Economies d’énergie #2 : Pourquoi utiliser un variateur de fréquence pour les besoins de pompage ?

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Frédéric Navarro

Frédéric Navarro, responsable du marché industrie pour l’Europe de l’ouest chez KSB France, nous explique tous les avantages des variateurs de fréquence. 

 

Le variateur de fréquence permet de changer la fréquence d’alimentation du moteur et donc sa vitesse et par conséquent celle de la pompe qu’il entraîne, ce qui fait varier les caractéristiques de la pompe.

La réponse la plus évidente à la question est lorsque le besoin opérationnel du process est variable comme par exemple dans le cas d’un débit variable. Mais est-ce vraiment le cas ? N’y aurait-il pas un intérêt à utiliser un variateur de fréquence dans le système de pompage même lorsque le besoin opérationnel est constant ? La réponse tient en un simple mot : le rendement.

En effet, l’ajout d’un variateur de fréquence permet d’améliorer le rendement des systèmes de pompage. Cependant, le rajout au groupe moteur+pompe d’un variateur ayant lui-même un rendement moyen autour de 96% ne devrait-il pas engendrer une perte de plusieurs points de rendement ?

Et bien c’est tout le contraire ! En effet, la présence d’un variateur de Les variateurs de vitessefréquence permet l’utilisation de moteur synchrone à haut rendement ainsi que d’atteindre le point de fonctionnement non pas en rognant la roue de la pompe mais en ajustant la vitesse sur une roue pleine.

Comparons deux solutions KSB pour obtenir un débit de 30m3/h à une HMT de 50m :

La traditionnelle optimisée :

Un moteur 2 pôles relié au réseau électrique tournant donc à sa vitesse nominale ~2950t/min :

  • Moteur asynchrone 7,5kW de classe IE3 de rendement ~90%
  • Pompe Etanorm 065-040-200 avec roue rognée au point Q/H de rendement ~61%
  • Groupe Moto-pompe d’un rendement global ~55%

La solution innovante haut rendement :

La solution inclut un variateur de vitesse ajustée à ~3100t/min :

  • Moteur synchrone 7,5kW de classe IE5 de rendement ~92%
  • Pompe Etanorm 065-040-160 avec roue pleine de rendement ~67%
  • Variateur de fréquence PumpDrive de rendement ~96%
  • Groupe Variateur-Moto-pompe d’un rendement global ~59%

Cette nouvelle supériorité de rendement des systèmes de pompage équipés de variateur de vitesse a été démontrée par KSB dans une étude présentée à la conférence des équipements rotatifs en 2019. Portant sur 5000 combinaisons de débit/pression, le résultat a été un rendement moyen supérieur de 3 points pour les groupes de pompage avec variateur de vitesse.

Les variateurs de vitesse sur les pompesMais les avantages d’un variateur de fréquence ne s’arrêtent pas là. En effet, dans de nombreux cas les pompes sont surdimensionnées par rapport au besoin réel qui a souvent évolué au cours du temps. Dans de nombreux process, la régulation se fait soit par la fermeture partielle d’une vanne au refoulement de la pompe ou par recirculation ; ces deux méthodes sont très énergivores et, dans notre exemple, le rendement du système de pompage serait bien inférieur à 50%.

Grâce à la présence du variateur de vitesse, il est possible de réduire la vitesse de la pompe et donc d’ajuster au besoin réel sans perte de rendement en conservant la valeur de 59%. De plus, cette solution s’adaptera dans le temps en augmentant ou diminuant la vitesse selon la fluctuation des besoins.

Quel serait alors le désavantage de rajouter un variateur de vitesse pour ses besoins de pompage ?

  • Le prix ? Non, pas en France car grâce aux CEE un groupe de pompage équipé d’un variateur est en fait moins cher !
  • La fiabilité ? Non plus. Aujourd’hui les variateurs de vitesse sont extrêmement fiables et sont aussi disponibles en stock rapidement en cas de besoin.
  • La complexité ? De moins en moins. Les opérateurs connaissent de mieux en mieux ces matériels et ont pris de nouvelles habitudes.

Les pompes sont un gros consommateur d’électricité dans l’industrie et il est indispensable de chercher à optimiser le rendement du système pompage global. KSB est en mesure de vous proposer des solutions fiables à haut rendement à un prix compétitif en valorisant les Certificats d’Economie d’Energie.

Contactez-nous pour évaluer votre parc de pompes actuel et envisager l’ajout de variateur de vitesse afin d’abaisser votre consommation électrique ce qui réduira votre empreinte carbone. Et pour vos projets, ayez le réflexe de demander une solution de pompage équipée d’un variateur de vitesse tel que le PumpDrive de KSB !