Способ энергетической оптимизации насосов

Номер патента: 25057

Опубликовано: 30.11.2016

Авторы: Каллесёе Карстен Сковмосе, Де Персис Клаудио

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ энергетической оптимизации гидравлической установки, содержащей центробежные насосы с регулированием частоты вращения, при котором сначала определяют, какие насосы в качестве пилотных насосов непосредственно согласованы с потребителем и какие насосы подчинены пилотным насосам, после чего подчиненные насосы для энергетической оптимизации настраивают посредством варьирования частот вращения.

2. Способ по п.1, при котором составляют один или несколько контуров энергетической оптимизации, каждый из которых состоит из одного или нескольких пилотных насосов и одного или нескольких подчиненных насосов, которые осуществляют нагнетание в пилотные насосы или питаются от этих насосов, при этом каждый из подчиненных насосов согласован только с одним контуром энергетической оптимизации, после чего контур или контуры энергетической оптимизации энергетически оптимизируют.

3. Способ по п.1 или 2, при котором контур энергетической оптимизации включает в себя один или несколько пилотных насосов и один или несколько подчиненных насосов, которые осуществляют нагнетание непосредственно по меньшей мере в один пилотный насос или непосредственно питаются от него.

4. Способ по одному из пп.1-3, при котором контур энергетической оптимизации включает в себя все те пилотные насосы, в которые осуществляют нагнетание один или несколько подчиненных насосов или от которых питаются эти насосы.

5. Способ по одному из пп.1-4, при котором контур энергетической оптимизации оптимизируют за счет того, что для каждого насоса определяют параметр е, который определен частным изменения потребляемой мощности и изменения отдаваемой гидравлической мощности насоса, и что этот параметр е пилотных насосов суммируют и при этом приводится в соответствие с параметром е каждого из включенного впереди них насосов путем варьирования настройки включенных впереди насосов, при этом параллельно включенные, включенные впереди насосы рассматриваются как один насос.

6. Способ по п.5, при котором в качестве потребляемой мощности используют электрическую потребляемую мощность Р приводного двигателя.

7. Способ по п.5 или 6, при котором в качестве меры отдаваемой гидравлической мощности используют высоту h нагнетания насоса.

8. Способ по одному из пп.1-7, при котором в качестве меры отдаваемой гидравлической мощности используют количество q нагнетаемой насосом среды.

9. Способ по одному из пп.1-8, при котором параллельно включенные насосы настраивают так, чтобы параметр eq этих параллельно включенных насосов был одинаковым, при этом параметр eq получен из частного изменения потребляемой мощности Р и изменения количества q нагнетаемой насосом среды.

10. Способ по одному из пп.1-9, при котором параллельно включенные насосы рассматриваются как один насос, и при котором параметр eh для этого одного насоса получен путем суммирования частных изменения потребляемой мощности Р и изменения высоты h нагнетания каждого из параллельно включенных насосов.

11. Способ по одному из пп.1-10, при котором при последовательно включенных насосах для энергетической оптимизации используют параметр eh каждого из этих последовательно включенных насосов, который получен из частного изменения потребляемой мощности Р и изменения высоты h нагнетания нacoca.

12. Способ по одному из пп.1-11, при котором при достижении насосом своей мощности насыщения или непосредственно перед ним он больше не настраивается на повышение мощности.

13. Способ по одному из пп.1-12, при котором для определения функциональной взаимосвязи насосов в установке варьируют частоту вращения по меньшей мере одного насоса и по возникающей в результате этого гидравлической обратной связи определяют по меньшей мере одну функциональную взаимосвязь установки.

14. Центробежный насос для осуществления способа по одному из пп.1-13, включающий в себя электродвигатель и электронный регулятор частоты вращения с управляющей электроникой, у которого управляющая электроника создает сигнал, выражающий параметр е, который определяется частным изменения потребляемой мощности P и изменения гидравлического исходного параметра, в качестве которого используют высоту h нагнетания насоса или количество q нагнетаемой насосом среды.

15. Насос по п.14, у которого управляющая электроника создает сигнал S, который выражает мощность насыщения.

