Pobór mocy pompy filtra

[alarmowiec]

Chciałbym trochę omówić kwestie pomiaru poboru mocy przez pompę filtra .
A więc pierwsza sprawa to pomiar miernikiem uniwersalnym. Mierzymy prąd i napięcie i mnożymy . To Moc Pozorna w VoltAmperach (VA) która w skrajnych przypadkach może dość znacznie odbiegać od Mocy Czynnej w Watach (uwzględniającą jeszcze przesunięcie fazowe miedzy tymi dwoma wielkościami ) za którą płacimy ale to jest już sprawa często poruszana i znana .

Jednak bardzo ważną rzeczą na którą musimy zwrócić uwagę przy takim pomiarze to warunki pracy silnika w czasie pomiaru . Dane podawane przez producenta to wielkości tzw. znamionowe tzn. takie jakie występują przy znamionowym obciążeniu pompy tj. oporu jaki stawia filtr silnikowi . Mamy tu następujące przypadki .

Bieg prawie jałowy to stan w którym pobór mocy jest najmniejszy . Występuje kiedy filtr jest nowy i przepływającej wodzie prawie nie stawia oporu i różnica poziomów wody wpływającej i wypływającej jest równa zero (wylot wody na poziomie wody w akwarium ) .

Stan znamionowy ( podawany na tabliczce ) kiedy pompa musi wpompować wodę na max wysokość podaną przez producenta ale przy wypełnionym wkładami dojrzałym filtrze (różnicę wysokości wlotu i wylotu - nie mylić z miejscem przebywania filtra np. na podłodze bo wtedy wlot i tak jest na wysokości wylotu) .

Stan Zwarcia - kiedy wirnik się zatrzyma . W tym stanie pobór prądu bardzo zależy od typu silnika użytego w pompie i może nawet ponad dziesięciokrotnie przekraczać parametry znamionowe. W pompach akwarystycznych w olbrzymiej większości stosowany jest tzw. silnik zwartobiegunowy charakteryzujący się bardzo małym prądem zwarcia ( ok dwa razy większym od znamionowego ). Pompy takie bez problemu przeżywają zablokowanie się wirnika w silniku .

Wnioski
Filtry (pompy) które mogą pracować na dużych różnicach poziomów między wlotem a wylotem muszą mieć silniki większych mocy . Nie znaczy to jednak że taką moc pobierają bo zależy to bardzo od warunków ich pracy . A zatem pompa z silnikiem małej mocy pracująca w układach naczyń połączonych z małą różnicą podnoszenia wody i pompa która ma silnik większej mocy pozwalający na pracę z duża różnicą poziomów ale pracująca w takim samym układzie jak pierwsza mogą mieć bardzo zbliżone pobory gdyż będą wykonywały taką samą pracę . Różnica będzie bliska różnicy poboru mocy w stanie jałowym . To zatem że na tabliczce znamionowej dwóch filtrów moce silnika będą znacznie się różnić to ich rzeczywiste pobory już tak znacznie różnić się mnie muszą i nie zależy to od producenta a raczej od typu użytego silnika który i w jednym i drugim przypadku i tak w tej samej fabryce powstaje

---

Temat powstał po przeczytaniu postu w tym dziale koleżanki Kaliny pt. : Kubeł do 450 l . Jak twierdzi w tym poście Smoko jego filtr bierze połowę mocy znamionowej czyli już nie kilka watów różnicy . Poza tym kolega Siwy twierdzi że dwa filtry jeden za drugim biorą każdy z nich moc znamionową - czy rzeczywiście . Poza oporem samego kubła w układzie mamy jeszcze inne opory jak chociażby różnica wysokości wlewu i wylewu która na obie pompy się rozkłada .

No właśnie pomijając już fakt co tak faktycznie zmierzył Smoko to swoim pierwszym postem chciałem zwrócić uwagę dlaczego taka duża różnica jest w ogóle możliwa . A przede wszystkim że ta różnica nie zależy wcale od tego że to jest chińczyk a tamto np. Eheim czy coś innego . Gdybyśmy bardzo szczegółowo tego chińczyka przeanalizowali to może faktycznie okazałoby się że konstrukcja jego nie jest energooszczędna (w końcu pochodzi z kraju gdzie energia mało kosztuje ) ale na pewno nie wpłynęłoby to aż tak znacząco na wyniki .

