ชุดซีล HOVOO / HOUFU ช่วยรักษาประสิทธิภาพภายในของปั๊ม Danfoss ตลอดอายุการออกแบบระบบ ระบบออกแบบเพื่อประหยัดพลังงานจะมีประสิทธิภาพดีเพียงใดนั้น ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาเป็นสำคัญ ซีล HOUFU สำหรับแพลตฟอร์ม Danfoss มีจำหน่ายที่ hovooseal.com

แหล่งกำเนิด: www.hovooseal.com