دليل شامل لمضخات المياه ذات التيار المستمر

ما هي مضخة المياه DC؟

يمكن تصنيف مضخات المياه بناءً على أبعاد متعددة. مضخة المياه ذات التيار المستمر هي المضخة التي تُصنف بناءً على نوع مصدر الطاقة وتستخدم مصدر طاقة تيار مستمر. يمكن أن يكون مصدر الطاقة هذا مصدر جهد ثابت، أو بطارية، أو لوحة شمسية.

هل ترغب بمعرفة كيفية تصنيف مضخات المياه من أبعاد أخرى؟ ستساعدك هذه المقالة على:

كيفية تصنيف مضخات المياه؟

3 أنواع من مصادر الطاقة لمضخات المياه ذات التيار المستمر

إمداد الجهد الثابت

صُمم مصدر الطاقة المستمر للحفاظ على جهد ثابت أثناء تشغيل الآلة. يمكن توفيره عبر محول تيار متردد/مستمر أو من اللوحة الأم داخل الجهاز. عادةً ما يكون جهد الخرج دقيقًا بفضل التحكم الدقيق في الدائرة، مما يضمن عمر خدمة المضخة.

مصدر طاقة يعمل بالبطارية

يمكن استخدام البطارية لتشغيل مضخة مياه التيار المستمر، وهي عادةً خيار جيد. ولكن تجدر الإشارة إلى أن جودة البطارية تؤثر بشكل كبير على تشغيل المضخة.

المشكلة المتكررة هي أن العديد من البطاريات ذات الجودة الرديئة ستتجاوز جهدها المقدر عند شحنها بالكامل وستكون أقل عند تشغيلها لفترة من الوقت.

يؤدي استخدام بطاريات رديئة الجودة إلى عدم قدرة المضخة على العمل بطاقتها المقدرة. وهذا يُقلل بشكل كبير من عمرها الافتراضي، لأن الجهد الزائد سيؤدي إلى احتراقها.

ينبغي عليك حل هذه المشكلة بطريقتين:

1. استخدم بطاريات أفضل.
2. شراء مضخة مياه قادرة على العمل بجهد واسع.

مصدر طاقة الألواح الشمسية

تُحوّل الألواح الشمسية طاقة الشمس إلى طاقة كهربائية. وباعتبارها طاقة نظيفة، تُستخدم الطاقة الشمسية في مجالات متزايدة. تُشغّل الألواح الشمسية جميع مضخات المياه ذات التيار المستمر تقريبًا. ولكن، بصراحة، لا يُعدّ مصدر الطاقة من الألواح الشمسية خيارًا جيدًا لمعظم مضخات المياه ذات التيار المستمر.

يتذبذب جهد الخرج المُوَفَّر مباشرةً من اللوحة الشمسية بشكل كبير. وكما ذُكِر سابقًا، سيُقلِّل ذلك من استقرار المضخة وعمرها الافتراضي. قد يعمل استخدام مضخة مياه تيار مستمر عامة متصلة مباشرةً باللوحة الشمسية بشكل جيد، ولكن قد تواجه العديد من المشاكل غير المتوقعة: مثل التعطل المفاجئ، أو الاحتراق، وما إلى ذلك.

لجعل المضخة تعمل بشكل مستقر ودائم، يجب علينا حل المشاكل من جانبين:

1. قم بتثبيت البطاريات أو الدوائر المتخصصة للألواح الشمسية لضبط جهد الخرج.
2. شراء مضخات المياه بالطاقة الشمسية مع دوائر التصميم المخصصة.

مضخة مياه التيار المستمر مقابل مضخة مياه التيار المتردد

تستخدم مضخة الماء المتردد طاقة تيار متردد منخفضة التردد 50/60 هرتز مباشرة من الشبكة الوطنية، مما يجعل عدد دوراتها في الدقيقة بطيئًا. يتراوح حجم واستهلاك طاقة مضخة الماء المتردد بنفس الرأس بين 5 و10 أضعاف استهلاك مضخة الماء التي تعمل بالتيار المستمر. ومن مزاياها تعدد الشركات المصنعة ورخص سعرها. أما عيوبها، فتتمثل في انخفاض كفاءتها، وعدم توفيرها للطاقة، وعدم إمكانية تعديل معدل التدفق، وغيرها.