No i teraz zastanówmy się co poszczególne parametry na tabliczce znamionowej oznaczają i czemu mamy tak duże rozbieżności miedzy poszczególnymi filtrami .
Problem w tym że nawet u Eheima nie udało mi się znaleźć danych przy jakich dana wielkość była wyznaczana . Otóż według mnie to właśnie sposób pomiaru daje nam tak różne wyniki .

Pierwszy dla mnie najbardziej wpływający na pobór mocy to parametr określany jako Hmax czyli maksymalna wysokość podnoszenia słupa wody. Co to takiego jest to Hmax czy to wysokość przy której pompa ma jeszcze znamionowy przepływ. Wątpię bo przepływ zależy jeszcze od innych czynników które musiały by być tu podane . Dla mnie to wysokość przy której woda przestaje lecieć bo w dość prosty sposób wyznacza ona wymaganą maksymalną moc silnika , ale może się tu mylę .
Może być też tak że w filtrach pracujących głownie w układach prawie naczyń połączonych przepływ znamionowy wyznacza się przy braku różnicy poziomów a Hmax to wysokośc przy której przepływ ustaje ( prawie piszę tu zupełnie świadomie tak jak w poprzednim poście "prawie bieg jałowy" ponieważ układy w jakich robimy pomiary nie są idealne a żeby użyć takiego terminu musiałyby takie być ) .Inaczej w pompach fontannowych które pracują głównie blisko Hmax i przepływ znamionowy może jest mierzony przy Hmax .

No to mamy teraz przepływ no i tu znowu nikt nie określa w jakich warunkach jest on wyznaczany .
czy przy pełnych wkładach , czy świeżych , czy mamy różnicę poziomów a jeśli tak to jaką . W sumie pełna dowolność interpretacji .

No i w końcu zależna od powyższych moc pobierana przez filtr .

Otóż wszystkie te parametry można dość łatwo zmierzyć zakładając jakieś jednolite i porównywalne warunki pomiaru . Zestawienie wyników takiego eksperymentu może być bardzo ciekawe . Mamy w naszym gronie osoby przygotowane i sprzętowo i z wiedzą żeby zrobić rzeczywiste pomiary tych wielkości . Myślę że jest to warte zastanowienia

[slavo22]

Widzę że ciekawa dyskusja się rozwinęła. To i ja się wtrącę. Po pierwsze, producent podaje moc znamionową jaką ma silnik, czyli jak mocno można go obciążyć. Nas jako użytkowników interesuje prąd pobierany przez silnik. Dywagacje o przesunięciu fazowym nie mają znaczenia przy takich mocach - korzystamy z 1 fazy, co innego przy silnikach 3-fazowych. Przy kubłach prąd pobierany przez silnik (płynący przez uzwojenia stojana, żeby nie było ) jest zależny od stopnia zabrudzenia wkładu - czysty to małe opory czyli mały prąd, brudny odwrotnie. To samo przy słupie wody jak pisał alarmowiec. Za dużo tu nie zrobimy, fizyka i obecna technologia na to nie pozwolą. Poza tym dochodzą względy estetyczne - można postawić kubeł przy lustrze wody i go codziennie czyścić, ale nie o to tu chyba chodzi. Ale zawsze można podpiąć watomierz i se pomierzyć

Sent from my Blade using Tapatalk

[alarmowiec]

No właśnie ciągle pokutują ja to nazywam "zdroworozsądkowe przekonania" . Przesuniecie fazowe miedzy napięciem i prądem nie zależy wcale od mocy pobieranej jaki i od tego czy mamy 3 czy jedną fazę i jeśli mamy nawet małą moc to różnica może nie będzie wielka ale w proporcji do pobieranej mocy już znacząca to raz. Opory (a zatem potrzebna moc ) w układzie wiadra nie mają znaczenia gdzie to wiadro będzie stało czy na ziemi czy na wysokości zbiornika . Mamy tutaj do czynienia z prawami naczyń połączonych . Znaczenie ma tutaj tylko poziom wylotu wody z węża na powrocie a poziomem wody w akwarium . Oczywiście że węże wnoszą jakiś opór ale poza skrajnymi przypadkami mniej znaczący to dwa .

Rzecz w tym że nie znamy faktycznych poborów mocy przez nasze filtry w standardowych zastosowaniach . Dane na tabliczkach mogą być mylące bo nie wiemy co tam jest podane tak jak pisałem wyżej . Sugerowanie się tym nie zawsze będzie słuszne a może wpłynąć na wybór danego filtra

Może warto byłoby zrobić takie pomiary starając się zachować podobne warunki pomiaru .