16. Нacoc по п.14 или 15, у которого предусмотрен предпочтительно цифровой блок управления и регулирования для осуществления способа из одному из пп.1-13.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ НАСОСОВ Способ энергетической оптимизации при эксплуатации нескольких центробежных насосов с регулированием частоты вращения в одной гидравлической установке начинается сначала с того,что определяется, какие насосы в качестве пилотных насосов непосредственно согласованы с потребителем и какие насосы гидравлически включены впереди этих пилотных насосов. После этого составляются один или несколько контуров энергетической оптимизации, каждый из которых состоит из одного или нескольких пилотных насосов и одного или нескольких включенных впереди насосов, которые осуществляют нагнетание в пилотные насосы, причем эти контуры энергетической оптимизации выбираются так, что каждый из включенных впереди насосов всегда предусмотрен только для одного контура энергетической оптимизации, после чего контуры энергетической оптимизации энергетически оптимизируются в отношении насосов. Каллесе Карстен Сковмосе (DK), Де Персис Клаудио (IT) Медведев В.Н. (RU) 025057 Изобретение касается способа энергетической оптимизации при эксплуатации нескольких центробежных насосов с регулированием частоты вращения в одной гидравлической установке. В частности, в системах отопления больших зданий или сложной конструкции установлено множество насосов, т.е. центробежных насосов, снабженных осуществляющим их привод электродвигателем,для надежного снабжения отдельных частей установки текучей средой или, соответственно, теплом. Современные насосы этого рода являются регулируемыми по частоте вращения, т.е. они снабжены преобразователем частоты или регулятором частоты вращения, а также соответствующим электронным управлением и регулированием, с помощью которого они могут обеспечивать мощностью широкий спектр гидравлических требований. Если множество таких насосов работают сообща в одной установке, будь то посредством параллельного, последовательного включения или их комбинации, получается сложная гидравлическая сеть, которая часто только с трудом позволяет распознать, для какого насоса какая функция предусмотрена. Еще труднее эксплуатировать эти насосы действительно так, чтобы они в сумме работали хотя бы примерно энергетически оптимально. В этой связи в основу изобретения положена задача, создать способ энергетической оптимизации насосов такой гидравлической установки, без нанесения ущерба производительности установки, в частности, снабжению всех частей установки. Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью способа, указанного в п.1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение представляет насос для осуществления этого способа в соответствии с п.14 формулы изобретения, а также блок управления и регулирования, чтобы предложить аппаратное обеспечение, необходимое для предлагаемого изобретением способа. Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения, последующем описании и на чертежах. Предлагаемый изобретением способ энергетической оптимизации при эксплуатации нескольких центробежных насосов с регулированием частоты вращения в одной гидравлической установке, например, системе отопления, установке для понижения уровня грунтовых вод, оросительной установке, канализационной установке, базируется на том, что сначала определяется, какие насосы в качестве пилотных насосов непосредственно согласованы с потребителем, и какие насосы подчинены этим пилотным насосам, после чего для энергетической оптимизации осуществляется настройка подчиненных (нижестоящих) насосов с помощью варьирования частот вращения. Основная идея предлагаемого изобретением способа заключается, таким образом, в том, чтобы сначала установить, какие насосы установки являются пилотными насосами. Пилотными насосами являются такие насосы, которые согласованы непосредственно с потребителем, т.е. насосы, вход и выход которых обычно непосредственно согласован с потребителем. Во множестве случаев такие насосы обычно установлены перед потребителем, однако они могут также находиться за потребителем, т.е. тогда это пилотные насосы, которые подключены к потребителю со стороны всасывания. Итак, пилотными насосами являются все те насосы, которые непосредственно подключены к потребителю, будь то со стороны всасывания или с напорной стороны. Эти пилотные насосы являются насосами, которые осуществляют первичное снабжение потребителя и поэтому только косвенно используются для энергетической оптимизации. Дополнительно к ним в соответствии с изобретением предусмотрены подчиненные пилотным насосам насосы, настройка которых осуществляется посредством варьирования частот вращения с целью достижения энергетической оптимизации. То есть частоты вращения этих подчиненных насосов варьируются до тех пор, пока не будет достигнута энергетическая оптимизация. Тем самым, как описывается ниже, достигается также энергетическая оптимизация пилотных насосов, которые, будучи обычно регулируемыми насосами, изменяют при этом свою рабочую точку. Энергетическая оптимизация в смысле изобретения необязательно должна представлять собой наилучшее состояние, а может также заключаться в улучшении энергетической эффективности установки по сравнению с некоторым фактическим состоянием. Подчиненными (нижестоящими) пилотным насосам насосами в смысле изобретения у пилотных насосов, которые осуществляют транспортировку непосредственно в потребитель, являются гидравлически включенные впереди них насосы. У пилотных насосов, которые осуществляют транспортировку из потребителя, т.е. которые соединены с потребителем со стороны всасывания, подчиненными насосами являются насосы, гидравлически подключены сзади них. По одному из предпочтительных усовершенствований изобретения составляются один или несколько контуров энергетической оптимизации, каждый из которых состоит из одного или нескольких пилотных насосов и одного или нескольких подчиненных насосов, которые осуществляют нагнетание в пилотные насосы или снабжаются от них, при этом подчиненные насосы соответственно согласованы только с одним контуром энергетической оптимизации, после чего контур или контуры энергетической оптимизации энергетически оптимизируются. То есть основной идеей является при этом сначала разделить возможно сложную гидравлическую установку на контуры энергетической оптимизации, которые выбираются так, что получаются упрощенные части установки, которые могут энергетически оптимизироваться без больших затрат.-1 025057 Контур энергетической оптимизации при этом всегда образуется из одного или нескольких пилотных насосов или одного или нескольких подчиненных насосов, которые осуществляют нагнетание в пилотные насосы или питаются от них. Подчиненные насосы должны не непосредственно, а могут также опосредствованно осуществлять нагнетание (транспортировку) в пилотные насосы или питаться от них,в зависимости от того, насколько они являются гидравлически подчиненными. При этом контуры энергетической оптимизации выбираются так, что каждый из подчиненных насосов согласовывается только с одним контуром энергетической оптимизации. Один или несколько пилотных насосов могут быть, напротив, согласованы также с несколькими контурами энергетической оптимизации. При этом основная идея заключается в том, чтобы составить контуры энергетической оптимизации,у которых в конце или в начале находится по меньшей мере один пилотный насос, причем этот пилотный насос, который находится непосредственно перед или, соответственно, за потребителем, должен обеспечивать гидравлическое снабжение потребителя, в частности необходимую высоту нагнетания (т.е. напор), в отличие от чего настройка включенных впереди, соответственно гидравлически сзади насосов может изменяться, до тех пор пока общий расход энергии контура энергетической оптимизации не достигнет минимума или, по меньшей мере, не сократится. Когда все полученные таким образом контуры энергетической оптимизации энергетически оптимизированы, тогда и вся гидравлическая установка энергетически оптимизирована в отношении эксплуатации входящих в ее состав центробежных насосов. При этом контуры энергетической оптимизации оптимизируются поочередно, причем не играет роли, в какой последовательности оптимизируются эти контуры. Целесообразным образом процесс оптимизации осуществляется при этом непрерывно во время эксплуатации насосов, чтобы даже при гидравлических изменениях в установке энергетическая оптимизация осуществлялась заново на основании измененных рабочих точек насоса. Предпочтительно контур энергетической оптимизации обычно включает в себя один или несколько пилотных насосов, а также один или несколько подчиненных насосов, причем подчиненные насосы осуществляют нагнетание непосредственно по меньшей мере в один пилотный насос или непосредственно питаются по меньшей мере от одного пилотного насоса. По одному из предпочтительных усовершенствований предлагаемого изобретением способа контур энергетической оптимизации включает в себя все те пилотные насосы, в которые осуществляют нагнетание один или несколько подчиненных насосов или от которых питаются эти подчиненные насосы. Чтобы оптимизировать контур энергетической оптимизации, в соответствии с изобретением для каждого насоса определяется некоторый параметр е, который определяется частным изменения потребляемой мощности и изменения отдаваемой гидравлической мощности насоса. Затем параметры е пилотных насосов при необходимости, т.