تستخدم مضخة مياه التيار المستمر مصادر طاقة مرنة كما ذكرنا سابقًا. وتتميز بالعديد من المزايا، منها: السلامة، وسهولة التركيب، والكفاءة العالية وتوفير الطاقة، وعمر طويل، وأكثر هدوءًا. بالإضافة إلى ذلك، تتميز مضخة الماء ذات التيار المستمر بميزة مهمة أخرى: فهي توفر عزم دوران وضغطًا كافيين بفضل عدد دوراتها العالية في الدقيقة. ونتيجة لذلك، توفر مضخة الماء ذات التيار المستمر ضغطًا أقصى أعلى بكثير من مضخة الماء ذات التيار المتردد من نفس الحجم. وبشكل عام، إن أقصى ارتفاع للمضخة أكثر أهمية من أقصى معدل تدفق لها.

تطبيقات مضخة المياه ذات التيار المستمر

تحل مضخات المياه ذات التيار المستمر محل مضخات المياه ذات التيار المتردد تدريجيًا، وتُستخدم في المزيد والمزيد من الصناعات. فما هي استخدامات مضخات المياه ذات التيار المستمر؟

نظام الدورة الدموية في الآلات المختلفة

كما يوحي الاسم، مضخة دائرية سُميت بهذا الاسم نسبةً إلى وظيفتها. تُستخدم لتدوير السوائل ونقل الحرارة في دائرة مغلقة، سواءً في نظام تبريد أو تدفئة.

في مثل هذه التطبيقات، تُستخدم المضخة لحماية المكونات الأساسية للمعدات. لذا، بالإضافة إلى متطلبات الأداء، نسعى إلى تحقيق موثوقية ومتانة مطلقتين. ومن هنا، تُعدّ مضخة مياه التيار المستمر، وخاصةً مضخة تيار مستمر بدون فرشاة، هو بلا شك خيار جيد.

تتضمن بعض الآلات التي تحتوي على أنظمة الدورة الدموية ما يلي: المركبات الكهربائية, أجهزة الكمبيوتر, خوادم تخزين البيانات, معدات تشغيل مختلفة, آلات الليزر, مرتبة السباكة, معدات التجميل, المعدات الطبية, معدات مكتبية، إلخ.

انتبه، في هذا النوع من التطبيقات، نحتاج إلى متانة فائقة وموثوقية للمضخة لمدة 24 ساعة من التشغيل المستمر.

تطبيقات أخرى

بالطبع، يمكن استخدام مضخات المياه ذات التيار المستمر في مجالات أخرى عديدة، مثل أنظمة الزراعة المائية، والجدران الخضراء، والري الشمسي، وأنظمة توفير المياه، والمراحيض الذكية، وأحواض الأسماك، وزراعة المطابخ، ونوافير الحدائق، ووحدات المياه، ومعززات سخانات المياه، وغيرها.

بدأت الصناعات ذات التكنولوجيا المتقدمة بشكل متزايد، مثل صناعات تخزين الطاقة والموارد المتجددة، في استخدام مضخات المياه DC لمشاريعها ومنتجاتها الجديدة.

ما هي المشاكل الشائعة لمضخات المياه DC؟

على الرغم من أن مضخة المياه DC لها العديد من المزايا، إلا أنها تعاني أيضًا من بعض المشاكل الصعبة التي يجب التغلب عليها.

حدود استهلاك الطاقة

تعتمد حدود استهلاك طاقة مضخة مياه التيار المستمر على عدة عوامل، أولها هو تبديد الحرارة. يُولّد ملفّ مضخة مياه التيار المستمر حرارةً عاليةً أثناء التشغيل، وكلما زاد استهلاكها للطاقة، زادت الحرارة المُولّدة.

