Устройство циркуляционного насоса для отопления

Всем россиянам известно, что нефть, газ, уголь всегда увеличиваются в цене. Невозможно представить себе быт человека в Российской Федерации без обогревающего комплекса коттеджа. В каждом регионе России необходимо зимой отапливать дом. Перед любым владельцем жилища поднимается вопрос: каким образом модернизировать систему дома. На нашем интернет портале размещенно большое количество разных обогревательных систем дома, использующих абсолютно уникальные способы получения тепла. Опубликованные комплексы обогрева возможно использовать самостоятельно или гибридно.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Заказать монтажные работы под ключ у профессионалов

Содержание

Насос циркуляционный для отопления

Решая задачи отопления дома, необходимо брать во внимание количество квадратных метров. Если площадь помещения исчисляется их сотнями, а не единицами, если здание имеет несколько этажей, то система естественной циркуляции теплоносителя не справится с задачами отопления. Давление в таких системах, как правило, не превышает 0,6 мПа, поэтому нужно будет обязательно ставить насосы для отопления.

Они позволят увеличить эффективность описываемых процессов. Лучше всего для этих целей подойдут циркуляционные приборы — только они способны принудить циркуляцию воды и обеспечить ожидаемый результат.

Циркуляционные насосы — принцип работы

По своему устройству насос циркуляционный похож на дренажную установку: корпус выполнен из нержавеющих металлов, имеет керамический ротор и вал, оснащенный лопастным колесом.

Ротор приводит в действие электродвигатель. Такая система забирает воду с одной стороны и нагнетает в трубопровод с другой. Центробежная сила помогает воде двигаться по системе. Насос позволяет преодолеть сопротивление, которое неизменно возникает на отдельных участках отопительного трубопровода.

Циркуляционные устройства разделяют на два типа:

Циркуляционные насосы «сухого» типа

Устройство для бытовых систем отопления

В первом типе ротор не контактирует с водой, которую перекачивает насос. Вся его «рабочая» поверхность отделена от электродвигателя специальными защитными кольцами. Они хорошо отполированы и тщательно подогнаны друг к другу.

Сухие циркуляционные насосы более эффективны, зато при работе создают очень сильный шум. Поэтому чаще всего их устанавливают только в отдельном, хорошо изолированном помещении.

Выбирая описываемую модель, необходимо учитывать тот факт, что при работе такой агрегат создает воздушные завихрения. Поднятые вверх частицы пыли способны легко попасть внутрь и повредить уплотнительные кольца, нарушить их герметичность. Тогда вся система выйдет из строя. Поэтому производители позаботились о защите — между кольцами все время присутствует тончайший слой водяной пленки. Она играет роль смазки, предотвращающей разрушение колец уплотнителя.

По отдельным элементам конструкции сухие циркуляционные насосы можно тоже разделить на три вида:

1. Консольные.
2. Вертикальные.
3. Блочные.

У консольных циркуляционных устройств всасывающий патрубок располагается на внешней стороне улитки, а нагнетательный — на корпусе в радиально противоположной стороне.

У вертикальных агрегатов патрубки расположены по одной оси. Они так называются, потому что электродвигатель располагается не в горизонтальном положении, как в первом случае, а в вертикальном. Насосы такого типа устанавливаются в том случае, если есть необходимость перекачивать большой объем воды.

Циркуляционные насосы «мокрого» типа

Насос с мокрым ротором

Данный тип насосов отличается от других моделей тем, что в них ротор с рабочим колесом находятся в той жидкости, которую агрегат перекачивает. При этом часть, где располагается электродвигатель, надежна загермитизирована металлическим стаканом, разделяющим ротор и стартер.

Такое устройство лучше всего подходит для небольших отопительных систем. Оно производит меньше шума, не требует дополнительного технического обслуживания, его гораздо проще ремонтировать и при необходимости корректировать параметры настройки.

Единственный недостаток — низкий КПД. Это объясняется тем, что не удается обеспечить герметизацию гильзы, которая разделяет статор и теплоноситель. Именно поэтому при монтаже отопительной системы частного дома используют циркуляционные насосы отопления grandfos с мокрым ротором и защищенным статором.

Модели последнего поколения оснащены «умной» автоматикой. Она позволяет переключать уровень обмоток и увеличивать производительность агрегата. Чаще всего подобные модели выбирают для стабильного или незначительно меняющегося расхода воды. Ступенчатая регулировка помогает выбирать оптимальные режимы работы, а значит, экономит расход электроэнергии, обеспечивающей работу насосного оборудования.

Как правильно установить циркуляционный насос?

Установка насоса

Чтобы циркуляция в системе отопления не была нарушена, необходимо выбрать правильное место расположения насоса. Нужно найти, где в зоне всасывания воды гидравлическое давление будет всегда избыточным. Существует несколько способов, позволяющих искусственно имитировать это условие.

Первый способ — поднять расширительный бак на 80 см от самой высокой точки трубопровода. Осуществить это можно лишь при наличии хорошей высоты помещения. Целесообразно установить расширительный бак на чердак, но тогда его придется дополнительно утеплять на зиму.

Второй способ — перенести трубку от расширительного бака с падающего стояка и врезать ее в обратку — туда, где рядом стоит всасывающий патрубок циркуляционного насоса. В результате такой перестановки создаются идеальные условия для принудительной циркуляции.

Третий способ — врезать циркуляционный насос в подающий трубопровод, прямо за точкой ввода воды расширительного бака. Но это можно сделать лишь в том случае, когда модель оборудования способна выдержать самую высокую температуру теплоносителя.

И последнее. Важно правильно рассчитать мощность мотора. Если в систему отопления будет врезан мотор большей мощности, чем необходимо, трубы постоянно будут шуметь. Поэтому нужно перед установкой знать, какое количество воды проходит через котел за минуту, учесть диаметр существующих труб и скорость движения воды. Для этого существуют универсальные формулы, позволяющие облегчить выбор насоса.

Источник: http://gidotopleniya.ru/nasosy/nasos-cirkulyacionnyj-dlya-otopleniya-vidy-i-texnologii-montazha-595

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Монтаж циркуляционного насоса

О неисправностях насоса

Резюме

Циркуляционный насос – один из главных элементов отопительной системы и горячего водоснабжения. Главная функция этого устройства состоит в обеспечении принудительного движения жидкой среды по определенному замкнутому контуру (циркуляция). Благодаря действию насоса обеспечивается более быстрое перемещение теплоносителя в системе.

Назначение циркуляционного насоса

Под циркуляционным насосом понимается устройство, предназначенное для принудительной циркуляции теплоносителя в системе отопления. В системах отопления, основанных на естественной циркуляции воды, он не применяется. Но практика показывает, что врезка циркуляционного насоса в обычную систему, приводит к экономии газа примерно на 20-30%. Чем объясняется такая экономия? Дело в том, что когда теплоноситель принудительно циркулирует в системе, он быстрее возвращается в котел. При этом его температура остается немного выше, чем обычно. Поэтому его легче нагреть снова, то есть на это расходуется меньше энергии, после чего он снова поступает в систему.

В связи с этим, наиболее востребованными в наше время, являются системы отопления, основанные на насосной циркуляции теплоносителя. Эта востребованность обусловлена достоинствами использования указанного оборудования.

К главным преимуществам таких систем, можно отнести:

– быстрый прогрев системы. Благодаря циркуляционному насосу вся система «разгоняется» на считанные минуты. В результате этого жилые помещения прогреваются быстро. Обычные системы с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются тем, что на прогрев помещений им требуется значительно больше времени;

– КПД системы характеризуется более высоким показателем. Наличие циркуляционного насоса способствует увеличению до максимально возможного значения эффективности не только котла, но всей отопительной системы в целом;

– система работает надежно. Благодаря надежности и простоте эксплуатации циркуляционных насосов, система отопления работает также безотказно;

– нетребовательность. Данное преимущество обеспечивает независимость системы отопления от различных дефектов в вашей отопительной системе: наличие обратных уклонов, зауженных участков и так далее.

Виды насосов

Существует много разновидностей насосов, используемых для циркуляции жидкостей. По конструктивному решению эти агрегаты напоминают дренажные устройства. Их корпуса изготавливаются из нержавеющего металла. Ротор и вал (на нем устанавливается крыльчатка) – чаще всего выполняются из керамики. Вращение ротора осуществляется с помощью электродвигателя. Вода, поступившая в насос циркуляционный, с одной стороны, нагнетается в трубопровод, расположенный с другой стороны. Теплоноситель движется по системе благодаря центробежной силе. Избыточное давление, созданное в системе, направлено на преодоление сопротивления, возникающего на многих участках трубопровода.

Насосы циркуляционные, по принципу работы, можно разделять на два подвида: «мокрые» и «сухие».

Отметим некоторые особенности циркуляционных насосов отопления, с так называемым «мокрым» ротором. Главной особенностью устройств такого типа является то, что рабочее колесо и ротор, находятся в перекачиваемой жидкости. При этом колесо (нержавеющий металл) отделено от статора, специальным стаканом. Вал насоса, может быть изготовлен не только из керамики, но и из металла. Жидкость, перекачиваемая насосом, одновременно участвует в выполнении 2-х функций: охлаждении двигателя и смазывании трущихся деталей.

Касаясь конструктивных особенностей насосов указанного типа, отметим, что в основе их сборки лежит так называемый модульный принцип. Суть его состоит в следующем. Сами модули подбираются с учетом требований, предъявляемых к циркуляционным устройствам. А именно, в зависимости от требуемой производительности и напора. Модульная конструкция насоса существенно облегчает его ремонт. Фактически он осуществляется простой заменой вышедшего из строя модуля.