е. если их несколько, суммируются и приводятся в соответствие с параметром е каждого из включенных впереди, соответственно, сзади насосов путем варьирования настройки этих насосов, при этом параллельно включенные, включенные впереди или включенные сзади насосы рассматриваются как один насос. Основная идея при этом заключается в том, чтобы получить отношение изменения потребляемой мощности, обычно электрической потребляемой мощности насоса,к изменению гидравлической отдаваемой мощности и суммировать эти частные пилотных насосов и затем варьировать настройку подчиненных насосов до тех пор, пока она не будет совпадать с параметром е, полученным путем суммирования отдельных частных пилотных насосов, так как тогда потребляемая контуром энергетической оптимизации мощность является минимальной или, по меньшей мере, низкой. При этом параметр е каждого подчиненного насоса должен быть приравнен к параметру, который получен путем суммирования соответствующих частных пилотных насосов. При этом энергетическая оптимизация осуществляется таким образом, что определяется параметр е одного или нескольких пилотных насосов в момент времени t=0, и затем на основании этого параметра е происходит энергетическая оптимизация включенных сзади насосов, как описано выше. Разумеется, что тогда, когда включенные сзади насосы таким образом энергетически оптимизируются на основании этого параметра е в момент времениt=0, этот параметр е одного или нескольких пилотных насосов изменяется, так что к окончанию процесса оптимизации контура энергетической оптимизации в момент времени t=1 получается возможно отличающийся от параметра е в момент времени t=0 параметр е в момент времени t=1. Затем процесс оптимизации может осуществляться заново, при этом определяется параметр е одного или нескольких пилотных насосов в момент времени t=1, и подчиненные насосы настраиваются соответствующим образом. Чем чаще выполняется этот процесс, тем лучше результат, причем у не изменяющейся установки скоро устанавливается практически оптимальное значение. Чтобы как можно быстрее прийти к желаемому результату оптимизации, особенно целесообразно не выравнивать в одном шаге(изменения) частоты вращения разность значений Е между суммой пилотных насосов и подлежащего оптимизации насоса, а только ее часть, предпочтительно от 20 до 50%. Тем самым уже учитывается изменение значений Е пилотных насосов. Эта процентная ставка должна выбираться в соответствии с конкретной установкой и зависит от динамических свойств потребителей. То есть целесообразным образом контуры энергетической оптимизации поочередно и постоянно энергетически оптимизируются описанным выше образом, чтобы эксплуатировать установку ресурсосберегающим образом даже при изменяющихся рабочих состояниях.-2 025057 Если внутри этого контура энергетической оптимизации насосы включены параллельно, то они рассматриваются как один общий насос, т.е. с общим параметром е, при этом для оптимизации между собой параллельно включенных насосов предпочтительно применяется еще описываемый ниже способ. За потребляемую мощность целесообразным образом принимается электрическая потребляемая мощность Р приводного двигателя, которая у насосов с регулированием частоты вращения регулярно может представляться со стороны насоса без значительных усилий. Так как гидравлическая выходная мощность насоса может быть только затратно определена, в соответствии с одним из усовершенствований изобретения предусмотрено, за меру отдаваемой гидравлической мощности принимать высоту h нагнетания (напор) насоса или количество q нагнетаемой насосом среды (подача насоса). При этом, как также описано ниже, в зависимости от гидравлической задачи, для получения параметра е используется высота h нагнетания насоса или количество q нагнетаемой насосом среды. Эти параметры предпочтительно предоставляются самим насосом, так как соответствующий сигнал у насосов с регулированием частоты вращения, которые обычно снабжены электронным управлением и регулированием, может обеспечиваться без больших затрат. При этом целесообразно, параллельно обеспечивать как сигнал, который представляет собой частное изменения потребления электрической мощности P и изменения высоты h нагнетания, так и электрический сигнал, который представляет собой частное изменения потребляемой мощности P и изменения количества q нагнетаемой среды. Оба сигнала могут, в зависимости от выбора контура оптимизации, использоваться в предлагаемом изобретением способе. Сами параметры обычно не должны отдельно определяться со стороны насоса, так как, например, у современных насосов, управляемых посредством частотного преобразователя, для всего поля характеристик рабочих точек электрические и гидравлические свойства известны и заложены в электронной памяти. То есть они могут, как правило, всегда определяться расчетным путем посредством оперирования сохраненными в памяти значениями. Вместо использования изменения гидравлической выходной мощности насоса может также использоваться некоторый непосредственно связанный с ней параметр, например, у системы отопления, изменение количества Q тепла, которое является функцией количества q нагнетаемой среды и разности температур T (Q=qT) или другое сопутствующее изменение параметра. Чтобы энергетически оптимизировать между собой параллельно включенные насосы, которые, как описано выше, в предлагаемом изобретением способе внутри контура энергетической оптимизации рассматриваются как один общий насос, в соответствии с одним из усовершенствований изобретения предусмотрено настраивать эти насосы так, чтобы параметр eq параллельно включенных насосов был одинаковым, причем этот параметр eq получается из частного изменения потребляемой мощности P и изменения количества q нагнетаемой соответствующим насосом среды. То есть при параллельно включенных насосах в качестве характеристического параметра отдаваемой гидравлической мощности используется количество нагнетаемой среды, что целесообразно, так как параллельно включенные насосы предусмотрены для того, чтобы получать количество нагнетаемой среды, которое не могло бы обеспечиваться или,по меньшей мере, не могло бы обеспечиваться рентабельным образом с помощью одного единственного насоса. В системах отопления, в которых параллельно включенные насосы эксплуатируются в виде так называемых двойных насосов, может быть предусмотрена установка такого двойного насоса не для параллельной эксплуатации двух насосов, а только в качестве запасного насоса при выходе из строя другого насоса. Тогда, разумеется, что на основании соответственно предоставляемого этим двойным насосом сигнала остановленный насос не участвует в энергетической оптимизации. Если параллельно включенные насосы, как описано выше, энергетически оптимизированы, то в предлагаемом изобретением способе они должны рассматриваться как один единственный насос. Так как для энергетической оптимизации таких не параллельно включенных насосов обычно используется высота h нагнетания, т.е. давление нагнетания в качестве параметра гидравлической мощности, в предлагаемом изобретением способе при параллельно включенных насосах параметр eh получается за счет того,что определяется частное изменение потребляемой мощности P и изменение высоты h нагнетания каждого из параллельно включенных насосов и затем эти частные суммируются. При последовательно включенных насосах, идет ли речь о последовательно включенных отдельных насосах или группах параллельно включенных насосов, или о том и другом вместе, для энергетической оптимизации предпочтительно используется параметр eh, который получается из частного изменения потребляемой мощности P и изменения высоты h нагнетания каждого насоса и, соответственно, группы насосов (как описано выше). Этот параметр eh затем приравнивается к соответствующему, полученному при необходимости путем суммирования, параметру eh соответствующих пилотных насосов, при этом путем варьирования настройки подчиненных насосов с обеих сторон получаются одинаковые параметры,и тем самым достигается энергетическая оптимизация. Предлагаемый изобретением способ энергетической оптимизации имеет свои пределы там, где насос приходит к насыщению, т.е. осуществляет нагнетание по кривой своей максимальной мощности. Тогда этот насос не может продолжать настраиваться с повышением мощности, что следует учитывать в способе энергетической оптимизации, так что пилотный насос, который приходит к пределу насыщения,-3 025057 должен соответственно гидравлически поддерживаться подчиненными насосами или подчиненный насос, который приходит к пределу насыщения, не может настраиваться с потреблением более высокой мощности в ходе процесса энергетической оптимизации. Предлагаемый изобретением способ энергетической оптимизации принципиально предполагает знание функциональной взаимосвязи гидравлической установки. Однако по одному из усовершенствований изобретения функциональная взаимосвязь гидравлической установки может определяться также при соответствующей настройке насосов в системе самими насосами. При этом в соответствии с изобретением предусмотрено, что из насосов в установке по меньшей мере один насос сначала настраивается на первую, а затем на измененную по сравнению с первой частоту вращения, причем получающиеся при этом гидравлические параметры, соответственно изменения, регистрируются со стороны потребителя и/или насоса, и на основании этих значений делаются заключения о гидравлической системе. Так, например, у двух насосов путем настройки частоты вращения одного из насосов и измерения давления или изменения количества без затруднений может определяться, включены эти насосы параллельно или в ряд. По этому принципу может в итоге определяться функциональная гидравлическая взаимосвязь всей установки, как ниже поясняется на одном из примеров осуществления. В соответствии с изобретением функциональная взаимосвязь нескольких управляемых по частоте вращения насосов в одной установке определятся посредством того, что по меньшей мере у одного насоса изменяется частота вращения, и по возникающей в результате этого гидравлической обратной связи определяется по меньшей мере одна функциональная взаимосвязь установки. В зависимости от объема функциональной взаимосвязи, которую необходимо определить, один или же несколько насосов могут настраиваться изменением частоты вращения для определения этой взаимосвязи. Так, например, для того чтобы установить, параллельно или последовательно включены два насоса, может быть достаточно настроить один из этих насосов на более высокую частоту вращения, чтобы затем путем измерения давления или проточного расхода по сравнению с первоначальным состоянием определить, каким образом включены эти насосы. В соответствии с одним из предпочтительных усовершенствований изобретения способ осуществляется посредством трех основных этапов, а именно:a) на первом этапе способа все установленные в установке насосы настраиваются на предпочтительно постоянную частоту вращения, и регистрируется некоторый гидравлический параметр для каждого насоса или каждого согласованного с насосами потребителя или каждой группы потребителей, если с одним насосом согласовано несколько потребителей. Обычно насосы при этом настраиваются на постоянную среднюю частоту вращения, причем до тех пор, пока не установятся квазистационарные значения. Эти значения регистрируются со стороны либо насоса, либо потребителя, при этом речь идет, на выбор,о давлении или объемном расходе (количестве нагнетаемой жидкости), причем они необязательно должны регистрироваться непосредственно, а собственно известным образом могут также определяться косвенно посредством других