1. Zacznijmy od przepływu . Czyste nowe wkłady standardowe producenta . Wysokość wylotu i
wlotu równa zero i mierzymy ile litrów w ciągu określonego czasu nam naleci .

2. Faktycznie moc pobierana przez pompę przy czystych filtrach i drugi przy dojrzałych .
Żeby było to jednoznaczne to przy znamionowym przepływie i przy przepływie ograniczonym
do połowy . To można łatwo zasymulować .

3, No i trzeci Wysokość tłoczenia a dokładniej pierwszą różnicę wysokości przy której
wydajność spada do połowy i drugą wysokość przy której przepływ ustaje .

Wnioski mogą być ciekawe a przy okazji możemy się zorientować co tam nasi producenci podają

[slavo22]

Chwila. Jak silnik może pobierać większą moc niż znamionowa? No może chwilowo, w czasie rozruchu lub zwarcia. Na dłuższą metę po prostu się zjara.

Sent from my Blade using Tapatalk

[wojteksw]

Można też kupić miernik poboru mocy - cyfrowy - który kosztuje 30-100zł i sprawdzić

[slavo22]

(13-12-2011 20:22 )Mystik napisał(a):  

(13-12-2011 13:53 )slavo22 napisał(a):  Chwila. Jak silnik może pobierać większą moc niż znamionowa? No może chwilowo, w czasie rozruchu lub zwarcia. Na dłuższą metę po prostu się zjara.

E tam. Silnik to nie żarówka. Może ze spokojem długo pracować ponad to co producent określił jako warunki znamionowe (oczywiście elektryczne).
Ale może też być tak, że będzie przy tych warunkach pracował baaaardzo krótko. Wszystko zależy od np. chłodzenia

Bzdura. Pracuję w zakladzie gdzie mamy silniki od 0,5kW do 450kW. Nie ma mocnych - częste rozruchy, zwarcie np zablokowany przenośnik, brak chłodzenia, brak 1 fazy - to wszystko powoduje spalenie uzwojeń stojana lub nawet wypalenie prętów wirnika. A te silniki projektowane są do pracy w trudnych warunkach, sama obudowa jest gruba - budowa ognioszczelna. Każde odstępstwo od warunków znamionowych może go uszkodzić przy długotrwałym działaniu. Nie mówię tutaj o no rozruchu gdzie prąd wzrasta 6-krotnie, ale przez krótki czas. Całe szczęście że w kubełkach nam to nie grozi

Sent from my Blade using Tapatalk

[Siwy1973]

(13-12-2011 02:55 )alarmowiec napisał(a):  Poza tym kolega Siwy twierdzi że dwa filtry jeden za drugim biorą każdy z nich moc znamionową - czy rzeczywiście .

nie wiem czy się zrozumieliśmy , pisząc w tamtym temacie miałem na myśli filtry zasilane oddzielnie (18W model hw302 , model 3o3 35W , a model 304 55W) i to ,że używając modelu 302 x 2 mając mniejsze zużycie prądu , niż w przypadku modelu 304 , a w zamian mamy podwójne złoże i w razie awarii zdublowaną filtrację .
Filtry które ja łączyłem wężami (przepływ) szeregowo chodziły zawsze na jednej pompie , tej mocniejszej .
pozdrowił
z prądu zawsze bylem słaby

[alarmowiec]