Следует обратить внимание и на такое обстоятельство. Использование насоса с «мокрым» ротором освобождает пользователя от необходимости регулярного удаления воздуха из улитки, обустраивая патрубки для сброса. Насос сам производит удаление воздуха.

К преимуществам агрегатов «мокрого» типа следует отнести:

– относительно низкий уровень шума в процессе работы;

– малые габаритные размеры и небольшой вес устройства;

– невысокий уровень потребления электрической энергии;

– относительно большой срок бесперебойной эксплуатации;

– легкость настройки, обслуживания и ремонта.

Самым существенным недостатком насосов этого типа считают его относительно низкий уровень КПД. Как правило, он составляет менее 50%. Это объясняется, в первую очередь, тем, что трудно обеспечить качественную герметизацию ротора. С учетом этого факта, подобные модели, естественно, рекомендуется устанавливать только в системах отопления для небольших частных домов. То есть, там, где общая протяженность трубопроводов является сравнительно небольшой.

Следует также запомнить, что бесперебойная работа «мокрых» агрегатов возможна лишь при условии их правильного монтажа. Основное требование – положение вала должно быть строго горизонтальным. Только при таком расположении вала обеспечивается полноценная водяная смазка подшипников.

В случае, когда необходимо перекачивать большие объемы жидкости в различных системах отопления, применяются устройства с сухими роторами. Свое название они получили благодаря тому факту, что двигатели подобных устройств не имеют непосредственно контакта с перекачиваемой жидкостью. В этом и состоит их характерная особенность. Насосная часть и электродвигатель изолированы друг от друга посредством «скользящего торцового уплотнения».

В основе СТУ (скользящего торцевого уплотнения) – 2 кольца, с отполированными поверхностями. Одно из них, называемое динамическим, насажено на вал. Оно вращается вместе с ним. Другое, именуемое статическим, закреплено неподвижно в корпусе насоса. Кольца находятся в тесном контакте, благодаря пружине, которая взаимно их прижимает. Для их изготовления обычно используется агломерированный уголь. В некоторых моделях, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях, используются керамические или металлические кольца.

СТУ относится к так называемым динамическим уплотнениям. Они помогают осуществить герметизацию валов, вращающихся в жидкостях. Происходит это следующим образом. Пространство между поверхностями колец, заполняется тонкой жидкой пленкой, поскольку давление воды в системе выше атмосферного. Благодаря этой пленке происходит герметизация насоса. Кроме того, она выступает и в качестве смазки и средства охлаждения соприкасающихся поверхностей. При различных режимах работы насосного устройства, природа трения между поверхностями различна. Трение может относиться к смешанному, граничному или сухому виду. Сухое трение наблюдается в отсутствие смазывающей пленки. Оно приводит к очень быстрому разрушению трущихся поверхностей. В других случаях, срок службы определяется рабочими условиями (составом, температурой жидкости).

Насосные устройства с «сухим» ротором подразделяются на 3 подвида.

1. Консольные. Характерная особенность консольных насосов – сборка, смонтированная на единой платформе. При этом, оси, как насоса, так и двигателя, располагаются вдоль одной линии. Широко используются для организации городского водоснабжения, для решения производственных нужд предприятий.

2. Моноблочные. Они относятся к разряду низконапорных устройств. Для монтажа насоса и электродвигателя используется общий корпус. Эти агрегаты неприхотливы в эксплуатации, легко обслуживаются в работе. Широко применяются для решения задач коммунального хозяйства, в организации инженерных коммуникаций. Два этих подвида имеют отличительную особенность – расположение входного и выходного патрубков под некоторым углом.

3. «In-line» насосы. Главное отличие насосов этой категории по сравнению с предыдущими моделями, это возможность их непосредственной установки на магистрали трубопровода. Патрубки таких устройств расположены на одной линии. Отличаются более высокой надежностью. Предусмотрен механизм компенсации естественной выработки колец, происходящей в результате эксплуатации. С помощью прижимной пружины осуществляется «самоподгонка» деталей.

КПД насосов с «сухим» ротором заметно больше, чем у аналогов с «мокрым» ротором. Он достигает порой 80%. Однако, эти приборы не лишены некоторых недостатков, в числе которых:

– наличие высокого уровня шума. В связи с этим их монтаж рекомендуется осуществлять в отдельном помещении, обладающем хорошей звукоизоляцией;

– обязательность поддержания чистоты, как теплоносителя. так и воздуха внутри помещения. Возникновение воздушных завихрений в процессе работы насоса, приводит к притягиванию пылевых частиц. В результате попадания таких частиц в корпус, герметичность нарушается. Поэтому, возникает необходимость контроля уровня запыленности воздушной среды, окружающей насос, а также состава теплоносителя.

Критерии выбора насоса

Выбор конкретной модели и типа насоса осуществляется с учетом нескольких факторов. К ним, в первую очередь, относятся:

– так называемая продуктивность насоса. Расчет этого параметра осуществляется на основе выбора оптимального условия максимальной загруженности;

– условия эксплуатации оборудования. Они различаются по типу теплоносителя, температурному режиму, материалу и диаметрам труб;

– значению внутреннего давления насоса (напора). Оно должно быть выбрано в соответствии с суммарным гидравлическим сопротивлением всей системы. При этом этажность сооружения не играет роли.

Монтаж циркуляционного насоса

Следует запомнить главное правило при установке циркуляционных насосов: его вал должен быть расположен всегда горизонтально. Установлено, что вертикальное расположение вала насоса приводит к потере около 30% его производительности.

Обвязка (установка) насоса в систему отопления осуществляется следующим образом. Для того, чтобы установить насос в уже действующую систему отопления, следует сделать обводную линию, или так называемый байпас (перепуск). Для этого разрезают главную (подающую) трубу, куда вставляют шаровой кран. Отдельно собирают байспас и монтируют его к основной трубе по известной схеме. Рекомендуется ставить перед насосом фильтр, а также шаровые краны с обеих сторон. Это нужно для аварийного отсоединения насоса в случае неполадок, не сливая при этом всю воду из отопительной системы.

О неисправностях насоса

Одна из проблем, возникающих при использовании циркуляционных насосов в системе отопления, состоит в следующем. Насос работает, как правило, в зимний период времени. Другими словами, он постоянно в это время находится в рабочем состоянии и не создает нам проблем. Как только заканчивается зимний период, мы отключаем насос. И длительное время он находится вне привычного для него состояния.

Вследствие того, что вода в системе не отличается хорошим качеством, в ней происходит выпадение солей жесткости в осадок. Солями жесткости называются растворенные в воде соли щелочноземельных металлов (в основном, к ним относятся кальций и магний). Жесткость воды определяется уровнем концентрации именно солей жесткости. Следовательно, это осадок накапливается и в пространстве, отделяющем крыльчатку от насоса. Таким образом, насос, который не работает, как говорят, закоксовывается. Поверхность крыльчатки покрывается слоем солей жесткости.

Когда наступает отопительный сезон, мы запускаем насос. Но при этом наблюдаются нежелательные явления: гудение, отсутствие циркуляции в системе. Они напрямую связаны с тем, что крыльчатка не может вращаться из-за наличия солей жесткости. У маломощных моторов крыльчатка вообще не может вращаться. Что лучше предпринять в указанной ситуации?

Самый кардинальный, но не экономичный выход из нее, это заменить насос. Однако, чаще всего, проблему можно решить более простым способом. Это самому попытаться запустить насос, открутив гайку и повернув с помощью подходящего инструмента вал насоса. Это бывает достаточно во многих случаях. Если же в результате этих действий насос не заработает, придется отделить ротор и основательно очистить поверхности корпуса и крыльчатки от образовавшейся накипи.

Резюме

Положительный эффект от применения циркуляционных насосов очевидна пользователям автономных систем отопления. Благодаря им обеспечивается более высокая степень комфорта в помещениях. Она проявляется в появлении ряда новых возможностей:

– поддержания заданной температуры в каждом отдельно взятом помещении;

– уменьшения разницы в температурах, которыми обладают нагретый теплоноситель, выходящий из котла и остывший, обратно возвращающийся в котел. Благодаря этому, происходит заметное увеличение срока службы отопительного прибора;

– установления в системе труб, имеющих относительно малый диаметр;

– практического исключения потерь теплоносителя за счет испарения, свойственного открытым системам.

Источник: http://xn——6cdcklga3agac0adveeerahel6btn3c.xn--p1ai/staty/cirkulyacionnyy_nasos_dlya_sistem_otopleniya

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Содержание

Применение циркуляционного насоса

Водяной насос отопления

Для отопления частного дома необходимо создавать свою автономную систему обогрева. Кроме того, многие люди отказываются от малоэффективного центрального отопления в многоквартирных домах и устанавливают собственные системы на основе замкнутого контура с центральным нагревательным прибором. При этом для обеспечения постоянного движения жидкости внутри них достаточно естественного давления, вызываемого нагревом и, соответственно, расширением. Однако для повышения производительности и снижения потерь необходимо использовать циркуляционные насосы для систем отопления.

Принцип, по которому работают подобные насосы, очень прост. Они устанавливаются в разрыв системы обогрева и включаются в ее контур. Вращение лопастей или вала рабочего органа насоса создает повышенное давление, которое значительно ускоряет перемещение жидкости в трубах и радиаторах. Именно такие насосы производятся компаниями Grundfos, Wiesmann, Wilo и другими профессиональными представителями рынка отопительной техники.