параметров, например, электрических параметров привода насосов;b) затем поочередно соответственно один из насосов или несколько насосов настраиваются изменением частоты вращения, и регистрируется получающееся при этом изменение гидравлического параметра. То есть каждый отдельный насос обычно настраивается на повышенную по сравнению с этапом а) частоту вращения, и затем регистрируются изменения гидравлических параметров, которые получаются либо со стороны насоса, либо потребителя, причем со стороны насоса регистрируются как гидравлические параметры настроенного изменением частоты вращения насоса, так и гидравлические параметры других насосов. В принципе при этом не играет роли, является ли измененная частота вращения повышенной или пониженной по сравнению с частотой вращения в соответствии с этапом а), однако предпочтительно, как правило, выбирается повышенная по сравнению с ней частота вращения. Разумеется, что равным образом поочередно все насосы должны эксплуатироваться с частотой вращения, или повышенной или же пониженной по сравнению с частотой вращения на этапе а), чтобы регистрировать получающиеся при этом гидравлические изменения гидравлических параметров; с) затем на третьем этапе способа, после того как изменения гидравлических параметров зарегистрированы, определяется принадлежность насосов или групп насосов потребителям или группам потребителей на основании этих зарегистрированных изменений гидравлических параметров. Предлагаемый изобретением способ при предпочтительном применении управляемых посредством преобразователя частоты насосов может реализовываться в цифровом электронном преобразователе частоты, причем тогда должна была бы быть обеспечена передача данных между этими насосами, будь то беспроводным путем по радио или, например, через сетевой кабель, чтобы соответственно координировать эти насосы в соответствии со способом и затем регистрировать гидравлические параметры на насосах, соответственно, на потребителях. Однако этот способ может также реализовываться в отдельном управлении (устройство управления), которое беспроводным или проводным путем соединено путем передачи данных с насосами и при необходимости с потребителями, соответственно, их сенсорами. Предлагаемый изобретением способ обеспечивает то большое преимущество, что он может осуществляться с помощью обычно уже имеющегося в системе отопления оборудования, т.е. за исключением управления и канала передачи данных в установке не требуется предусматривать никаких дополнитель-4 025057 ных мер. Управление и канал передачи данных могут, однако, при надлежащем исполнении насосов интегрироваться в них только лишь с небольшими дополнительными затратами. Кроме того, канал передачи данных не нужен для способа энергетической оптимизации, который должен применяться впоследствии. Оценка определенных таким образом параметров и изменений параметров может осуществляться простым способом. При этом способы принципиально отличаются тем, регистрируются ли гидравлические параметры, соответственно их изменения, со стороны насоса или со стороны потребителя. Если параметры регистрируются со стороны потребителя, т.е. у потребителя или группы потребителей, если с одним насосом согласовано несколько потребителей, то в соответствии с одним из усовершенствований способа у насосов, которые при настройке с изменением частоты вращения создают одинаковые со стороны потребителя изменения гидравлических параметров, констатируется, что они согласованы с одной группой. Группа насосов состоит из двух или более включенных непосредственно параллельно и/или последовательно насосов. Первый этап определения принадлежности заключается, таким образом, в том, чтобы при регистрации параметров со стороны потребителя определить, включены ли насосы гидравлически впереди в установке как отдельные насосы или группами. По другому предпочтительному варианту осуществления способа устанавливается, что тогда, когда при изменении частоты вращения одного или поочередно также нескольких насосов только один потребитель или одна группа потребителей в соответствии с изменением частоты вращения испытывает повышающее, соответственно понижающее, воздействие, этот насос или эти насосы непосредственно предусмотрены для соответствующего испытывающего воздействие потребителя или соответствующей испытывающей воздействие группы потребителей, т.е. никакие другие насосы не находятся больше на пути между вышеназванным насосом/вышеназванными насосами и потребителем или, соответственно,группой потребителей. Чтобы определить функциональную взаимосвязь внутри одной группы насосов, в соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа предусмотрено, настроить все насосы этой группы насосов на постоянную частоту вращения, т.е., например, в соответствии с этапом а) способа, причем тогда создаваемая соответствующими насосами разность давлений регистрируется, например, посредством сенсора разности давлений на соответствующем насосе. После этого поочередно каждый из насосов настраивается на измененное, предпочтительно повышенное, давление и регистрируется получающееся при этом изменение разности давлений или изменения частоты вращения других насосов, после чего затем определяется принадлежность насосов внутри этой группы насосов на основании зарегистрированных изменений параметров, как это осуществляется на основании основных законов гидравлики при параллельном или последовательном включении насосов. Чтобы можно было установить функциональную взаимосвязь внутри этой группы насосов, либо насосы одной группы насосов впоследствии могут быть настроены на измененную, предпочтительно повышенную частоту вращения и зарегистрирован расход через соответствующий насос, либо каждый из насосов поочередно настраивается для создания повышенной разности давлений, причем тогда регистрируются устанавливающиеся уровни давлений этих и других насосов, и на основании получившихся при известных условиях изменений устанавливается принадлежность (согласованность) насосов внутри этой группы насосов. По одному из предпочтительных усовершенствований предлагаемого изобретением способа насос или насосы, которые при изменении их частоты вращения оказывают на два или более потребителей или групп потребителей соответствующее этому изменению частоты вращения повышающее или, соответственно, понижающее воздействие, согласовываются соответственно с количеством испытывающих воздействие потребителей или групп потребителей. Таким образом, может быть определено, какие насосы воздействуют на какие потребители, и таким образом определена принадлежность (согласованность) насосов между собой. Особенно предпочтительно, если в предлагаемом изобретением способе регистрируются не абсолютные значения гидравлических параметров, соответственно изменений гидравлических параметров, а только их направление, так как тогда, с одной стороны, возможно применение очень простой и не калиброванной сенсорики, с другой стороны, для оценки данных требуется только небольшая производительность вычислительного устройства, а также меньшее место в памяти. То есть для осуществления предлагаемого изобретением способа достаточно зарегистрировать, увеличивается, уменьшается или остается постоянным каждый зарегистрированный гидравлический параметр при изменении частоты вращения или давления определенного насоса. Таким образом, все зависит лишь от упрощенной регистрации направления, которая является достаточно точной, если она может быть распределена по категориям на три группы, а именно, больше (+1), меньше (-1) и равно (0). Если предлагаемый изобретением способ должен осуществляться путем регистрации гидравлических параметров насосов, то есть, например, давления или расхода, что с точки зрения оборудования, как правило, более выгодно, так как управляемые посредством частотных преобразователей циркуляционные насосы для отопления сегодня, как правило, оснащены сенсорами разности давлений, тогда целесообразно, сначала с помощью этого способа определить, представляет ли собой гидравлическая установка гидравлическую сеть и состоит ли она из двух или более независимых друг от друга частей установки. В-5 025057 случае независимых друг от друга частей установки настройка одного насоса на измененную частоту вращения или повышенное давление не оказывает никакого воздействия на другую часть, так что таким образом с помощью этого способа могут определяться сначала гидравлически соединенные между собой части установки. Способы, при которых для определения функциональной взаимосвязи регистрируются гидравлические параметры насосов, обычно давление, соответственно, разность давлений или объемный расход, в свою очередь, принципиально отличаются друг от друга. Если, что предусмотрено в соответствии с одним из усовершенствований изобретения, у всех насосов регистрируются объемные расходы и, таким образом, в качестве гидравлических изменений - изменения объемного расхода, тогда функциональная взаимосвязь насосов может определяться следующим образом, причем ниже отмечены изменения при настройке насоса с повышающейся частотой вращения. Впрочем, следует подчеркнуть, что аналогичным образом могут также использоваться изменения, когда осуществляется настройка с уменьшающейся частотой вращения. Строится матрица, в которой регистрируются гидравлические изменения по меньшей мере одной гидравлически самостоятельной части установки, причем предпочтительно здесь также регистрируются изменения направления, т.е. строится матрица со значениями 0 для не изменяющихся, +1 для повышающихся и -1 для падающих параметров. При этом построчно для каждого насоса указываются получающиеся при его настройке изменением частоты вращения изменения гидравлических параметров этого насоса, а также других насосов. Кроме того, каждому насосу присваивается столбец, причем строки в матрице отсортированы, а именно, в соответствии с количеством содержащихся в них повышающихся изменений (+1) по возрастанию сверху вниз, а столбцы в соответствии с количеством содержащихся в них повышающихся изменений (+1) с возрастанием слева направо. То есть в самой верхней строке матрицы зафиксированы изменения насоса, который создает наименьшие повышающиеся изменения среди всех насосов, соответствующий столбец этого насоса присоединяется к тому же месту в верхней левой части матрицы. Насос с наибольшим количеством повышающихся изменений стоит в последней, т.е. самой нижней строке, причем этому насосу тогда также присвоен последний столбец, т.