No i mamy znowu dyskusje a nie deklaracje . Niestety uwagi które przytaczacie wskazują na bardzo słabe rozumienie tematu . Slavo jeśli chcesz już coś porównywać no to na samym początku musisz wiedzieć co porównujesz . Typów silników jest trochę i każdy z nich ma jakieś szczególne dla siebie charakterystyki i własności
Jak napisałem powyżej w dużym procencie silniki używane w pompach czy filtrach akwarystycznych to silniki zwartobiegunowe . Otóż takiego silnika spalić raczej się nie da ponieważ jego prąd zwarciowy (tak określamy sytuację kiedy wirnik zostanie zablokowany ) jest najwyżej dwukrotnie większy od znamionowego i doskonale to przeżywa a zwłaszcza w takim zastosowaniu jak filtr czy pompa akwarystyczna gdzie chłodzony jest wodą . Silniki takie stosuje się w układach gdzie nie jest potrzebny duży moment rozruchowy a takim jest pompa w akwarium czy klasyczny wentylator (wiatraczek na lato ) któremu nic nie jest jeśli nawet śmigiełka o coś zahaczą i się zablokuje .
Złą cechą takiego silnika jest bardzo miękka charakterystyka prędkości od obciążenia w związku z tym wydajność takiej pompy w raz ze wzrostem oporów spada .
Spotkałem się już w filtrach chyba fluvala że był tam w korpusie silnika kondensator. W silnikach jednofazowych klatkowych stosowany on jest do stworzenia fazy rozruchowej powstaje wtedy taki pseudo silnik klatkowy dwufazowy . No w takim przypadku jest już trochę gorzej bo taki silnik ma dużo większy prąd zwarciowy ale za to sztywniejszą charakterystykę prędkości od obciążenia i jego wydajność jest "bardziej równa" .
Co do wartości znamionowych no właśnie w tym rzecz że do końca nie wiemy co się pod tymi wartościami kryje czy to wartości maksymalne czy standardowej pracy i między innymi pomysł na taki eksperyment

No to się trochę rozpisałem . Teraz prośba do osób które mają dostęp do odpowiednich mierników o info . Może uda się nam stworzyć ekipę pomiarową i taki eksperyment przeprowadzić .

[slavo22]

Wczoraj, gdzieś doczytałem że producent podaje moc biegu jałowego, czyli rozumiem że bez wkładów. Co do silników to mam doświadczenie tylko z asynchronicznymi dużej mocy, tak że już się nie kłócę, aczkolwiek będę śledzić wątek z zainteresowaniem.

Sent from my Blade using Tapatalk

[alarmowiec]

Jeśli byłyby to moce biegu jałowego to jak wytłumaczyć to że nasze pomiary wykazują pobory równe połowy tych mocy

[slavo22]

Nie mam pojęcia. Po prostu takie info wyczytałem. Chociaż na biegu jałowym te silniki nie powinny chodzić. Woda też już będzie przecież jakimś obciążeniem dla silnika. Tak mnie bynajmniej kiedyś uczono - bieg jałowym to praca bez żadnego obciążenia. Ale jak dowiódł alarmowiec silniki w kubłach różnią się budową od mi znanych, także jestem ciekaw co dalej....

Sent from my Blade using Tapatalk

[alarmowiec]

(18-12-2011 00:15 )slavo22 napisał(a):  ....Chociaż na biegu jałowym te silniki nie powinny chodzić. Woda też już będzie przecież jakimś obciążeniem dla silnika. Tak mnie bynajmniej kiedyś uczono - bieg jałowym to praca bez żadnego obciążenia.
Sent from my Blade using Tapatalk

Dlatego stan w którym pracuje filtr bez wkładów i z zerową różnicą wlotu i wylotu nazwałem stanem Prawie biegu jałowego

No dobra Kolega Mystik szybki w działaniu zrobił już wstępne pomiary i juz z nich widać że zrobienie takiego testu ma sens .

Na początek chciałbym ustalić jakim sprzętem możemy dysponować tzn . Czy mamy dostęp do watomierzy mierników TrueRMS i jeśli tak to do jakich .

Bez specjalistycznego sprzętu możemy już wyznaczyć
Test nr 1 - wydajność w układzie bez filtra z zerową wysokością wylotu w/g wzoru poniżej
Test nr 2 - Wysokość wylotu gdy ta wydajność spadnie do połowy
(podwójny czas z testu pierwszego nalania 10litrów )
Test nr 3 - Wysokość przy której przepływ ustaje

Pomiar wydajności .
Oznaczamy w naczyniu pojemność 10 litrów .
Mierzymy czas napełnienia 10 litrów w sekundach .
Wzór w tym przypadku :

Wydajność (l/h ) = 10x3600/t(sek)

Jeśli ktoś ma watomierz to jeszcze
Test nr 4 - moc pobierana przez filtr w każdym z tych trzech przypadków oraz
Test nr 5 - moc pobierana przez filtr przy zatrzymanym wirniku (dla odważnych )

[slavo22]

Ciekaw jestem wyników. Może uda mi się pożyczyć sprzęt od kolegi, pracuje w OPA, to wtedy napiszę coś mi wyszło. Ale nie wiem czy uda mu się wynieść miernik z zakładu a nie mam innego dostępu.

Sent from my Blade using Tapatalk