Когда в отоплении дома или квартиры применяются циркуляционные насосы, его эффективность значительно увеличивается. Повышение скорости движения жидкости означает, что она не будет успевать остывать даже при завершении полного цикла перемещения. В свою очередь, это дает возможность полностью устранить плохо прогреваемые зоны, которые обычно находятся в верхних точках контура, а также в его конечном участке, где происходит его соединение с нагревательным прибором.

В итоге уменьшаются потери, и снижается нагрузка на источник тепла, что позволяет уменьшить расход топлива в расчете на квадратный метр. Затраты, которые необходимы для усовершенствования системы обогрева, полностью перекрываются выгодой, полученной от снижения расходов на топливо и уменьшения износа котла или электрического нагревателя. Кроме того, циркуляционные компрессоры обязательны для нормального функционирования систем отопления с большой протяженностью трубопроводов.

Виды циркуляционных насосов

В связи с особенностями условий работы насосов в системе отопления в них применяется исключительно роторно-лопастная схема построения. Насосы мембранного типа не могут использоваться из-за высокой температуры в системе, а зубчатые и другие схемы – по причине низкой плотности используемой жидкости. Рабочим органом, которым оснащены циркуляционные компрессоры, служит вал с лопастями. Они нагнетают жидкость в трубопровод, создавая повышенное давление. Оригинальным вариантом также является применение зубчатого вала, который используется в насосах датской компании Grundfos.

В системах отопления применяются два основных типа насосов, которые различаются возможностью циркуляции жидкости внутри их корпуса. Наиболее совершенной конструкцией являются насосы с сухим ротором, имеющие надежное торцевое уплотнение вала. Благодаря этому жидкость не попадает внутрь, и единственной деталью, которая контактирует с ней, является уплотнение.

Недостаток таких насосов – это склонность к быстрому перегреву, что приводит к необходимости создания дополнительной системы охлаждения. А также невозможность сборки агрегата в небольшом корпусе.

Более распространенными являются насосы с мокрым ротором, в которых вода свободно проникает внутрь корпуса, охлаждая электромотор и уменьшая трение движущихся частей. Именно такой принцип лежит в основе популярных агрегатов Grundfosсерии U/UP/UPS. Такие устройства более компактны, однако их детали быстрее изнашиваются, что снижает их долговечность.

Ротор насосов «мокрого» типа может изготавливаться из:

• оцинкованной стали – наименее прочный вариант;
• бронзы или латуни;
• керамического композита – дорогостоящее, однако очень надежное решение.

Установка насоса

Циркуляционные насосы DAB A для небольших систем отопления

Определившись с выбором агрегата, необходимо найти оптимальное место для его установки. Исходя из того, что в большинстве случаев в квартирах и частных домах применяются системы на основе мокрого ротора, лучше всего найти участок недалеко от ниспадающего трубопровода расширительного бачка. Здесь давление будет максимальным, что обеспечит отличную производительность устройства. Далее необходимо сформировать конструкцию трубопровода насоса с байпасом.

Обратите внимание! Покупая циркуляционные агрегаты компании Grundfos, вы можете найти модель, которая будет смонтирована на готовом байпасе, и его просто нужно будет подключить к системе. Такая конструкция характерна для моделей GrundfosAlpha.

Трубопровод должен включать в себя сам байпас с клапаном для устранения воздушных пробок, а также фитинг с шаровым краном, уголки для подведения воды из системы к насосу и фильтр, улавливающий мелкие частицы, которые могут разрушать насосы.

В большинстве случаев агрегат крепится к трубопроводу при помощи резьбовых соединений. Сам процесс монтажа может быть сопряжен с определенными трудностями. Однако при использовании подобранной разъемной резьбы, которая применяется в насосах Grundfos, установка не потребует большого количества времени и усилий.

Перед тем как устанавливать насосы отопления, необходимо полностью слить всю жидкость из системы и провести ее прочистку. Это необходимо для того, чтобы устройство не было повреждено грубыми частицами, сформированными из накипи или других отложений. Затем циркуляционные компрессоры монтируются в трубопровод в горизонтальном положении для обеспечения постоянного контакта с водой и снижения износа. Все соединения должны обрабатываться герметиком для устранения прорывов жидкости и разгерметизации системы.

Автоматизация обогрева помещения

Циркуляционный насос для систем отопления Wilo Stratos

Максимальная эффективность отопления достигается в том случае, когда в его системе используются насосы с автоматизированным управлением.

Такие устройства различных торговых марок достаточно часто можно встретить на российском рынке профессиональной техники, и безоговорочным лидером в их производстве является компания Grundfos. Приспосабливаясь к условиям окружающей среды, подобные агрегаты регулируют свою производительность, оказывая тем самым влияние на эффективность системы отопления в целом и на уровень расхода топлива в частности.

Наиболее продвинутые модели не требуют никакого обслуживания. Их электроника позволяет распознавать изменения условий окружающей среды при смене дня и ночи, а также сезонов года. Такие насосы в сочетании с автоматическими нагревателями дают возможность полностью забыть о каких-либо регулировках отопления после его монтажа.

Хорошим примером автоматической техники могут служить насосы Grundfosсерии Alpha, а также профессиональные модели этой фирмы, предназначенные для крупных котельных. Эти устройства, не имеющие сальников, отличаются высокой надежностью и точностью выбора характеристик. Благодаря этому в помещении создаются оптимальные условия окружающей среды. Кроме того, компания Grundfosвыпускает также и полуавтоматические насосы различных модификаций, которые требуют предварительной установки и переключения режимов при смене обстоятельств.

Источник: http://remontmechty.ru/otdelka-kvartiry/otoplenie/kotly/cirkulyacionnye-nasosy-dlya-sistem-otopleniya-kak-obespechit

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Компания ПрофиК-Юг производит полный комплекс работ по установке, настройке и введению в эксплуатацию котельных в Одессе. как газовых. так и на тепловых насосах в качестве источника тепла (вида отопления ). Возможно подключение солнечных коллекторов к тепловому насосу или к газовому котлу. В качестве приборов отопления устанавливаем тёплые полы в стяжку из фибробетона на трубках KAN-therm, Viega. конвекторы для теплового насоса daikin.

Газовые котельные всё меньше пользуются популярностью, поэтому чаще устанавливают котельные на тепловом насосе с солнечными коллекторами.

Готовые котельные имеют в своей схеме насосы для отопления в узле разводки водяных трубопроводов, а не только в котле и в тепловом насосе:

Газовая котельная (топочная) с тепловым насосом и бивалентным баком горячей воды (бойлером)

Циркуляционные насосы позволяют интенсифицировать процесс теплообмена и располагать приборы отопления где удобно. Секущие шаровые краны  позволяют ремонтировать любой насос в любое время независимо от остальной части котельной, установка секущих кранов также ускоряет процесс установки котлов и обвязки труб в котельной или топочной.

Горячая вода на тёплые полы подаётся из теплового насоса напрямую в случае, если газовый котёл выключен, это исключает превышение температуры теплого пола выше нормы. Подробнее про нормальную температуру тёплого пола…. При похолодании автоматически включается газовый котёл и подаёт горячую воду в дополнительные приборы отопления, дополнительный контур тёплых полов по периметру дома. Для бесперебойного обеспечения горячей водой установлен  бивалентный бойлер с эффективной теплоизоляцией бака, который сохраняет воду горячей для нескольких одновременных потребителей горячей воды, особенно это удобно в домах с двумя санузлами.Тёплая вода может быть использована  и подана в радиатор, в тёплый пол или на подогрев бассейна в титановый теплообменник.

Схема подключения водяного коллектора и клапанов переключения на фото котельной :

Источник: http://www. profik.com.ua/2011/08/11/gazovye-kotelnye-v-odesse-kotelnye-na-teplovyx-nasosax/

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Современные отопительные приборы с принудительной циркуляцией теплоносителя имеют более высокий КПД и соответственно для обогрева одинаковой площади являются более экономичными  по сравнению широко распространенными приборами использующих принцип   конвекции (циркуляция за счет вытеснения горячей водой, которая имеет меньший удельный вес, холодной).

Но в эксплуатации находится огромное количество отопительных систем оборудованных приборами конвекционного типа и замена их на новые связана с дополнительными финансовыми расходами и не всегда целесообразна.

Принудительная циркуляция теплоносителя значительно повышает КПД системы отопления, особенно в случаях если в системе отопления есть контруклоны, для преодоления которых требуется израсходовать дополнительное количество энергоносителя (газа, угля, дров и т.п.).

На основании этого не сложно сделать вывод, что для рационального использования энергоресурсов, при эксплуатации системы отопления даже в небольших помещениях, целесообразно использовать циркуляционный насос.

Но если циркуляционный насос встроенный в отопительный прибор включается в работу только во время работы прибора в режиме нагрева, то установленный отдельно, как правило, работает весь отопительный сезон, так как не оборудован системой автоматики.

Данный фактор снижает экономичность ((50 Вт *24 часа*120 суток)= 144 кВт*ч) и приводит к сокращению срока службы самого насоса.

Для решения данной задачи можно использовать устройство (см. рис. 1), которое отслеживает температуру на подающем («подача») и обратном («обратка») трубопроводах и включает циркуляционный насос только в случае если разность между температурой достигает болей 5-10 градусов.

Разность температур устанавливается резистором R2, включенным последовательно с датчиком температуры установленного на обратке.

В качестве датчиков используются терморезисторы с обратным  ТКС .