е. крайний правый столбец. Разумеется, что матрица, так как она обязательно является зеркально-симметричной относительно своей диагонали, может также располагаться в точности наоборот. Эта матрица делится диагональю, которая проходит от одной к другой оси матрицы и как бы пересекает, соответственно, стирает поля матрицы, в которых содержится повышающееся изменение параметров, т.е. обычно 1. Это те поля, у которых принадлежность насоса по столбцу и строке совпадает. Тогда при рассмотрении количества повышающихся изменений гидравлических параметров в каждом столбце ниже вышеназванной диагонали или в каждой строке выше вышеназванной диагонали может быть определено, какие насосы включены гидравлически параллельно, а какие гидравлически последовательно. Те насосы, у которых указано одинаковое количество повышающихся изменений (+1) гидравлических параметров в столбцах ниже этой диагонали или в строках выше этой диагонали матрицы, представляют собой параллельно включенные насосы, т.е. такие насосы, которые осуществляют нагнетание из одного и того же трубопровода и с одного и того же уровня давления. В соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа определяются насосы, которые предусмотрены непосредственно для потребителя или для группы потребителей, т.е. которые осуществляют нагнетание в такой потребитель или группу потребителей без промежуточного включения других насосов. Причем речь идет здесь о насосах, у которых нет повышающегося изменения гидравлических параметров в строке ниже диагонали или в столбце выше диагонали матрицы. К ним может при известных условиях принадлежать первый насос матрицы, который соответствует первой строке и первому столбцу, и который лежит на диагонали. Это следует из ориентации строк или, соответственно, столбцов. В соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа путем оценки данных матрицы определяется, сколько насосов включены гидравлически впереди (выше по потоку) соответствующего рассматриваемого насоса. Для этого количество повышающихся изменений гидравлических параметров фиксируется в столбцах ниже диагонали или в строках выше диагонали матрицы. Это число соответствует количеству насосов, включенных впереди соответствующего насоса, при этом не делается никакого вывода о схеме гидравлического включения включенных впереди насосов. По одному из вариантов способа, в котором матрица строится таким же образом, как описано выше,может быть определено, какие насосы включены гидравлически параллельно, а какие гидравлически последовательно, на основании количества повышающихся изменений гидравлических параметров в каждой строке ниже или в каждом столбце выше диагонали, делящей матрицу и проходящей от одной оси матрицы к другой. При этом в соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа количество повышающихся изменений гидравлических параметров в строках ниже диагонали или в столбцах выше диагонали матрицы используется для определения количества насосов, которые гидравлически включены позади (т.е. ниже по потоку) соответствующего насоса, таким образом, это количество может быть согласовано.-6 025057 Предлагаемый изобретением способ может осуществляться, когда оцениваются гидравлические параметры насоса, или посредством регистрации объемного расхода насосов, или же, альтернативно, давления или, соответственно, разности давлений насосов. Если определение должно осуществляться посредством изменений давления, в соответствии с изобретением таким же образом, как описано выше,строится матрица, в которой фиксируются гидравлические изменения по меньшей мере одной гидравлически самостоятельной части установки, при этом здесь также построчно для каждого насоса указываются получающиеся при его настройке на нагнетание с измененным давлением изменения гидравлического параметра этого и других насосов, и при этом каждому насосу присваивается столбец. При этом строки сортируются соответственно количеству содержащихся в них уменьшающихся изменений (-1) по возрастанию сверху вниз, а столбцы соответственно количеству содержащихся в них уменьшающихся изменений по возрастанию слева направо, причем затем на основании количества уменьшающихся изменений гидравлического параметра в каждом столбце ниже или в каждой строке выше диагонали, делящей матрицу и проходящей от одной оси матрицы к другой, определяется, какие насосы включены гидравлически параллельно, а какие гидравлически последовательно. Эта диагональ осуществляет здесь также симметричное деление матрицы и проходит через поля, всегда содержащие повышающиеся изменения, которые в строке и столбце в каждом случае относятся к одному и тому же насосу. Эти поля так же, как описано выше, не учитываются при последующей аналитической оценке. При этом одинаковое количество уменьшающихся изменений гидравлических параметров в столбцах ниже диагонали или в строках выше диагонали матрицы указывает на параллельное включение соответствующих насосов. Различное количество уменьшающихся изменений гидравлических параметров в столбцах ниже диагонали или в строках выше диагонали матрицы указывает на последовательное включение соответствующих насосов. Если строка ниже диагонали или столбец выше диагонали матрицы не содержит ни одного уменьшающегося изменения гидравлических параметров, тогда это определяет непосредственную принадлежность (согласованность) соответствующего насоса потребителю или группе потребителей. Количество уменьшающихся изменений гидравлических параметров в столбцах ниже диагонали или в строках выше диагонали матрицы в соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа дает количество насосов, гидравлически включенных впереди соответствующего насоса. На основании количества уменьшающихся изменений гидравлических параметров в каждом столбце ниже или в каждой строке выше диагонали, делящей матрицу и проходящей от одной оси матрицы к другой, в соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа альтернативно определяется, какие насосы включены гидравлически параллельно, а какие гидравлически последовательно. При этом насосы, которые имеют одинаковое количество уменьшающихся изменений гидравлического параметра в столбце ниже или в строке выше диагонали матрицы, включены гидравлически параллельно, а насосы с различным количеством гидравлически последовательно. В соответствии с одним из усовершенствований предлагаемого изобретением способа количество уменьшающихся изменений гидравлических параметров в строках ниже диагонали или в столбцах выше диагонали матрицы указывает количество насосов, включенных гидравлически позади соответствующего насоса. Таким образом, становится ясно, что описанная выше матрица однозначно определяет функциональную взаимосвязь насосов, когда регистрируется изменение гидравлического параметра на каждом насосе. При регистрации гидравлических изменений на потребителе или группе потребителей при известных условиях может быть необходимо, как описано выше, дополнительно дифференцировать группы насосов посредством изменения гидравлического параметра в том отношении, включены ли они параллельно или последовательно. Предлагаемый изобретением способ энергетической оптимизации, а также описанный выше способ определения функциональной взаимосвязи насосов могут реализовываться с помощью электронного устройства управления и регулирования, которое обычно выполнено в виде цифрового блока управления и регулирования и включает в себя соединение с передачей данных к насосам. Такое соединение с передачей данных может, например, осуществляться беспроводным путем по радио или же проводным путем в виде сетевой связи между насосами и блоком управления и регулирования. Блок управления и регулирования может также являться частью насоса. Особенно целесообразно бывает обычно, если предусмотрен блок управления и регулирования, который соединен с передачей данных с насосами, так что для использования предлагаемого изобретением способа могут находить применение практически любые насосы, если они соответственно модифицированы, т.е. снабжены по меньшей мере одним интерфейсом данных для соединения с блоком управления и регулирования. Особенно целесообразно, впрочем, если сами насосы выполнены так, что они предоставляют необходимые для процесса регулирования параметры, в частности, параметр eh, который представляет собой частное изменения потребляемой мощности P и изменения высоты h нагнетания, а также eq, который представляет собой частное изменения потребляемой мощности P и изменения количества q нагнетаемой насосом жидкости. Эти значения у насосов с-7 025057 регулированием частоты вращения обычно без затруднений предоставляются управляющей электроникой, поэтому только в исключительных случаях могло бы быть целесообразно их отдельное определение во внешнем блоке управления и регулирования. Кроме того, управляющая электроника насосов должна создавать сигнал S, как только и в течение того времени, когда соответствующий насос достигнет своей мощности насыщения. Разумеется, что при цифровой обработке сигнала этот сигнал имеется всегда, и затем устанавливается значение, равное 0, на 1 или наоборот, которое означает насыщение. В соответствии с одним из усовершенствований изобретения может быть целесообразно, предусмотреть часть блока управления и регулирования со стороны насоса, например, для энергетической оптимизации параллельно включенных насосов, и напротив, только часть блока управления и регулирования предусмотреть в виде внешнего прибора, который служит для оптимизации контуров энергетической оптимизации, соответственно, всей установки. Изобретение, насколько оно касается способа оптимизации, ниже поясняется подробнее с помощью примеров осуществления. Показано: фиг. 1: схема гидравлической установки; фиг. 2: расположение контуров энергетической оптимизации в установке, показанной на фиг. 1; фиг. 3: гидравлическая схема другой гидравлической установки; фиг. 4: положение контуров энергетической оптимизации в установке, показанной на фиг. 3; фиг. 5: схема энергетической оптимизации, в которую совместно включены 4 насоса; и фиг. 6: схема энергетической оптимизации, в которую совместно включены 5 насосов. Изображенная на фиг. 1 гидравлическая установка представляет собой, например, систему (установку) отопления, которая в целом включает в себя пять потребителей, соответственно групп V1, V3, V6,V7 и V10 потребителей, а также 14 центробежных насосов pu1-pu14 с регулированием частоты вращения. Чтобы оптимизировать эту установку в отношении расхода при эксплуатации насосов, сначала следует составить контуры энергетической оптимизации. Для этого сначала надо установить, какие насосы представляют собой пилотные насосы, т.