ضمن نطاق استهلاك طاقة محدد، يُمكن موازنة الحرارة جيدًا. ولكن إذا كان استهلاك الطاقة مرتفعًا جدًا، فقد تتعرض المضخة لخطر الاحتراق بسبب ارتفاع درجة الحرارة الداخلية.

السبب الثاني لتقييد استهلاك الطاقة يتعلق بمصدر الطاقة. إذا لم نتمكن من استخدام مصدر الطاقة القياسي في السوق ونحتاج إلى تخصيصه، فسيكون استخدام مضخة المياه ذات التيار المستمر صعبًا على نطاق واسع.

بسبب حدود استهلاك الطاقة، فإن مضخة المياه DC ليست مناسبة لبعض السيناريوهات ذات الأحمال العالية.

من الصعب التعامل مع السوائل التي تحتوي على شوائب

تتميز مضخات المياه ذات التيار المستمر بحجمها الصغير وبنيتها الفريدة، مما يمنحها مزايا متعددة. إلا أن عيبها الرئيسي هو صعوبة ضخ السوائل المحتوية على شوائب.

ستؤدي الجزيئات الموجودة في الوسط إلى توقف المضخة عن العمل وتوقفها عن العمل كما ستؤدي أيضًا إلى إتلاف المكره والدوار داخل المضخة.

ولضمان استقرار ومتانة المضخة عند استخدامها في وسط يحتوي على شوائب، نحتاج عادة إلى جهاز ترشيح مناسب قبل مدخل المضخة.

الوظائف المتقدمة لمضخة المياه DC

ما هي الوظائف التي يمكن إضافتها إلى مضخات المياه DC الصغيرة؟

على عكس المضخات التقليدية، أصبح من الممكن الآن إضافة مجموعة متنوعة من الوظائف المخصصة لمضخات المياه DC الصغيرة.

كيف يتم ذلك؟

يعتمد على استخدام وحدة التحكم الدقيقة (MCU).

تشمل الوظائف التي يمكن إضافتها إلى مضخات المياه DC الصغيرة ما يلي: ردود الفعل السريعة، حماية نقص المياه، حماية من التعطل، حماية من الجهد الزائد، حماية من الحمل الزائد، بدء التشغيل بجهد منخفض، التحكم في PWM، التحكم في الإشارة التناظرية، التحكم في إشارة DMX512، التحكم في الموجة الجيبية، التشغيل بسرعة ثابتة، إلخ.

يرجى ملاحظة أنه لا يمكن إضافة وظائف متقدمة مثل المذكورة أعلاه إلا لمضخة المياه الصغيرة ذات التيار المستمر المزودة بوحدة تحكم دقيقة (مثل مضخة BLDC). يتيح تطوير هذه الوظائف المتقدمة للمضخة التوافق التام مع نظام التحكم في جهازك.

كيفية اختيار مضخات المياه DC المناسبة؟

إذا كنت مهندس منتج

إذا كنت مهندس منتجات وتبحث عن المضخة المناسبة لمشروعك أو منتجك الجديد، فلا بد أن تكون لديك معرفة أساسية بالمضخة وأن تكون لديك متطلباتك الخاصة بالمعايير. توصياتنا هي كما يلي:

1. تأكد من أن الحد الأقصى للرأس والحد الأقصى للتدفق يمكن أن يلبي احتياجاتك. في كثير من الحالات، يُعدّ الحد الأقصى للضغط أكثر أهميةً لأنه يُحدد تدفق المضخة تحت ضغط العمل. يُمكنك الاطلاع على التدفق الفعلي الذي تُوفّره المضخة عند ارتفاع مُعيّن من خلال مُنحنى أداء المضخة. تعرف على المزيد حول كيفية تأثير الحد الأقصى للرأس على تدفق المضخة هنا.
2. قم باختيار المضخة ذات الجهد والتيار المقنن الصحيح الذي يتناسب مع جهازك أو مشروعك.
3. حدد الحجم المناسب، بما في ذلك أبعاد جسم المضخة ومدخلها ومخرجها.
4. تأكيد المتطلبات الوظيفية الإضافية للمضخة.