Устройство выполнено на микроконтроллере PIC12F629 (Microchip) и работает по принципу заряда конденсатора (С2, рис. 1).

При нагреве терморезистора его сопротивление уменьшается, соответственно уменьшается время заряда конденсатора. Микроконтроллер последовательно измеряет время заряда конденсатора через датчики (терморезисторы)  и на основании вычислений включает или выключает насос.

Для  включения насоса используется симистор, что обеспечивает достаточно длительный срок эксплуатации устройства.

Источник питания конденсаторный, для питания микроконтроллера и измерительной цепи используется гальванически изолированный преобразователь на DD1, T1, VD1-VD4, C3, C4, VS1.

Выход управления микроконтроллера изолирован от сети через оптопару U1.

Пример реализации устройства показан на рис. 2 и 3.

циркуляционным насосом (вид со стороны элементов)

Навигация по записям

Система автоматики для отопления или контроллер для циркуляционного насоса. 2 комментария

На какой ток макс. рассчитан такой кондесаторный блок питания? И есть ли заводская замена для самодельного дросселя?

Ток конденсаторного блока питания зависит от емкости конденсатора и схемы включения, в данном случае 15-20 мА.

В схеме не дросель, а трансформатор. Это дополнительный гальванически развязанный источник питания для микроконтроллера и датчиков, можно весь узел заменить DC-DC преобразователем с гальванической развязкой.

Схема разрабатывалась очень давно, во времена когда датчики стоили достаточно дорого, а терморезисторы были в наличии.

Если ты хочешь сделать такую автоматику, то посмотри на эту конструкцию

К модулю можно подключить два аналоговых сенсора температуры типа TC1047A или несколько цифровых типа DS18B20 и реализовать управление циркуляционным насосом в звависимости от температуры воздуха в помещении.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Источник: http://ihome.in.ua/sistema-avtomatiki-dlya-otopleniya-ili-kontroller-dlya-tsirkulyatsionnogo-nasosa/

Смотрите также:

21 октября 2021 года

Устройство и принцип действия циркуляционных насосов

Насосы на схемах систем отопления обычно обозначаются так :

Одна из вершин треугольника направлена в сторону движения теплоносителя. Насос побуждает двигаться воду /теплоноситель/ в системе отопления, преодолевая сопротивление в трубе. Он не поднимает воду. Сколько горячей воды в системе отопления поднялось, столько же холодной опустилось.

Насос преодолевает только трение, и вода движется по кругу /системе отопления, от котла к котлу/. Именно поэтому циркуляционные насосы для частного дома /т.е. для бытовых систем отопления/ имеют небольшую мощность, и, следовательно, низкое электропотребление – около 100 ватт, как лампочка. Стоит выделить, что энергопотребление насоса зависит и от его характеристик. Более подробно характеристики насосов будут рассмотрены в соответствующей главе.

 

Если насос выключить, то вода через какое-то время, как и вращающееся колесо, остановится, а если не выключать, то вода будет двигаться постоянно.

На этом основана возможность управления подачей тепла от котла в радиаторы дома. Насос может быть включенным на полную мощность, либо быть выключенным, либо работать вполсилы.

Подберем насос для системы отопления жилого дома

+7-932-2000-535

Насосы немецких фирм – Grundfos, Wilo и Unitherm, в основном используемые при монтаже бытовых систем отопления, имеют три ступени мощности. Это позволяет даже при отсутствии дополнительной автоматики управлять системой. Если в доме жарко, а насос работает в полную силу, можно уменьшить мощность насоса, поток теплоносителя в системе станет меньше, температура на отопительных приборах понизится. В настоящее время все большей популярностью пользуются насосы с электронным управлением. Такие модели позволяют в

2 – 3 раза сократить расход электроэнергии, а электронное управление насоса подстраивает его характеристики под конкретную систему, в которой он установлен.

Можно также подключать насос через термодатчик. Насос в этом случае будет автоматически включаться только тогда, когда температура в доме опустилась ниже желаемой. Такой датчик называют еще термостатом. Современные системы как правило оборудованы регуляторами отопления, которые и осуществляют управление котлом, насосами, различными иными устройствами. Системы с термостатами уже практически не используются.

P.S. – о пользе электронного регулирования

В соответствии с положениями СНиП, циркуляционные насосы для системы отопления выбираются исходя из условий ее максимальной тепловой нагрузки. В реальности такое интенсивное теплоснабжение требуется лишь несколько дней в году. Таким образом, большую часть года мощность насоса превышает необходимую. Во-первых, это означает неоправданные затраты электроэнергии. Во-вторых, если заданную температуру в помещении поддерживают терморегулирующие вентили, при снижении подачи от нерегулируемого насоса на них возникает чрезмерный перепад давления, который вызывает шум. В отдельных случаях применение регулируемого «циркуляционного» насоса позволяет снизить потребление им энергии на –

50,0…60,0 %. Учитывая, что данный элемент системы эксплуатируется в среднем свыше 5 500 часов в год, экономический эффект ощутим даже для маломощных установок.

Циркуляционный насос состоит из чугунного корпуса, внутри которого расположен ротор /вращающаяся часть/ и насаженная на ротор крыльчатка. Ротор вращается – крыльчатка продвигает воду. Одно из основных правил монтажа насоса в системе: ось ротора обязательно должна быть расположена горизонтально /для стандартного типа насосов/, либо соответствовать схеме монтажа /для безвальных насосов с плавающей ротор-крыльчаткой, второй тип/. Ниже приведены схемы монтажа и конструктивные особенности двух основных типов циркуляционных насосов, существующих на рынке. Существуют разновидности насосов и третьего типа – насосы с «сухим ротором». Они практически не используются в бытовых системах отопления.

ТИП 1 – стандартная конструкция насоса, насосы с мокрым ротором

Принципиальная схема представлена на рисунке – конструктивно насос выполнен в литом корпусе. При этом ротор /1

/ погружен в теплоноситель. Между статором /2/ и ротором /1/ существует герметичный «стакан» из нержавеющей стали /3/. Ротор соединен с крыльчаткой /4/ с помощью вала /5/. Вал вращается в опорных подшипниках скольжения /6/, смазка подшипников и их охлаждение происходит с помощью теплоносителя системы отопления. На торцевой крышке насоса расположен винт /6/ для спуска воздуха. Из остальных элементов: 8 – улитка насоса /чугун/ ; 9 – корпус электромоторной части ;10 – коробка коммутации и управления, электро-подключении.

При правильном монтаже циркуляционные насосы практически бесшумны. Вы сможете определить, работает ли насос, только по легкой вибрации, когда дотронетесь до него рукой.

Насосы с «мокрым» ротором 

Эти «циркуляционные насосы» – появились уже довольно давно, в начале – 1950-х годах.

В странах с децентрализованным теплоснабжением они получили большое распространение.

Устройство насоса «мокрого» типа показано на рисунке выше. Его ротор вместе с рабочим колесом погружен в перекачиваемую среду. Жидкость смазывает подшипники вала и одновременно охлаждает мотор. Герметичность той части двигателя, которая находится под напряжением, обеспечивает разделительный стакан, выполненный из нержавеющей немагнитной стали. Вал ротора часто изготавливается из керамики; подшипники – из керамики или графита. Корпус насосов для систем отопления в большинстве случаев отливается из чугуна. Для горячего водоснабжения, как правило, применяются модели с бронзовыми или латунными корпусами.

Насосы данного типа практически бесшумны и могут годами работать без технического обслуживания; их монтаж, ремонт и замена не требуют таких трудоемких операций, как, например, центрирование. Отрицательной стороной «

циркуляционного насоса» с «мокрым» ротором является их низкий КПД /10,0…50,0 %/. Для устройств «сухого» типа этот показатель составляет – 40,0….80,0 %, поэтому им отдают предпочтение в больших системах отопления и горячего водоснабжения. В современных моделях насосов существуют и значительные технологические новшества – вал насоса выполняется из керамики, причем в центре вала существует канал, по которому теплоноситель принудительно поступает в зону подшипника скольжения, тем самым обеспечивая лучшую смазку и более долговечную работу узла. Из новейших моделей, в которых применяется именно такая конструкция – Grundfos Alpha, Unithermсерии UPC. В моделях других производителей как правило вал исполнен цельный, из нержавейки. Соответственно подшипники изнашиваются быстрее.

P.S. – Подшипники скольжения разрушаются при работе насоса «на сухую», сальники перегреваются, что может привести к попаданию жидкости в электрическую часть и короткому замыканию! При работе в данном режиме свыше – 10 секунд вероятно заклинивание!

ТИП 2 – без вальная конструкция насоса, насосы с мокрым ротором

Новые разработки

Одним из направлений совершенствования насосов с «мокрым» стали модели, у которых конструктивно отсутствует вал /безвальные/, а ротор выполнен единым элементом с крыльчаткой /ротор-крыльчатка – 1/. Принцип работы в этом случае следующий – в статоре насоса создается бегущее магнитное поле, которое захватывает постоянный магнит в ротор-крыльчатке. Соответственно, ротор-крыльчатка начинает вращаться и перекачивает теплоноситель. Объединение ротора и крыльчатки позволило конструкторам избавится от вала, соответственно подшипников скольжения и сальников, что существенно увеличивает отказоустойчивость насоса, упрощает его конструкцию. Ротор-крыльчатка в этом случае не имеет жесткой связи с корпусом насоса, а вращается на полусферическом керамическом подшипнике. Благодаря такой плавающей конструкции при попадании в насос твердых частиц не происходит его заклинивание.