е. надо определить насосы, которые непосредственно согласованны с потребителем. На схеме, показанной на фиг. 1, это насосы pu1, pu2, pu3, pu6, pu7 и pu10. При этом насосы pu1 и pu2 включены параллельно и включены впереди потребителя V1, т.е. непосредственно согласованы с ним. Насосы pu3, pu6, pu7 и pu10 включены впереди соответствующих потребителей V3, V6, V7 иV10. Для получения контуров энергетической оптимизации теперь один или несколько пилотных насосов и подчиненные (нижестоящие) насосы, которые осуществляют нагнетание в них, относятся к одному контуру энергетической оптимизации. Первый контур EK1 энергетической оптимизации образован двумя пилотными насосами pu1 и pu2, которые установлены параллельно друг другу, а также нагнетающим в них включенным впереди (т.е. выше по потоку) насосом pu12. Второй контур EK2 энергетической оптимизации образован пилотным насосом pu3 и нагнетающим в него включенным впереди насосом pu11. Третий контур EK3 энергетической оптимизации образован тремя пилотными насосами pu1, pu2, pu3, a также включенными впереди насосами pu4 и pu5, которые установлены друг с другом в ряд. Четвертый контур EK4 энергетической оптимизации образован двумя пилотными насосами pu6 и pu7, а также включенным впереди них насосом pu13. Кроме того, образован пятый контур EK5 энергетической оптимизации, который состоит из пилотных насосов pu1, pu2, pu3, pu6 и pu7, a также включенных впереди насосов pu8 и pu9. Другие, собственно также включенные впереди этих пилотных насосов насосы, не принадлежат к этому контуру EK5 энергетической оптимизации, так как они уже отнесены к другим контурам энергетической оптимизации. Наконец, образован контур EK6 энергетической оптимизации,который состоит из пилотного насоса pu10 и нагнетающего в этот насос включенного впереди насосаpu14. После этого контуры EK1-EK6 энергетической оптимизации поочередно энергетически оптимизируются, вместе с чем осуществляется энергетическая оптимизация всей установки в отношении эксплуатации насосов. При этом в каждом контуре энергетической оптимизации сначала для пилотных насосов определяется параметр eh, при этом во время эксплуатации установки у этих насосов определяется частное изменения потребляемой насосами мощности P и изменения высоты h нагнетания. Если в одном контуре энергетической оптимизации имеется два или более пилотных насосов, как, например, в контурах EK1, EK3, EK4 и EK5, то параметры eh этих пилотных насосов суммируются и приравниваются к параметру eh каждого отдельного из расположенных впереди насосов. При этом включенные впереди насосы настраиваются соответствующим варьированием частоты вращения, пока эти значения е не будут одинаковы и тем самым контур энергетической оптимизации не будет оптимизирован. Так, например, в контуре EK4 энергетической оптимизации значения е насосов pu6 и pu7 суммируются, и насос pu13 настраивается варьируемым образом до тех пор, пока параметр eh насоса pu13 не будет соответствовать сумме параметров eh насосов pu6 и pu7. В контуре 3 энергетической оптимизации аналогичным образом параметры eh насосов pu1, pu2 иpu4 и pu5 настраиваются варьируемым образом до тех пор, пока эти значения не будут совпадать. Если, как в контуре EK5 энергетической оптимизации, два насоса включены параллельно, как это-8 025057 происходит у насосов pu8 и pu9, тогда сначала эти параллельно включенные насосы энергетически оптимизируются друг относительно друга, при этом при эксплуатации каждого из этих насосов определяется параметр eq, который указывает изменение потребляемой мощности P к изменению проточного расхода q. Затем насосы pu8 и pu9 путем варьирования их частоты вращения настраиваются до тех пор, пока параметры eq двух насосов не будут совпадать. Для энергетической оптимизации внутри контура EK5 энергетической оптимизации насосы pu8 и pu9 рассматриваются потом как один насос. Для этого у этих насосов определяется параметры eh, при этом частное изменения потребляемой мощности P одного насоса и изменения высоты h нагнетания каждого из насосов регистрируется и суммируется. Затем энергетическая оптимизация внутри контура EK5 энергетической оптимизации продолжается, при этом этот параметр eh двух этих насосов pu8 и pu9 приравнивается к сумме соответствующих параметров eh пилотных насосов. Изображенная на фиг. 3 гидравлическая установка по своей функции, по существу, соответствует описанной выше и изображенной на фиг. 1, однако с той разницей, что насосы pu1-pu14 там включены не как на фиг. 1, перед потребителями V, а после них. То есть пилотные насосы со стороны всасывания соединены с потребителями V, которые здесь включены гидравлически сзади насосов, подчиненных пилотным насосам. Так, аналогичным образом получаются пилотные насосы pu1 и pu2, которые согласованы с потребителем V1, пилотные насосы pu3, pu6, pu7 и pu10, которые согласованы с потребителями V3,V6, V7 и V10. Соответствующим образом получаются включенные впереди насосы, как поясняют изображенные на чертеже фиг. 4 контуры EK1-EK5 энергетической оптимизации. На фиг. 5 поясняется, как четыре гидравлически совместно включенных насоса PU1-PUIV соединены друг с другом с передачей данных, и как происходит энергетическая оптимизация. При этом гидравлические соединения изображены прерывистыми линиями, а каналы передачи данных сплошными линиями. В изображенном примере осуществления насос PUIV включен впереди насосов PUI, PUII и PUIII,при этом насосы PUI, PUII и PUIII включены параллельно и представляют собой пилотные насосы в отношении подключенного с выходной стороны потребителя. При этом на фиг. 5 каждый насос снабжен регулятором 10 частоты вращения, а также блоком 11 энергетической оптимизации. Для включенного впереди насоса PUIV предусмотрен блок 11 а энергетической оптимизации, который выполнен в виде внешнего узла, в отличие от чего блоки 11 являются частью соответствующего насоса. Так как насосыPUI, PUII и PUIII включены параллельно, они сначала оптимизируются друг относительно друга, при этом эти насосы настраиваются таким образом, что их параметры eq, которые получены из разности частных, соответственно, дифференциального частного потребляемой мощности P и количества q нагнетаемой каждым отдельным насосом жидкости, приравниваются, т.е. насосы посредством регулятора 10 частоты вращения настраиваются варьированием частоты вращения до тех пор, пока эти значения не будут совпадать. При этом, как поясняет изображение, показанное на фиг. 5, из энергетической оптимизации всегда исключается один из параллельно включенных насосов, который служит для создания давления нагнетания, которое должно создаваться насосами, тогда другие два насоса могут энергетически оптимизироваться в отношении количества нагнетаемой жидкости. На изображении, приведенном на фиг. 5, насос PUI включен в качестве пилотного насоса для управления давлением, в то время как насосыPUII и PUIII делят необходимое количество нагнетаемой жидкости с насосом PUI. Включенный впереди насос PUIV выполняет задачу создания давления, из-за чего здесь энергетическая оптимизация происходит посредством параметра eh, который получен из разности частных, соответственно, дифференциального частного потребляемой мощности P и высоты h нагнетания. Как поясняют изображения, целесообразно, если все участвующие в способе насосы создают как сигнал eq, так и сигнал eh, при этом сигнал eq используется при параллельно включенных насосах, а сигнал eh при насосах, включенных последовательно. При параллельно включенных насосах дополнительно после оптимизации группы параллельно включенных насосов используется сигнал eh, чтобы энергетически оптимизировать группу в совокупности с другими насосами как бы как отдельный насос. На фиг. 6 изображен процесс энергетической оптимизации 5 насосов PUI, PUII, PUIII, PUIV и PUV,причем как в примере осуществления, показанном на фиг. 5, насосы PUI, PUII и PUIII включены параллельно и включены впереди пилотных насосов PUIV и PUV. Здесь также происходит сначала внутренняя оптимизация посредством устройств 11 энергетической оптимизации через сигналы eq, а затем энергетическая оптимизация группы насосов, состоящей из насосов PUI, PUII, PUIII посредством устройства 11 энергетической оптимизации в отношении пилотных насосов PUIV и PUV. При этом параметры eh насосов PUIV и PUV суммируются и приравниваются к сумме параметров eh параллельно включенных и включенных впереди пилотных насосов насосов PUI, PUII, PUIII, и последние насосы настраиваются варьированием частоты вращения до тех пор, пока вышеназванные параметры eh не будут совпадать и таким образом не произойдет оптимизация этого контура энергетической оптимизации. На чертежах для лучшего понимания параметры eh представлены в виде dP/dh, а параметры eq - в виде dP/dq и соответственно снабжены числом, которое соответствует нумерации соответствующего насоса.-9 025057 Изобретение, насколько оно касается способа определения функциональной взаимосвязи насосов в установке, ниже поясняется подробнее с помощью фиг. 7-14, на которых: фиг. 7 а: гидравлическая схема установки, включающей в себя несколько насосов и потребителей; фиг. 7b: матрица к установке, показанной на фиг. 7 а; фиг. 8 а: схема четырех насосов, установленных параллельно; фиг. 8b: характеристика насосов во времени при повышениях давления; фиг. 9 а: схема группы насосов, состоящей из параллельно и последовательно установленных насосов; фиг. 9b: характеристика насосов при настройке с изменяющейся частотой вращения; фиг. 10 а: схема трех параллельно установленных насосов; фиг. 10b: характеристика насосов при изменении частоты вращения; фиг. 11 а: схема трех последовательно установленных насосов; фиг. 11b: характеристика насосов при настройке изменением частоты вращения; фиг. 12: гидравлическая схема гидравлической установки в соответствии с фиг. 7, однако с установкой сенсоров на насосе; фиг. 13: первая матрица к установке, показанной на фиг. 12; и фиг. 14: вторая матрица к установке, показанной на фиг. 12. Изображенная на фиг. 7 и 12 гидравлическая установка представляет собой здесь систему отопления, не нуждающуюся в подробном пояснении. Она снабжена в совокупности 11 насосами pu1-pu11. Эти в совокупности 11 насосов снабжают шесть потребителей V1-V6. Эти потребители могут быть отдельными потребителями, однако обычно являются группами потребителей, такими как, например, сеть параллельно включенных теплообменников, обычно применяемая в жилищном строительстве для отопления помещений, которые при необходимости могут быть также включены группами параллельно и/или последовательно. С каждым потребителем согласован сенсор