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Previous issue date: 2015-12-10 / In water distribution systems, most of the electricity is consumed by pumping
systems. Thus, reducing the inefficiency of the pump can provide significant energy
savings. This can be achieved by substituting fixed-speed pumps by variable-speed
pumps (VSP). However, the high costs of installation and operation of the VSPs
require a preliminary economic assessment of the design, which is usually
accompanied by the use of hydraulic solvers to simulate the behavior of the water
network. One of the most used softwares for this purpose is the EPANET 2, which
uses the gradient method for the hydraulic analysis of the steady flow. However, the
EPANET 2 is inaccurate when computing the VSP efficiency. This is because the
software does not take into account the changes in the pump efficiency curve when
the pump speed is changed. In this study, a routine for calculating VSPs efficiency,
based on the Sârbu and Borza (1998) formula, is implemented in the source code of
the EPANET 2. The influence of the new routine on the results predicted by the
software for efficiency, power and energy consumption of the VSP is evaluated in
simulations with a hypothetical network. The results showed that the original version
of EPANET 2 tends to underestimate the efficiency and thus overestimate the power
and energy consumption of the VSPs. In the present case, the energy consumption
of the system predicted by the original version of EPANET 2 was 21.99% higher than
the predicted by the modified version. These results point out that the modified
version of EPANET 2 provides a better prediction of VSPs behavior and thus its use
is recommended in the simulation of water distribution networks equipped with VSPs. / Em redes de distribuição de água, a maior parte da energia elétrica é consumida
pelos sistemas de bombeamento. Deste modo, a redução da ineficiência das
bombas pode proporcionar uma economia expressiva de energia. Isto pode ser
alcançado pela substituição de bombas de rotação constante por bombas de rotação
variável (BRVs). No entanto, os elevados custos de instalação e operação de BRVs
requerem uma avaliação econômica prévia do projeto, a qual geralmente é
acompanhada do uso de simuladores hidráulicos para simular o comportamento da
rede. Um dos programas mais utilizados para este fim é o EPANET 2, o qual
emprega o Método Gradiente para a análise hidráulica do escoamento permanente.
Todavia, o EPANET 2 é impreciso ao computar a eficiência de BRVs. Isto ocorre
porque o programa não leva em conta a mudança na curva de eficiência da bomba
quando sua velocidade de rotação é alterada. No presente trabalho, uma rotina para
o cálculo da eficiência de BRVs, baseada na fórmula de Sârbu e Borza (1998), é
implementada no código-fonte do EPANET 2. A influência da nova rotina nos
resultados previstos pelo programa para a eficiência, potência e consumo de energia
de BRVs é avaliada em simulações com uma rede hipotética. Os resultados
mostraram que a versão original do EPANET 2 tende a subestimar a eficiência e,
consequentemente, superestimar a potência e o consumo de energia de BRVs. No
caso em tela, o consumo de energia do sistema previsto pela versão original do
EPANET 2 foi 21,99% maior que o previsto pela versão modificada. Tais resultados
apontam que a versão modificada do EPANET 2 proporciona uma melhor previsão
do comportamento de BRVs e, portanto, o seu uso é recomendado na simulação de
redes de distribuição de água equipadas com BRVs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/5189 |
| Date | 10 December 2015 |
| Creators | Coutinho, Ricardo Santos |
| Contributors | Soares, Alexandre Kepler, Soares, Alexandre Kepler, Formiga, Klebber Teodomiro Martins, Vasco, Joel Roberto Guimarães |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Engenharia do Meio Ambiente (EEC), UFG, Brasil, Escola de Engenharia Civil - EEC (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1009702091972874847, 600, 600, 600, 600, 724087251626315585, 162673199464443160, 8018064043757118887 |
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