Модели с такой конструкцией представлены фирмами – Unitherm /Германия, серии UPM, UPH/ и Grundfos /Дания/, а также Vortex. Их роторы выполнены в форме полусферы со встроенным рабочим колесом. Такая конструкция максимально облегчает промывку и очистку насоса от накипи, а также исключает возможность заклинивания.

Правда, при этом несколько снижается КПД. Ну и еще одним существенным преимуществом данной конструкции является следующая – при работе «на сухую» благодаря отсутствию сальников никогда не произойдет попадание воды в электрическую часть насоса, соответственно замыкание и полный выход прибора из строя. Хотя и данная конструкция не позволяет данный режим работы. Данные модели насосов имеют и ограничения по установке – как правило установка насоса допускается в горизонтальном положении трубы /корпусом вниз/, второй вариант – вертикальная труба, корпусом наружу /насос в этом случае должен перекачивать жидкость снизу-вверх/.

1. – ротор-крыльчатка, свободно «плавающая» на подшипнике ;
2. – полностью герметичный статор ;
3. – полусферический керамический подшипник ;
4. – перегородка из нержавеющей стали, без каких-либо отверстий ;
5. – улитка насоса /латунь для насосов – ГВС, чугун – для отопительных/.

P.S. – Полусферический подшипник при работе насоса «на сухую» может выйти из строя вследствие перегрева, но жидкость не попадает в электрическую часть, т.к. отсутствуют сальники и подшипники.

ТИП 3 – Насосы с сухим ротором

В настоящее время в качестве «циркуляционные насосы» широко применяются – насосы с так называемым «сухим» ротором. /Их моторы не соприкасаются с перекачиваемой водой/. К ним относятся традиционные консольные, моноблочные, а также Inline-насосы. Характерным отличием последнего типа является скользящее торцевое уплотнение. Упрощенно говоря, оно состоит из двух очень точно отполированных колец. При работе кольца вращаются друг относительно друга. Так как вода в отопительном контуре находится под повышенным давлением по сравнению с атмосферой, между поверхностями скольжения образуется тонкая водяная пленка. Поскольку кольца прижаты друг к другу пружиной, при износе уплотнения происходит его само-подгонка. Это делает насос герметичным. В зависимости от вида теплоносителя и его температуры материалом для скользящего торцевого уплотнения служат графит, керамика, нержавеющая сталь, карбид вольфрама, оксид алюминия и т. д. При перекачке обычной воды в нормальных условиях эксплуатации срок службы уплотняющих колец составляет 2 – 4 года. Они не требуют обслуживания и не зависят от направления вращения двигателя. Что касается традиционной сальниковой набивки, то она не обеспечивает такой герметичности, нуждается в подводе воды для смазки и охлаждения, а также в регулярном обслуживании. Поэтому обычно ведущие производители оборудуют сальниками только крупные консольные насосы, устанавливаемые на фундаменте

P.S. – Сальниковые и скользящие торцевые уплотнения разрушаются при работе насоса «на сухую». При хорошей конструкции прибора даже в этом случае жидкость не сможет попасть в электрическую часть насоса. 

Характеристики насоса и сети 

Изготовители сопровождают насосы графиками, где по вертикальной оси отсчитывается их напор /H, м/, а по горизонтальной – производительность или подача /Q, м3/ч/. Максимальное значение напора возможно при работе насоса на закрытую задвижку /Q = 0/. При постепенном открытии вентиля давление снижается, а подача увеличивается. Теоретически эта нисходящая кривая достигает горизонтальной оси, если жидкость обладает энергией движения, а напор отсутствует. Но поскольку трубопроводная система всегда обладает сопротивлением, реальная характеристика насоса заканчивается до пересечения со шкалой производительности.

Причиной сопротивления является трение частиц воды о стены труб и между собой, а также препятствия движению жидкости в арматуре. Чем больше объем перекачиваемой жидкости, тем выше скорость ее движения, а также сопротивление сети. Значит, для обеспечения подачи необходим более высокий напор. При неизменном поперечном сечении трубы наблюдается следующая квадратичная зависимость: h2/h3 = (Q1/Q2)2. Пример насосного графика приведен ниже /для насосов Unitherm/. Для наглядности приведем еще такое описание данного графика. Максимальный напор насос достигает в случае если подача равна нулю – например подсоединив к насосу UPH 20-60(T) /смотри график этого насоса ниже/ стеклянную вертикальную трубку высотой 6 метров и включив насос увидим следующую картину – столб воды поднимется до отметки – 6,0 метров, но вытекать из верхнего открытого конца уже не будет – показателей насоса не хватает. Если же мы обрежем эту трубку на высоте – 4,5 метра – тогда из верхнего конца этой трубки будет литься вода в объеме – 2 000 литров/час /смотрите пересечение красных линий на графике/.

Отопление и водоснабжение – многогранный инженерный процесс,

требующий знаний и умений ПРОФЕССИОНАЛА.

Проясним Вашу ситуацию и ответим на вопросы бесплатно +7-932-2000-535

Сантехнические работы Тюмень

Циркуляционные насосы: принцип работы, виды | Насосы

Если площадь, которую необходимо отопить исчисляется несколькими сотнями квадратных метров, и эти метры занимают несколько этажей, то классического отопления, которое основано на естественной циркуляции теплоносителя будет не хватать. Давление в системах с естественной циркуляцией не превышает 0,6 мПа. Повышения давления и улучшения циркуляции воды в таких системах можно добиться двумя способами: построить замкнутую систему с трубами большого диаметра или ввести в нее циркуляционный насос. Трубы большого диаметра обойдутся в довольно большую денежную сумму, поэтому для отопления помещения в 100-150 кв.м. идеально подойдет циркуляционный насос.

 

Как появились насосы для систем отопления

 

Решить проблему циркуляции теплоносителя в системе водяного отопления инженеры пытались еще век назад, сделать это они пытались при помощи насоса с электродвигателем. Такие насосы в ХХ веке имели открытые контакты, если на них попадала влага, могла возникнуть авария.

 

В 20-х годах прошлого века немец Готтлоб Баукнехт создал первый в мире закрытый электродвигатель. Спустя несколько лет после этого Вильгельмом Оплендером была разработан циркуляционный насос, в котором использовался электродвигатель конструкции Баукнехта.  Уже в 1929 году такие насосы стали выпускаться повсеместно по всей Европе и США.

 

Основным недостатком циркуляционного насоса Опледера было сальниковое уплотнение, которое изнашивалось за короткий период времени при небольших неровностях на поверхности вала, материал сальниковой набивки так же не отличался особой прочностью. Насос требовал частой смены сальников, а поверхность вала нуждалась в постоянной шлифовке.

 

Первый циркуляционный насос «мокрого» типа был создан 70 лет назад, его изобретателем стал швейцарец Карл Рютчи. Электродвигатель в насосе конструкции Рютчи монтировался на колене, по которому проходила вода, он был надежно герметизирован. Вода выступала в роли смазки.

 

Спустя несколько лет, колено по которому проходил теплоноситель было заменено на «улитку», с того момента «улитка» используется в конструкции всех циркуляционных насосов.

 

Принцип работы и устройство циркуляционного насоса

 

Циркуляционные насосы – это узкоспециализированные приборы, которые были созданы для принудительной циркуляции теплоносителя в системе. Приборы имеют схожую конструкцию с дренажными насосами. Корпус насосов изготовляется из нержавеющих металлов или сплавов, ротор выполняется из стали или алюминия, роторный вал оснащен лопастным колесом-крыльчаткой, есть вращающийся ротор и электродвигатель.

 

Циркуляционный насос устанавливается в систему отопления, там происходит засасывание воды с одной стороны, далее она нагнетается в трубопроводе с другой стороны за счет центробежной силы. Центробежная сила возникает при вращении крыльчатки, на вводном патрубке возникает разрежение, а на выводном компрессия. Задача циркуляционного насоса заключается в содействии теплоносителя в преодолении сопротивления, которое возникает на отдельных участках отопительной системы.

Типы циркуляционных насосов

Циркуляционные насосы можно подразделить на две большие группы: сухие и мокрые.

Сухие насосы не вступают в контакт с водой, рабочая часть таких приборов отделена от электродвигателя уплотнительными кольцами, которые выполняются из угольного агломерата, гораздо реже и нержавейки, керамики, стали или карбида вольфрама. Когда происходит запуск насоса уплотнительные кольца начинают вращаться по отношению друг к другу, между подогнанными друг под друга кольцами располагается тончайший слой пленки, которая герметизирует соединение за счет разницы давление в отопительной системе и во внешней атмосфере.

 

Пружина подталкивает одно уплотнительное кольцо к другому, в процессе работы кольца изнашиваются и сами подгоняются друг под друга. Срок службы таких колец не превышает 3 года. Кольца являются намного эффективнее сальниковой набивки. КПД насосов с сухим ротором не превышает 80%. Такие приборы издают характерные громкие шумы во время работы, их необходимо устанавливать в помещениях с хорошей звукоизоляцией.

 

Стоит брать в расчет, что циркуляционные сухие насосы могут вызывать воздушные завихрения, которые притягивают частицы пыли и взвеси в теплоносителе, которые приводят к разгерметизации поверхности колец уплотнения. Независимо от того, какой уплотнитель использован в насосе, в процессе работы происходит его разрушение. Поэтому им все время требуется жидкость, которая выполняет роль смазки.