S1, S3, S6, S7, S10 или, соответственно, S11,который регистрирует создающееся на потребителе давление. Установка состоит из двух гидравлически независимых друг от друга частей установки, а именно,изображенной на фиг. 7 а внизу справа части установки, состоящей из насоса pu11 и потребителя V6, а также остальной части установки. В остальной части установки насос pu10 на самом нижнем уровне снабжает потребитель V5, параллельно два параллельно включенных насоса pu8 и pu9 питают через подключенный к ним насос pu6 потребитель V3, а также параллельно этому через подключенный к ним насос pu7 потребитель V4. Через включенные в ряд насосы pu5 и pu4 снабжаются насосы pu1, pu2 и pu3,которые, однако, в свою очередь, снабжают предыдущие, параллельно включенные потребитель V1 и,соответственно, потребитель V2. Это расположение выбрано произвольно и служит исключительно для наглядного пояснения предлагаемого изобретением способа. Теперь для осуществления способа сначала все насосы pu1-pu11 настраиваются с постоянной частотой вращения, обычно средней частотой вращения, которая выбрана так, чтобы система обслуживалась надлежащим образом, однако имелись резервы, так чтобы насосы при необходимости могли настраиваться на повышенную по сравнению с этой частоту вращения. Насосы представляют собой обычно циркуляционные насосы для отопления с регулированием частоты вращения, которые обычно предлагаются на рынке. Все насосы эксплуатируются с постоянной частотой вращения, эта частота вращения должна быть постоянной для каждого насоса, но между собой частоты вращения могут, конечно, отличаться. Если один из насосов во время осуществления способа из-за обусловленной оборудованием потребности должен настраиваться с изменением частоты вращения, то это может осуществляться, когда соответственно измененная частота вращения учитывается расчетным путем. Во время этой настройки с постоянной частотой вращения на сенсорах S1, S3, S6, S7, S10 и S11 определяются давления. Теперь первый насос, например, насос pu1 настраивается с изменением частоты вращения, например, с повышением частоты вращения, и посредством сенсоров S1, S3, S6, S7, S10 и S11 затем регистрируются получающиеся при известных условиях изменения или же отсутствие изменений. Для этого целесообразным образом составляется матрица, которая изображена на фиг. 7b. В матрице по одной, здесь вертикальной, оси указываются насосы pu1-pu11, а по другой, здесь, горизонтальной оси - сенсоры S1-S11, чтобы затем в образующихся при этом полях фиксировать, возникают ли и при известных условиях какие гидравлические изменения при настройке насоса на повышенную частоту вращения. При этом происходит распределение по категориям на 0, -1 и 1, причем 0 означает отсутствие изменений, 1 увеличивающийся гидравлический параметр, а -1 уменьшающийся гидравлический параметр. Таким образом, при настройке насоса pu1 на повышенную частоту вращения получается, как показано на фиг. 7b, на сенсоре S1 повышающаяся разность давлений, на сенсоре S3 понижающаяся разность давлений, на сенсоре S6 понижающаяся разность давлений, на сенсоре S7 понижающаяся разность давлений, и на сенсоре S10 также понижающаяся разность давлений по сравнению с предыдущей настройкой этого насоса pu1 на пониженную частоту вращения. Сенсор S11 не регистрирует никаких изменений,так как он относится к части установки, гидравлически не соединенной с насосом pu1. Когда эти измене- 10025057 ния зарегистрированы, частота вращения насоса pu1 снова снижается до настроенной ранее постоянной первой частоты вращения, после чего теперь насос pu2 настраивается на повышенную частоту вращения,и получающиеся затем на сенсорах S1-S11 изменения вносятся в матрицу. Это происходит затем со всеми насосами, пока матрица не будет заполнена целиком, как на фиг. 7b. Изображение матрицы приведено здесь только для упрощенного числового изображения, однако для оценки, в принципе, не является необходимым. Теперь с помощью настройки сначала может устанавливаться, что насосы pu1-pu10 не оказывают никакого воздействия на сенсор S11 и вместе с тем на потребитель V6. Наоборот, насос pu11 не оказывает никакого воздействия на потребители V1-V5, откуда следует, что речь может идти здесь о двух независимых друг от друга частях установки, при этом насосpu11 очевидно снабжает только потребитель V6. Теперь у остальной части установки, которая включает в себя насосы pu1-pu10, сначала проверяется, какие насосы установлены группами насосов, т.е. какие насосы включены в одну группу параллельно или последовательно. В группы включены те насосы, которые при изменении их частоты вращения вызывают на потребителе одинаковые гидравлические изменения. Это касается, как следует из матрицы,показанной на фиг. 7b, насосов pu8 и pu9, насосов pu1 и pu2, а также насосов pu4 и pu5. То есть эти насосы идентифицированы как группы, итак, следует еще определить, включены ли они соответственно параллельно или последовательно, что описывается ниже. Затем определяется, какие насосы при изменении частоты вращения воздействуют только на один потребитель или только на одну группу потребителей соответственно изменению частоты вращения, т.е. при повышении частоты вращения воздействуют, повышая давление, а при понижении частоты вращения, понижая давление. Так как в этом примере осуществления это изображено на фиг. 7, исходят из того, что насосы на этапе b) способа настраиваются на повышенную частоту вращения по сравнению с прежней более низкой постоянной частотой вращения, эти насосы определяются здесь благодаря тому,что они имеют в строке одну только положительную 1. Это насосы pu1, pu2, pu3, pu6, pu7, pu10 и, конечно, pu11, которые относятся к другой части установки. Эти насосы согласованы непосредственно с потребителем, т.е. они снабжают потребитель без промежуточного включения других насосов. На основании этих согласований может, однако, не только устанавливаться, какие насосы согласованы непосредственно с потребителем, но и, кроме того, также какие потребители вообще снабжаются какими насосами. Так, очевидно, что насос pu10 воздействует только на потребитель V5, причем непосредственно. В отношении насосов pu8 и pu9 видно, что они оказывают однонаправленное воздействие на сенсоры S1, S3, S6 и S7, т.е. при настройке насоса на повышенную частоту вращения на этих сенсорах возникает повышенное давление, т.е. имеется повышающееся изменение давления. Это подтверждает,что насосы pu8 и pu9 питают потребители V1-V4, однако только опосредствованно, т.е. что между ними должны быть включены и другие насосы. В отношении насосов pu4 и pu5 можно таким же образом констатировать, что они снабжают потребители S1 и S3, однако также только опосредствованно, так как потребители V3 и V4 непосредственно снабжаются насосами pu6 и pu7, насосы pu4 и pu5 как группа насосов, однако, оказывают на эти потребители не однонаправленное воздействие, получается, что группа насосов pu4 и pu5, а также насос pu6 и насос pu7 включены параллельно, при этом каждый из насосовpu6 и pu7 согласован с соответствующими потребителями V3 и V4, в то время как группа насосов pu4 иpu5 воздействует на потребители V1 и V2, однако также не непосредственно. После этого теперь следует еще определить, по какой схеме включены эти группы насосов. Поэтому после этого должны еще быть исследованы эти три группы насосов pu8 и pu9, pu4 и pu5, а также pu1 и pu2. Для этого, впрочем, необходимы другие сенсоры, которые регистрируют разность давлений соответствующих насосов группы насосов или расход. В вариантах осуществления, показанных на фиг. 8 и 9,сенсоры разности давлений применяются параллельно насосу, в отличие от чего в вариантах осуществления, показанных на фиг. 10 и 11, насосы комплектуются сенсорами объемного расхода или т.н. расходомерами. Независимо от того, какие используются сенсоры, для определения расположения насосов в группе насосов снова применяется описанный выше способ, т.е. насосы сначала, как изображено на фиг. 10 и 11, эксплуатируются с постоянной частотой вращения, после чего один насос, здесь насос pu1, настраивается на повышенную частоту вращения. На основании изменившегося объемного расхода этого и других насосов теперь может быть определено, включены ли установленные в одной группе насосы последовательно или параллельно. При параллельном включении, показанном на фиг. 10 а, получается при настройке одного насоса, здесь насоса pu1, на повышенную частоту 1 вращения этого насоса повышенный проточный расход q1, в отличие от чего другие два насоса pu2 и pu3 продолжают работать с прежней постоянной частотой вращения, однако имеют меньшее количество q2 или, соответственно, q3 нагнетаемой среды. Отсюда непосредственно следует, что эти насосы должны быть включены параллельно, так как в ином случае количества нагнетаемой среды должны были бы повышаться, как это поясняется на фиг. 11, где три насоса pu1-pu3 включены последовательно. Если здесь насос pu1 настраивается на повышенную частоту 1 вращения, то получается, несмотря на неизменную частоту вращения насосов- 11025057 Если расположение насосов должно определяться посредством сенсоров давления, т.е. сенсоров разности давлений, параллельно насосу, тогда один из насосов одной группы насосов, после того, как все были настроены на создание постоянного давления, настраивается на создание повышенного давления. В примерах, показанных на фиг. 8 и 9, это уже соответственно произошло у насоса pu1. Как происходит изменение во времени гидравлических параметров, показано на фиг. 8b. После скачка давления насосаpu1 давление на насосах pu2, pu3 и pu4 остается практически неизменным, при этом частоты вращения насосов pu2 и pu3 при слегка повышающемся давлении падают, что позволяет сделать заключение о параллельном включении, в отличие от чего частота вращения насоса pu4 при неизменном давлении повышается, что указывает на то, что этот насос не принадлежит к параллельно включенным насосам. Аналогично при последовательном включении насосов pu1, pu2 и pu3 в одной группе изменение давления происходит только у насоса pu1, а у всех прочих насосов исключительно изменение частоты вращения, причем в сторону увеличения. Как поясняют приведенные выше рассуждения, таким образом может быть полностью определена схема включения, показанная на фиг. 7 а. Так как в описанном выше способе с каждым потребителем,соответственно, каждой группой потребителей согласован только один сенсор, для определения расположения насосов в группах насосов должна применяться отдельная сенсорика на насосах. Поэтому часто более предпочтительно осуществлять предлагаемый изобретением способ только с давлением, разностью давлений или сенсорами расхода со стороны насоса, как это изображено на фиг. 12-14. Этот способ осуществляется таким же образом, т.