Les lois d'affinité décrivent le comportement d'une pompe centrifuge ou d'un ventilateur lorsqu'on modifie sa vitesse : le débit varie proportionnellement à la vitesse, la hauteur est proportionnelle au carré de la vitesse, et la puissance est proportionnelle au cube de la vitesse. Cette relation cubique entre puissance et vitesse est la principale raison pour laquelle les variateurs de vitesse permettent d'économiser autant d'énergie sur les pompes et les ventilateurs.
Pour un même impulseur fonctionnant à une nouvelle vitesse, les lois d'affinité énoncent :
Les mêmes relations s'appliquent, approximativement, lorsqu'on réduit le diamètre de l'impulseur au lieu de changer la vitesse.
Parce que la puissance suit le cube de la vitesse, de petites réductions de vitesse produisent de grandes économies d'énergie. Diviser par deux la vitesse d'une pompe réduit sa puissance à un huitième.
C'est pourquoi bride un robinet pour réduire le débit, en laissant la pompe à pleine vitesse et en dissippant l'excès en chaleur et en bruit, est tellement inefficace par rapport au simple ralentissement de la pompe.
Réduire la vitesse avec un variateur capture directement l'économie prévue par la loi du cube, une idée centrale dans les stratégies de réduction des coûts énergétiques en industrie .
L'économie prévue par la loi du cube est maximale lorsque le système est dominé par les pertes de frottement, de sorte que sa courbe passe près de l'origine.
Lorsqu'un système présente une charge statique importante, pour élever le fluide à une hauteur fixe, la pompe ne peut pas ralentir autant avant d'arrêter de délivrer du débit, et les économies réelles sont plus faibles que ce que la loi du cube idéale suggère.
Appliquez toujours les lois d'affinité le long de la courbe réelle du système, et non isolément.
Réaliser l'économie signifie faire fonctionner la pompe uniquement à la vitesse nécessaire au procédé, ce que réalise précisément un variateur de fréquence. Si vous hésitez sur la façon d'entraîner le moteur, voyez démarreur progressif vs variateur de fréquence (VFD) , car seul un variateur capture l'économie d'énergie prévue par les lois d'affinité.
Une plateforme de surveillance qui suit la vitesse, le débit et la puissance de la pompe confirme que l'économie est réelle et signale une pompe qui dérive de son point efficace. Fabrico lit ces données sur la ligne et réaffecte la charge lorsque l'efficacité diminue. Réservez une démo Fabrico pour le voir.
Elles relient les performances d'une machine centrifuge à sa vitesse : le débit est proportionnel à la vitesse, la hauteur au carré de la vitesse, et la puissance au cube de la vitesse.
Parce que la puissance est proportionnelle au cube de la vitesse, une modeste réduction de vitesse entraîne une forte réduction de puissance. Ralentir une pompe à 80 % de sa vitesse réduit la puissance à environ la moitié.
Oui. Elles s'appliquent aussi bien aux ventilateurs centrifuges qu'aux pompes, et approximativement aux réductions du diamètre de l'impulseur aussi bien qu'aux variations de vitesse.
Parce que les systèmes avec une charge statique importante ne suivent pas la courbe idéale dominée par les frottements. La pompe ne peut pas ralentir autant, donc l'économie réalisable est inférieure à celle suggérée par la loi du cube pure.
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