 

Насосы с сухим ротором могут быть: горизонтальными, вертикальными и блочными. У горизонтальных приборов всасывающий патрубок располагается на торцевой стороне «улитки», а нагнетательный патрубок находится на корпусе. Крепление электродвигателя осуществляется горизонтально.

 

Вертикальные насосы оснащаются патрубками одинакового прохода, которые расположены по одной оси. Электродвигатель располагается вертикально. В блочные насосы теплоноситель поступает в направлении оси, а его выход производится в радиальном положении.

 

Мокрые циркуляционные насосы имеют в своей конструкции крыльчатку, которая погружается в теплоноситель вместе с ротором. Теплоноситель выполняет функция смазки и охлаждает рабочий двигатель.

 

Разделяющий ротор и статор металлический стакан, материалом для которого служит нержавеющая сталь, отвечает за герметичность той части электродвигателя, которая находится под напряжением. Ротор мокрых насосов выполняют из керамики, корпус преимущественно из чугуна. Для систем отопления лучше всего приобретать насосы в латунном или бронзовом корпусе.

 

Приборы данного типа являются менее шумными, они не требуют частого тех обслуживания, они легко ремонтируются и настраиваются. Однако мокрые насосы имеют один огромный минус – низкий уровень КПД, который не превышает 50%. Причиной такой низкой производительности служит то, что герметизировать гильзу, которая служит разделителем практически невозможно. Из-за низкого КПД насосы мокрого типа используют для улучшения циркуляции в отопительных системах небольшой протяженности.

 

Современные мокрые насосы имеют модульную конструкцию. Таких модулей 5: корпус, коробка с клеммниками, рабочее колесо, картуш с ротором и валом, электромотор со статором. Единый блок картуша позволяет сразу же устранить воздух, который скапливается в корпусе насоса. Модульная схема конструкции облегчает ремонтные работы, достаточно будет изменить неисправный модуль на новый.

 

Циркуляционные насосы мокрого типа комплектуются одно- или трехфазным двигателем. С трубопроводом систем отопления насосы крепятся резьбовыми или фланцевыми соединениями. Вода выполняет роль смазки подшипников, поэтому вал должен располагаться в строго горизонтальном положении, любое другое положении приведет к сбою в работе прибора.

 

Выбор циркуляционного насоса

 

Прежде чем совершить покупку необходимо рассчитать какое количество теплоносителя проходит через котел за минуту. К примеру, при мощности котла в 30 кВт через котел за минуту пройдет 30 литров воды. Рассчитывая расход теплоносителя применительно к определенному участку кольца циркуляции можно воспользоваться тем же способом. Расход воды рассчитывается соответственно мощности отопительных радиаторов.

На очереди — вычисление расхода теплоносителя в трубопроводе, согласно диаметру труб, из которых он построен:

• в трубах диаметром ½ дюйма расход воды составит 5,7 л/мин;
• в трубах диаметром ¾ дюйма расход воды составит 15 л/мин;
• в трубах диаметром 1 дюйм расход воды составит 30 л/мин;
• в трубах диаметром 1¼ дюйма расход воды составит 53 л/мин;
• при диаметре труб 1½ дюйма расход воды составит 83 л/мин;
• при диаметре труб 2 дюйма расход воды составит 170 л/мин;
• при диаметре труб 2½ дюйма расход воды составит 320 л/мин.

Скорость движения теплоносителя принята за 1,5 м в секунду, это средняя скорость для воды в системах отопления.

На 10м трубы понадобится напор в 0,6 метра, т.е. для 100м трубы напор должен быть 6 метров. Если в системе отопления использованы трубы меньшего диаметра, то мощность насоса необходимо повысить, т.к. гидравлическое сопротивление будет выше. При большем диаметре трубы покупается циркуляционный насос меньшей мощности.

Стоит учитывать, что выбрать на 100% подходящий насос не удастся, т.к. у каждой отопительной системы есть свои нюансы, насосы являются серийно-выпускаемым агрегатом со средним параметром. Покупая насос излишней мощности может привести к шуму в трубах. Предпочтение стоит отдать модели, которая имеет несколько режимов мощности. Оптимальным будет прибор, мощность которого превышает норму для конкретной системы на 5-10%.

Устройство циркуляционного насоса для отопления и принцип работы

Устройство циркуляционного насоса для отопления и принцип работы

Разделы статьи:

Циркуляционный насос предназначен для принудительной перекачки теплоносителя в трубах отопления и водоснабжения. Без установки циркуляционного насоса не получится сделать систему отопления закрытого типа и отопить большой дом в несколько этажей.

Основной задачей циркуляционного насоса является поднятие давления в системе отопления замкнутого типа и равномерное перекачивание тепла в контурах теплого пола. Наверняка многие из жильцов частных домов замечали, что крайние батареи отопления греют меньше. Так вот, установка циркуляционного насоса в данном случае позволит решить проблему с доставкой теплоносителя.

Сегодня без использования циркуляционных насосов невозможно устройство теплых полов, работа геотермального отопления и солнечных коллекторов. Циркуляционный насос является важной составляющей современных систем отопления, и именно о его устройстве будет рассказано в данной статье строительного сайта «Ремстройсовет» (remstroisovet.ru).

В 2021 році більш ефективний спосіб опалення — Система опалення «Коузи», которую можно  установить и заказать тут.

• При сильных морозах экономия электроэнергии 20-30%
• 6 вариантов типоразмера мощностью от 250 до 720 Вт
• Мобильность,можно закрепить на пол или стену — отапливая дом.
• Электрический конвектор «Коузи» бесшумный
• Температура такая, как вам хочется.
• Не подведет в экстремальной ситуации.

Виды циркуляционных насосов

Циркуляционные насосы бывают с сухим и мокрым ротором, консольного и моноблочного типа. В чём существенная разница насосов с сухим и мокрым ротором?

Основное отличие циркуляционных насосов с мокрым и сухим ротором в конструкции и в КПД. И если у насоса с сухим ротором КПД достигает всего лишь 45%, то КПД циркуляционного насоса с мокрым ротором на порядок выше, но не менее чем 75%.

Что касается конструкции, то в насосах с мокрым ротором теплоноситель выполняет одновременно роль смазки и охлаждения. В данном случае на валу двигателя закреплена крыльчатка, которая и приводит поток воды в движение. В свою очередь, элементы циркуляционного насоса с сухим ротором не имеют прямого контакта с жидкостью.

Такая конструкция насоса обладает рядом существенных недостатков. Ну, во-первых, долговечность насоса с сухим ротором несколько меньше, чем с мокрым ротором. Во-вторых, насос время от времени требует смазки и имеет некоторую шумность во время работы из-за попадания воздуха вовнутрь.

Консольные, моноблочные и IN LINE циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы подразделяются не только по типу установленных в них роторов, но и в зависимости от вида соединения.

Так, самыми совершенными на сегодняшний день устройствами, являются in-line циркуляционные насосы. Наряду с высокой герметичностью и долговечными материалами изготовления, такими как керамика, алюминий и нержавеющая сталь, ресурс работы in-line насосов более 5 лет.

Моноблочные циркуляционные насосы имеют корпус и двигатель с крыльчаткой на валу, которые установлены в отдельном моноблоке. Срок эксплуатации таких циркуляционных насосов несколько меньший, но зато данное оборудование отличается невысокой стоимостью.

Что же касается консольных циркуляционных насосов, то их корпус и двигатель разъедены и установлены по отдельности. В таких насосах для передачи крутящего момента используется соединительная муфта.

Устройство циркуляционного насоса

Любой циркуляционный насос состоит из набора элементов, каждый из которых образует единую цепь. В конструкции самого простого насоса для перекачки теплоносителя по трубам, имеются следующие элементы:

1. Корпус, в который заключены все узлы и механизмы. Данный элемент циркуляционного насоса, как правило, герметичен и имеет качественные уплотнители.
2. Электродвигатель с ротором, являются главным узлом циркуляционного насоса, который осуществляет вращение крыльчатки.
3. Лопастное колесо (крыльчатка) служит для нагнетания давления воды в трубах. Когда крыльчатка вращается, она забирает часть жидкости из насоса, и с силой выталкивает её в выходной патрубок.
4. Конденсатор, который служит для запуска двигателя и стабилизации его питания в ходе работы.
5. Входной и выходной патрубок с накидными гайками для подключения циркуляционного насоса.

Все современные циркуляционные насосы с мокрым ротором имеют достаточно продолжительный срок эксплуатации и не требуют абсолютно никакого обслуживания в период использования. Мелкие проблемы, такие как завоздушивание насоса или остановка ротора, можно вполне решить и самостоятельным путем.

Но, тем не менее, во время установки циркуляционного насоса должны соблюдаться основные требования производителя. Ставить фильтр грубой очистки перед насосом — одно из таких требований, которое позволяет избежать образование засоров и остановку циркуляционного насоса вследствие внутреннего загрязнения.