е. сначала на первом этапе способа все насосы настраиваются на постоянную частоту вращения, а затем на втором этапе способа после этого все насосы по отдельности и поочередно настраиваются на измененную по сравнению с ней частоту вращения, обычно повышенную частоту вращения. Получающиеся изменения фиксируются в матрице, которая изображена на фиг. 13 для измерения расхода насосов и на фиг. 14 для измерения разности давлений на насосах. Причем эта матрица строится таким же образом, как описанная на фиг. 7b, т.е. 0 означает отсутствие изменения гидравлического параметра соответствующего сенсора при настройке соответствующего насоса на повышенную частоту вращения, 1 означает повышающееся изменение, а -1 - уменьшающееся изменение. Для оценки матрицы, показанной на фиг. 13, однако, требуется сначала отсортировать ее по строкам. При регистрации изменений объемного расхода, как показано на фиг. 13, сортировка строк осуществляется соответственно количеству повышающихся изменений по возрастанию сверху вниз. Так, относящаяся к насосу pu7 самая верхняя строка содержит одну 1, причем при q11. Также расположенная под ней строка pu10 содержит только одну 1, причем при q10. Строки pu7 и pu6 содержат каждая три повышающихся изменения, строки pu1, pu2 и pu3 каждая пять повышающихся изменений, строки pu4 и pu5 семь повышающихся изменений, и строки pu8 и pu9 восемь повышающихся изменений. Соответственно этой последовательности строки отсортированы сверху вниз по возрастанию. При этом каждой строке соответствует один насос и каждому столбцу соответственно предусмотренный для этого насоса сенсор. Столбцы отсортированы таким же образом по возрастанию, как и насосы, однако слева направо, так что обеспечивается зеркальная симметрия матрицы относительно диагонали D, которая образована полями,относящимися к одному и тому же насосу. Эта диагональ распространяется в матрице слева сверху направо вниз, начинаясь от поля pu11, q11 до поля pu9, q9. Функциональная взаимосвязь, т.е. конструкция установки, может определяться непосредственно с помощью этой матрицы. Так, сначала таким же образом, как и в первом примере осуществления, на основании нулей в первом столбце ниже диагонали и, соответственно, в первой строке выше диагонали может быть установлено, что насосы pu1-pu10 относятся к другой части установки, чем насос pu11, так как этот насос воздействует только на его собственный сенсор q11. На основании количества повышающихся изменений, т.е. цифр 1 расхода в каждом столбце ниже диагонали D или в каждой строке выше диагонали D, которая делит матрицу, определяется, какие насосы включены гидравлически параллельно, а какие гидравлически последовательно. Одинаковое количество,как, например, в столбцах q7 и q6 и q5 на фиг. 13 ниже диагонали D, подтверждает, что эти насосы установлены параллельно, в отличие от чего отличающееся от него число, как, например, при q4 здесь это три - указывает на то, что этот насос pu5 установлен не параллельно, а за одним из вышеназванных насосов. Имеющееся расположение получается из количества повышающихся изменений. При этом количество повышающихся изменений гидравлических параметров в столбцах ниже диагонали, соответственно,вследствие зеркальной симметрии, в строках выше диагонали матрицы указывает количество насосов,гидравлически включенных впереди каждого насоса. Так, например, насос pu1, для которого предусмотрен сенсор q1, обозначен в столбце q1 ниже диагонали четырьмя единицами, т.е. четырьмя повышающимися изменениями гидравлических параметров, что означает, что впереди насоса pu1 включено четыре насоса. Так это может быть определено для каждого из этих насосов. Кроме того, может быть установлено, какие из насосов непосредственно согласованы с потребителем или группой потребителей, причем здесь речь идет о тех насосах, у которых не указано повышающееся изменение гидравлических параметров в строке ниже диагонали или в столбце выше диагонали матрицы. Это относится, например, к насосу pu7, в соответствующей которому строке на фиг. 13 ниже- 12025057 диагонали стоят только цифры 0 и -1, равным образом для pu6, там стоят цифры 0, -1, -1 и т.д. То есть на основании этих определений может быть установлено, какие насосы включены параллельно, сколько насосов гидравлически включено впереди каждого насоса и какие насосы непосредственно подключены к потребителю или группе потребителей. Тем самым однозначно определена структура схемы, показанной на фиг. 12. Кроме того, на фиг. 13 на основании количества повышающихся изменений гидравлических параметров в каждой строке ниже или в каждом столбце выше диагонали D матрицы может быть также определено, какие насосы включены гидравлически параллельно, и какие последовательно. Количество повышающихся изменений (+1) указывает при этом количество насосов, которые гидравлически включены сзади этого насоса. Так, на фиг. 13 насос pu8 имеет в строке 7 единиц ниже диагонали D, что означает,что сзади этого насоса включено семь насосов. При этом речь идет о насосах pu1-pu7. При прочтении на фиг. 13 под pu4 строки ниже диагонали D получают 3 единицы, т.е. три включенных сзади насоса. При этом речь идет, как поясняет схема, показанная на фиг. 12, о насосах pu1-pu3. Аналогичным образом осуществляется оценка матрицы, показанной на фиг. 14, в которой вместо изменений q расхода указаны изменения s давления. Впрочем, здесь для оценки используются не повышающиеся изменения 1, а уменьшающиеся изменения -1, но в остальном оценка осуществляется таким же образом, как описано на фиг. 13. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ энергетической оптимизации гидравлической установки, содержащей центробежные насосы с регулированием частоты вращения, при котором сначала определяют, какие насосы в качестве пилотных насосов непосредственно согласованы с потребителем и какие насосы подчинены пилотным насосам, после чего подчиненные насосы для энергетической оптимизации настраивают посредством варьирования частот вращения. 2. Способ по п.1, при котором составляют один или несколько контуров энергетической оптимизации, каждый из которых состоит из одного или нескольких пилотных насосов и одного или нескольких подчиненных насосов, которые осуществляют нагнетание в пилотные насосы или питаются от этих насосов, при этом каждый из подчиненных насосов согласован только с одним контуром энергетической оптимизации, после чего контур или контуры энергетической оптимизации энергетически оптимизируют. 3. Способ по п.1 или 2, при котором контур энергетической оптимизации включает в себя один или несколько пилотных насосов и один или несколько подчиненных насосов, которые осуществляют нагнетание непосредственно по меньшей мере в один пилотный насос или непосредственно питаются от него. 4. Способ по одному из пп.1-3, при котором контур энергетической оптимизации включает в себя все те пилотные насосы, в которые осуществляют нагнетание один или несколько подчиненных насосов или от которых питаются эти насосы. 5. Способ по одному из пп.1-4, при котором контур энергетической оптимизации оптимизируют за счет того, что для каждого насоса определяют параметр е, который определен частным изменения потребляемой мощности и изменения отдаваемой гидравлической мощности насоса, и что этот параметр е пилотных насосов суммируют, при этом приводится в соответствие с параметром е каждого из включенного впереди них насоса путем варьирования настройки включенных впереди насосов, при этом параллельно включенные, включенные впереди насосы рассматриваются как один насос. 6. Способ по п.5, при котором в качестве потребляемой мощности используют электрическую потребляемую мощность Р приводного двигателя. 7. Способ по п.5 или 6, при котором в качестве меры отдаваемой гидравлической мощности используют высоту h нагнетания насоса. 8. Способ по одному из пп.1-7, при котором в качестве меры отдаваемой гидравлической мощности используют количество q нагнетаемой насосом среды. 9. Способ по одному из пп.1-8, при котором параллельно включенные насосы настраивают так, чтобы параметр eq этих параллельно включенных насосов был одинаковым, при этом параметр eq получен из частного изменения потребляемой мощности P и изменения количества q нагнетаемой насосом среды. 10. Способ по одному из пп.1-9, при котором параллельно включенные насосы рассматриваются как один насос и при котором параметр eh для этого одного насоса получен путем суммирования частных изменения потребляемой мощности P и изменения высоты h нагнетания каждого из параллельно включенных насосов. 11. Способ по одному из пп.1-10, при котором при последовательно включенных насосах для энергетической оптимизации используют параметр eh каждого из этих последовательно включенных насосов,который получен из частного изменения потребляемой мощности P и изменения высоты h нагнетания насоса. 12. Способ по одному из пп.1-11, при котором при достижении насосом своей мощности насыщения или непосредственно перед ним он больше не настраивается на повышение мощности. 13. Способ по одному из пп.1-12, при котором для определения функциональной взаимосвязи насо- 13025057 сов в установке варьируют частоту вращения по меньшей мере одного насоса и по возникающей в результате этого гидравлической обратной связи определяют по меньшей мере одну функциональную взаимосвязь установки. 14. Центробежный насос для осуществления способа по одному из пп.1-13, включающий в себя электродвигатель и электронный регулятор частоты вращения с управляющей электроникой, у которого управляющая электроника создает сигнал, выражающий параметр е, который определяется частным изменением потребляемой мощности P и изменением гидравлического исходного параметра, в качестве которого используют высоту h нагнетания насоса или количество q нагнетаемой насосом среды. 15. Насос по п.14, у которого управляющая электроника создает сигнал S, который выражает мощность насыщения. 16. Насос по п.14 или 15, у которого предусмотрен предпочтительно цифровой блок управления и регулирования для осуществления способа по одному из пп.1-13.

МПК / Метки

МПК: F04B 23/04, F04B 49/06, F04D 15/00, F04D 13/14

Метки: энергетической, насосов, способ, оптимизации

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/20-25057-sposob-energeticheskojj-optimizacii-nasosov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ энергетической оптимизации насосов</a>

Похожие патенты