أحيانًا، لا تلبي مضخة واحدة سوى بعض المتطلبات المذكورة أعلاه. في هذه الحالة، نحتاج إلى إجراء بعض التعديلات. على سبيل المثال، استخدام محولات لتغيير حجم مدخل ومخرج المضخة.

إذا لم تكن محترفًا

إذا لم تكن خبيرًا، فعليك أولًا البحث عن مستشار فني قبل البيع بدلًا من وسيط مبيعات. ثم صف بالتفصيل استخدامك للمضخة وكل نقطة محددة في سيناريو الاستخدام: مثل الارتفاع المطلوب لضخ المياه، وكمية المياه المطلوبة في الدقيقة، ودرجة الحرارة المحيطة المستخدمة، والرطوبة، ونظافة الوسيط، إلخ. وأخيرًا، يمكنك الحصول على حل شامل وبعض النماذج المقترحة.

نقاط يجب ملاحظتها عند استخدام مضخة التيار المستمر

• تأكد من استخدام المضخة بمصدر طاقة مناسب. تجنب توصيل سلك الطاقة بشكل عكسي. لا تستخدم المضخة بمصدر طاقة يتجاوز الجهد المقنن. بشكل عام، قد يؤدي الجهد الزائد والتوصيل العكسي إلى احتراق المضخة. بعض مضخات المياه ذات التيار المستمر تتميز بحماية ذاتية وقدرة على العمل بجهد واسع. يُنصح باستشارة فني متخصص قبل الشراء.
• تجنب تشغيل المضخة بدون ماء. حتى فترات التشغيل القصيرة قد تُتلف المضخة بسهولة بسبب الحرارة المتولدة بسرعة. ويعود ذلك إلى الهيكل المدمج لمضخة الماء الصغيرة ذات التيار المستمر.
• انتبه جيدًا لوظيفة التحضير الذاتي للمضخة. إذا لم تكن المضخة مزودة بهذه الوظيفة، فيجب تركيبها أسفل مستوى السائل.
• تأكد من نظافة الوسيط ومنع دخول الشوائب إلى المضخة. الفحص الدوري يُطيل عمر المضخة.

آفاق تطوير مضخة المياه ذات التيار المستمر

لا شك أن مضخات التيار المستمر، بفضل مزاياها العديدة، ستحل محل مضخات التيار المتردد في مجالات أكثر فأكثر. وستحتل مضخات التيار المستمر، خاصةً في مجال مضخات المياه الصغيرة، مكانة مرموقة. دعونا نلقي نظرة على تأثير خصائص مضخات التيار المستمر على آفاق تطويرها.

• تعمل تقنية التبديل الخالية من الفرشاة والمستشعر على تحسين عمر خدمة المضخة بشكل كبير، خاصة في الأعمال الشاقة مثل التشغيل المستمر لمدة 24 ساعة.
• يُحسّن استخدام اللفات ثلاثية أو متعددة الأطوار من قدرة مضخة الماء الصغيرة ذات التيار المستمر. هذا يعني إمكانية الحصول على مضخة أقوى ذات ضغط أعلى ومعدل تدفق أكبر.
• تجعل تقنية التحكم في الموجة الجيبية تشغيل المضخة أكثر سلاسة وهدوءًا للغاية.

يتم تطبيق المزيد والمزيد من التقنيات المتقدمة على مضخات التيار المستمر الصغيرة، مثل دوارات المغناطيسات الأرضية النادرة القوية المصنوعة من النيوديميوم، والعديد من المواد المقاومة للتآكل، وما إلى ذلك. وعلى عكس مضخات التيار المتردد، تتمتع مضخات المياه ذات التيار المستمر بإمكانيات مختلفة لاستخدامها في أي مكان.