Циркуляционные насосы типа НКУ – Энциклопедия по машиностроению XXL

Схемой котельной предусмотрено подключение всех котлов к подающей и обратной магистралям. Запроектировано два циркуляционных насоса типа 6к-12, которые должны работать попеременно.  [c.94]

Головной образец циркуляционного насоса типа ЭЦН-3 спроектирован и изготовлен Ленинградским заводом Экономайзер .  [c.30]

На рис. 5.15 показана конструкция циркуляционного насоса типа Д одноступенчатого, горизон-  [c.195]

В табл. 5.4 (см. с, 198) приведены характеристики циркуляционных насосов типа В, используемых на ТЭЦ.  [c.197]

В типовой системе прямого нанесения смазки (рис. 124 [186]) свежая смазка подается в баки 1, где она подогревается до 50—70 °С. Из бака дозирующими насосами (типа РПН-1-30) 2 через фильтр 3 смазка подается в смесительный бак 4. Одновременно в смеситель подается подогретая до 60—70 °С вода из бака 5 через фильтр 3 и мембранно-пружинный клапан 6. Смеситель оборудован мешалкой 7 с приводом от воздушной турбины 8, датчиком уровня 9 и терморегулятором 10. Подготовленная механическая смесь масла с водой циркуляционными насосами (типа КСМ-30) 11 подается в магистраль 12 давление и температура смеси контролируется приборами 13. Из магистрали 12 смазка через распределительные клапаны 14 поступает в коллектор 15 и через форсунки 16 подается на полосу (или на валки). Оставшаяся смазка поступает через золотниковый распределитель 14 по магистрали 17 назад в смеситель. Включение подачи смазки на полосу контролируется с поста управления станом посредством воздушных цилиндров 18 и золотникового устройства 14. Давление контролируется манометрами 19 и регулируется посредством запорной арматуры 20. Количество поступающих в смеситель воды и масла регулируется соответственно дистрибутором 21 и дозирующим насосом 2. Распыление водомасляной смеси производится с помощью безвоздушных форсунок (рис. 125) с диаметром отверстия 1,2 мм.  [c.237]

Производительность циркуляционного насоса типа 8КМ-12, м /ч…..  [c.191]

На фиг. 19 изображен продольный разрез циркуляционного насоса типа 20-НДН. Этот тип насоса состоит из чугунного литого корпуса 1 с горизонтальными патрубками для входа и выхода воды, расположенными под 90° к продольной оси насоса. Крышка насоса 2 соединяется с корпусом по горизонтальному разъему, проходящему через ось ротора. На вал насоса 3 надето рабочее колесо 4 и защитные втулки. Концевые уплотнения насоса состоят из уплотнений 6, хлопчатобумажной набивки 7 и кольца гидравлического уплотнения 8. Торцовая поверхность грундбукс 9 служит опорой для сальниковой набивки.  [c.32]

Типы и конструкции циркуляционных насосов  [c.266]

В качестве циркуляционных насосов для сплава СС-4 используются стальные насосы пропеллерного типа с выносным валом либо бес-сальниковые затопленные центробежные насосы, приспособленные для перекачки горячих жидкостей с температурой 500…550°С.  [c.293]

В конденсаторе осуществляется конденсация отработавшего в турбине пара. Охлаждающей средой обычно служит вода, которая подается циркуляционным насосом. В н-а-стоящее время в стационарных паротурбинных установках применяются только водяные конденсаторы поверхностного типа, позволяющие получать чистый конденсат для питания котлов.  [c.196]

В котлах с многократной принудительной циркуляцией (рис. 55, б) движение жидкости создается циркуляционным насосом 7. Котлы данного типа широкого распространения не получили.  [c.131]

В этом типе компоновки на некоторых электростанциях перед фронтом машинного зала сооружалась пристройка с краном для размещения циркуляционных насосов (для случаев, когда отсутствует береговая насосная).  [c.66]

В газотурбинных ГПА системы охлаждения предназначены главным образом для охлаждения масла смазки подшипников, предельная температура которых обычно не превышает 348 К. Основные параметры системы охлаждения зависят от количества тепла, отбираемого от масла, а это определяет подачу циркуляционных насосов, выбор диаметра трубопроводов и размеры теплообменников (масло—вода, масло—воздух, вода—воздух). Требования, предъявляемые к теплообменникам, заключаются в том чтобы в жаркое время года температура масла на входе в турбину после охлаждения его в теплообменнике не превышала допустимой для данного типа турбины. В зимнее время, особенно в условиях Севера, масло может охлаждаться ниже допустимого предела работа турбины будет при этом неустойчивой, так как доступ масла к трущимся поверхностям затруднен.  [c.126]

Работа главных циркуляционных насосов (производительностью до 19 ООО м /ч для ВВЭР-1000) вертикального типа основана на центробежном принципе, они имеют сложную систему уплотнений вала и охлаждения подшипников. Главные циркуляционные трубопроводы с внутренним диаметром от 500 до 850 мм имеют сложную пространственную трассировку, обеспечивающую снижение усилий термокомпенсации при тепловом расшире-  [c.17]

При отсутствии указаний завода-изготовителя в зависимости от типа насоса и его назначения между уплотнительным кольцом и лопастным диском устанавливаются следующие радиальные зазоры а (фиг. 9, а) для дренажных и перекачивающих насосов 0,07—0,10 мм, для питательных насосов 0, 0—0,15 мм, для конденсатных насосов 0,15—0,20 мм, для циркуляционных насосов 0,20—0,30 мм.  [c.251]

Одним из типов уплотнений вала, применявшимся ранее в циркуляционных насосах для АЭС, было уплотнение с радиальным зазором между валом и втулкой, жестко закрепленной в кор-  [c.71]

Рассмотренные проектные схемы циркуляционных насосов и их обслуживающих систем соответствуют предъявляемым требованиям и отличаются простотой, надежностью и легкостью обслуживания. Изготовление таких сложных сборок, как рабочие колеса для всех типов ГЦН, литых улиток, валов, направляющих аппаратов и т. п., ведется с высокой степенью точности и соблюдением существующих программ обеспечения качества энергети- ческого оборудования.  [c.291]

Насосы. В централизованных циркуляционных системах жидкой смазки применяются шестеренные и ротационно-поршневые насосы типа НУЖ. Характерной особенностью насосов типа НУЖ (рис. 7) является подача любого количества масла (в пределах производительности) при постоянном давлении. Насос имеет регуляторы давления и производительности, позволяющие установить желательный расход масла и давление. Техническая характеристика насосов, типа НУЖ приведена в табл. 13.  [c.30]

Компрессоры передвижных установок почти всегда приводятся в движение от двигателей автотракторного типа. Электропривод применяется редко. Привод от паровой машины применяется для стационарных компрессоров и циркуляционных насосов. Паровая машина не требует разгрузки при пуске и допускает плавное изменение числа оборотов в широких пределах. Газовые двигатели применяются при наличии дешёвого газа. Пределы регулирования числа оборотов для них уже, чем для паровых машин.  [c.503]

По известным значениям расхода охлаждающей воды W и полного напора Н циркуляционный насос либо выбирают из уже существующих насосов, либо разрабатывают новый, отвечающий требуемым значениям W а Н. Ъ качестве циркуляционных насосов в зависимости от значений W к Н используют насосы центробежного или осевого типа. Насосы осевого типа применяют при весьма больших производительностях и относительно малых напорах, а насосы центробежного типа — во всех остальных случаях.  [c.109]

В парогенераторе в едином агрегате скомпонованы испаритель вертикального типа, пароперегреватель с горизонтальной поверхностью нагрева и вертикальный циркуляционный насос.  [c.55]

В настоящее время в жилищных и других эксплуатационных организациях установился совершенно ненормальный, но практически вынужденный порядок круглосуточного обслуживания циркуляционных отопительных насосов. Обычно даже близко расположенные (например, в соседних зданиях) насосы обслуживаются раздельными бригадами. Оправдание этому лежит в плохом исполнении насосных агрегатов, отсутствии средств электрической защиты и больших трудностях в ремонте поврежденных электродвигателей. Применяемые насосные агрегаты, как правило, не соответствуют необходимым параметрам. Так, например, весьма часто применяются агрегаты с насосами типа К при числе оборотов 3 ООО в минуту.  [c.62]

Основные типы циркуляционных насосов и их характеристики. Наиболее широко применяются для водоснабжения тепловых  [c.358]

Имеющиеся правила [8] содержат общие требования к помещениям и самим установкам, которые направлены на обеспечение безопасности обслуживания. Они не регламентируют обязательные нормы для каждого вида устройств (циркуляционных насосов, теплообменников, арматуры и др.), входящих в состав стенда. Проектирование этих устройств выполняют главным образом на основе правил, применяемых в промышленности для конкретных типов аппаратов, работающих с агрессивными средами.  [c.37]

Вода для охлаждения стана, подогретая до 40—45 °С, при помощи циркуляционных насосов (типа 6НДВ) через сетчатые фильтры подается в коллекторы охлаждения прокатных валков. Вода с валков и остатки технологической  [c.237]

Насосные станции, установленные на берегу водохранилища или реки, называют береговыми станциями. Тип и конспрукция зданий насосной станции с вoдoзaбqpным сооружением зависят от типа и конструкции Циркуляционных насосов и двигателей, режима водоисточника, гидрогеологических условий в месте расположения здания и климатических условий. Насосные (береговые) станции могут быть центральными, т. е. обеспечивать охлаждающей водой все энергетические установки электростанции из общего водовода, и блочными, когда каждый циркуляцион-  [c.275]

В качестве примера, демонстрирующего особенности использования программного комплекса, остановимся на задаче моделирования динамики системы автоматического регулирования ядер-ной паропроизводящей установки (ЯППУ) малой мощности с реактором интегрального типа. В процессе проектирования системы автоматического регулирования исследовались проблемы расчетного обоснования ядерной безопасности ЯППУ в переходных режимах и в проектных аварийных ситуациях (обесточивание, стоп-вода , стоп-пар , отключение главного циркуляционного насоса и секций парогенератора и др.). Структурная схема моделируемой системы (см. рис. 11 на вклейке) скомпонована с помощью элементов каталога Реакторные блоки , а субмодели Кинетика нейтронов , Система управления , Теплофизические параметры АЗ и т.д., представляющие собой сложные многоуровневые структуры, набраны из каталогов общетехнической библиотеки типовых блоков. Общее число элементов в схеме – более 370, функциональных переменньгх – около 3000. На этом же рисунке размещены окна визуализации поведения физических параметров системы автоматического регулирования в процесее моделирования.  [c.77]

