پمپ جزئی از سیستم یا ایستگاه پمپاژ می باشد. سیستم یا ایستگاه پمپاژ معمولا شبکه­ های از لوله ­ها، تانک­ها، شیرها و سایر اجزاء می باشد. مصرف­کننده­ ها عموماً از نظر جغرافیایی در ارتفاع بالاتری نسب به سیستم قرار دارند.

به عنوان مثال می­توان به چرخه روزانه مصرف آب در منازل اشاره نمود که در آن هد و دبی متغیر است. علی­رغم تغییرات فوق، ظرفیت پمپ­ها براساس فلو و هد ماکزیمم و یا حتی مناسب با نیازهای آینده و با حاشیه امنیت مطمئن طراحی می­شوند. بنابراین ظرفیت متوسط بخشی از ظرفیت ماکزیمم پمپ است و نیاز به نوعی کنترل دارد.

روش­های کنترل فلو

روش­های مختلفی برای تطبیق فلو با نیازهای سیستم وجود دارد. 4 روش متداول کنترلی پمپ­ ها عبارتند از throttling، bypassing، کنترل on-off و درایو کنترل سرعت (VFD) که در شکل (1) نشان داده شده اند.

شکل (2) نمودار هد و دبی روش­های کنترلی فوق را نمایش ­می­دهد. توان مصرفی متناسب روش­های کنترلی از سطح محصور بین محورهای Q (دبی) و H (هد) قابل محاسبه است. بنابراین:

P = Q × H

توان مصرفی متناسب روی فلوی %70 برای روش­های مختلف محاسبه شده و در جدول زیر قابل مشاهده است.

الف) روش کنترلی throttling

متداول­ترین روش کنترلی پمپ­ها روش کنترلی throttling می­باشد. فلوی ناشی از سرعت ثابت با افزایش تلفات کاهش می­یابد. وقتی شیر بسته می­شود همانطور که در شکل 2 مشخص است نقطه کار از (Q = 10, H = 10) به (Q = 7, H = 12.7) تغییر می­یابد. توان مصرفی متناسب به صورت زیر محاسبه می­شود:

P = 7 × 12.7 = 89

ب) روش کنترلی bypassing

اگر چه این روش به طور معمول استفاده نمی­شود لیکن روش کنترلی bypassing اصولاً برای پمپ­ های circulation کاربرد دارد. با بای­پس کردن فلوی discharge به ساکشن پمپ، فلوی خروجی به سیستم کاهش می­یابد.  این یعنی فلوی کلی از 10 به 12.4 افزایش می­یابد و در عین حال دبی از 10 به 6.6 کاهش می­یابد. توان مصرفی متناسب به صورت زیر محاسبه می­شود:

P = 12.4 × 6.6 = 82

ج) روش کنترلی on-off

روش کنترلی on-off زمانی که کنترل پله­ای مشکلی ایجاد ننماید کاربرد دارد، به عنوان مثال نگه­داشتن فشار تانک در یک محدوده مشخص. پمپ یا روشن است یا خاموش و فلوی متوسط نسبت روشن و خاموش بودن پمپ را لحاظ می­کند. توان مصرفی متناسب به صورت زیر محاسبه می­شود:

P = 0.7 × 100 = 70

د) روش کنترلی VSD

برای درک مزایای کنترل پمپ به وسیله­ی درایو کنترل سرعت (VSD)، منحنی پمپ شکل (2) را مشاهده نمایید. با هد استاتیک پایین، راندمان بهینه پمپ، منحنی سیستم را دنبال می­ کند. با استفاده از VSD، نقطه کار پمپ جابجا می­شود. تغییر سرعت پمپ، منحنی پمپ را مطابق با قانون affinity جابجا می­کند. اگر سرعت پروانه پمپ کاهش یابد، منحنی پمپ به طرف پایین کشیده می­شود و با افزایش سرعت، منحنی بالا می­رود. این بدان معناست که ظرفیت پمپاژ دقیقا مطابق نیازهای فرآیندی است. بنابراین برای مثال قبل فلو از 10  به 7 و هد از 10 به 6.4 کاهش می­یابد. توان مصرفی متناسب به صورت زیر محاسبه می­شود:

P = 7 × 6.4 = 45

این مثال نشان می­دهد که با استفاده از درایو کنترل سرعت (VSD) بیشترین میزان صرفه­جویی انرژی حاصل می­شود. شکل (3) توان مصرفی پمپ­ها در 4 روش کنترلی بر اساس نرخ فلوهای متفاوت نشان می­دهد. در این منحنی، راندمان ­های موتور و درایو نیر مدنظر قرار داده شده است، بنابراین پاسخ با دقت بالاتری نسبت به محاسبات فوق ارائه شده است.

روش کنترلی throttling در زمان کاهش نرخ فلو، منجر به تلفات زیاد در پمپ و شیر می­شود. تلفات موتور در محدوده وسیع تغییرات فلو نسبتاً ثابت می­ماند. در روش کنترلی VSD، نقطه کار منحنی سیستم را دنبال می­کند که راندمان پمپ را بهینه می­کند. صرفه ­جوئی انرژی در این روش کنترلی قابل ملاحظه می­باشد.