Атомные электростанции с водяным теплоносителем, общая мощность которых в СССР превысила в 1967 г. 1 млн. кет и по которым накоплен большой опыт строительства и эксплуатации, будут строиться в нашей стране и в будущем, причем по мере совершенствования конструкций и увеличения мощности реакторов их экономические показатели будут последовательно улучшаться. Так, разработан проект атомной электростанции электрической мощностью 880 тыс. кет с двумя водо-водяными реакторами ВВЭР, аналогичными реакторам Ново-Воронежской АЭС, размещенными в одном реакторном зале и отличающимися уменьшенным числом трубопроводов и соответственно увеличенной мощностью циркуляционных насосов первичного контура. Проект этот предусматривает улучшенную компоновку станционных помещений, уменьшение потребности в технологическом оборудовании и пропорциональное снижение строительных и эксплуатационных расходов. Но наряду с графито-водяными и водо-водяными реакторами большой электрической мощности внимание исследователей и инженеров все больше привлекают энергетические реакторы других перспективных типов.  [c.178]

Значительную экономию топлива и определенные экономические преимущества могут обеспечить схемы использования тепла уходящих газов энергетических и технологических агрегатов для получения пресной воды. Одна из таких схем связана с утилизацией тепла отработавших газов газовых турбин для получения пресной воды в термических опреснительных установках (ТОУ), используемой для водоснабжения компрессорных станций магистральных газопроводов и объектов жилищно-культурного строительства, находящихся в районах минерализованных вод. Установка ТОУ состоит из следующих основных элементов два утилизационных теплообменника газовой турбины типа ГТК-Ю теплопро-изводительностью 9,6 ГДж/ч испарители первой и второй ступени суммарной поверхностью нагрева 442 м два циркуляционных насоса испарителей водо-подогреватель с поверхностью нагрева 23 м аппарат воздушного охлаждения типа АВЗ. с поверхностью на-  [c.179]

Исследования проводились на теплофизической установке, представляющей собой замкнутый циркуляционный контур (рис. 8,4). Теплоносителем являлась химически обессоленная вода. Циркуляционный насос подавал воду в регулируемый электроподогреватель, в котором она нагревалась до заданной температуры, а затем в экспериментальный участок, где вода догревалась до температуры насыщения и частично испа рялась. Из экспериментального участка пароводяная смесь поступала в систему параллельно включенных холодильников змеевикового типа, в которых происходили конденсация пара и охлаждение воды, поступающей на всас циркуляционного насоса. Давление в контуре регулировалось подпиткой или сбросом части воды из контура череа холодильник продувки в бак.  [c.150]

При создании серийных реакторов (типа ВВЭР-440 и ВВЭР-1000),имеющих в ГЦК корпус реактора, главные циркуляционные насосы, трубопроводы, главные запорные задвижки, парогенераторы, компенсаторы объема, трубопроводы системы аварийного ввода бора и аварийного расхолаживания, трубопроводы и гидроемкости для аварийного залива активной зоны, предусматривается [22] целый комплекс мер обеспечения надежности, безопасности и ресурса. Эти меры включают на стадиях проектирования и модернизации  [c.43]

Двухпетлевая схема циркуляции использована на I блоке Белоярской АЭС с реактором канального типа (риг, 1.1). В каждой петле предусматривается один главный циркуляционный насос и один насос аварийного расхолаживания. В случае отключения одного из ГЦН автоматически отключается и ГЦН второй петли, но одновременно и также автоматически включаются оба насоса аварийного расхолаживания, обеспечивающих суммарную подачу, равную 15 % номинальной.  [c.12]

Главные циркуляционные насосы Нововоронежской АЭС (НВАЭС). По массогабаритным характеристикам эти насосы (рис. 5.3) можно отнести к наиболее крупным насосам этого типа. ГЦН состоит из прочно-нлотного корпуса 7 с двухзаходной спиральной улиткой 5 и выемной части 2. Корпус на сварке крепится к напорному 4 и всасывающему 8 патрубкам. Выемная часть уплотнена в корпусе самоуплотняющейся клиновой никелевой прокладкой 3.  [c.136]

Главные циркуляционные насосы для зарубежных реакторов типа BWR. Фирма General Ele tri специализируется на разработке и производстве реакторов BWR с установкой внутри корпуса реактора вокруг активной зоны системы струйных насосов, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя. Для непрерывной подачи к струйным насосам рабочей воды с напором 126—  [c.158]

Водорегуляторы. Область применения водорегуляторов — машины с водяным охлаждением конденсатора, но без циркуляционного насоса. Их назначение пропуск воды в соответствии с нагрузкой конденсатора, при постоянном давлении конденсации прекращение течения воды после остановки машины. Известны два типа водорегуляторов мембранный (фиг. 55) и сильфонный (фиг. 56).  [c.703]

I — вход горячих газов 2 — контактная камера каскадного типа 3 — форсуяка 4 — выход охлажденных газов 5 — промежуточный теплообменник 6 — регулятор 7 — циркуляционный насос 8 — сборный бак воды с отстойником.  [c.51]

Газы прп более низких температурах обычно несут взвесь в гранулированном виде при этом поверхности нагрева чистить легче. Котлы дымогарного типа достаточно ко М1па КТ1Ны, просты, газоплотны (что имеет особое значение при использовании газов, поступающих под давлением или содержащих вредные примеси) но они маломощны, чистка их возможна только при выключе-. НИИ из работы. Обычно они ставятся за мартеновскими печами при садке до 100 т (их в СССР около 50). Котлы с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ) имеют много преимуществ перед дымогарными они мощны, компактны (имеют трубы диаметром 25—32 мм, что обеспечивает высокую величину коэффициента теплопередачи в единице объема). Их недостаток — необходимость иметь надежные циркуляционные насосы — относительно невелик, так как наша промышленность выпускает достаточное количество таких насосов. За большими мартеновскими печами уже установлено около 150 котлов с МПЦ, но 2/з находящихся в эксплуатации мартеновских печей еще не имеет котлов-утилизаторов, что свидетельствует об отставании в использовании этого важного мероприятия по экономии топлива.  [c.241]

К настоящему времени накоплен значительный опыт монтажа, наладки и ремонта главных циркуляционных насосов (ГЦН) АЭС с реакторами типа РБМК, который требует своего обобщения и анализа как необходимого этапа в подготовке квалифицированных специалистов, занимающихся обслуживанием энергетического оборудования большой мощности на АЭС.  [c.3]

Циркуляционные насосы применяют специальной конструкции, допускающей перекачку абразивных суспензий. Желательно применение насосов со специальной конструкцией уплотнения между валом и корпусом, которая не допускает поступления воздуха в полость всасывания при работе насоса (например, насосы типа Пд Бобруйского завода). Подавать воду на уплотнение сальников в циркуляционных насосах не следует во избежание разбавления известкового молока.  [c.118]

---

Насос циркуляционный центробежный. Устройство, монтаж, нормы

   Циркуляционный насос — предназначен для создания циркуляции воды в замкнутых кольцах систем отопления и горячего водоснабжения. Название “циркуляционный насос” определяет схему применения, а не конструктивные особенности насоса. Для циркуляции воды могут применяться все типы насосов, которые допускают беспрерывный режим эксплуатации. В настоящем разделе вы найдёте насосы с водяным охлаждением электродвигателя перекачиваемой жидкостью, так называемые насосы с “мокрым ротором”, которые из-за конструктивных особенностей применяют лишь в качестве циркуляционных насосов.
Бесшумность и неприхотливость к монтажу послужили широкому применению насосов с мокрым ротором для циркуляции в котельных и тепловых пунктах с широким диапазоном мощностей.
   Циркуляционные насосы с мокрым ротором, применяют в системах отопления и горячего водоснабжения с потребным напором до 15 м.вод.ст и подачей менее 100 м3/ч. Если по условиям технологического процесса циркуляционный насос должен обеспечить более высокие параметры, — применяют насосы с воздушным охлаждением электродвигателя, так как, ограничения в производительности наложены конструктивными особенностями насоса с мокрым ротором.
   Конструктивно циркуляционные насосы для систем горячего водоснабжения отличаются от насосов, устанавливаемых в системах отопления, наличием защиты ротора от накипи и корпусом из стойких к коррозии материалов, например, бронзы или нержавеющей стали.
   Установка насосов с мокрым ротором для перекачивания холодоносителя в системах охлаждения, — запрещена нормативно, так как охлаждение мотора осуществляется перекачиваемой жидкостью. То есть, охлаждая ротор перекачиваемой жидкостью насос будет нагревать холодоноситель.

Достоинства:
 – Практически беззвучный
 – Очень низкий уровень вибрации
 – Компактная конструкция
 – Не требует опорных рам
 – Длительный срок эксплуатации
 – Не имеет уплотнений вала
 – Не требует технического обслуживания
 – Входной и выходной патрубки расположены на одной оси

Недостатки
 – Низкий КПД от 5 до 54%.
 – Высокие требования к качеству теплоносителя
 – Ось электродвигателя должна быть горизонтальна.
 – Не допускается установка в системах холодоснабжения
 – Конструктивные особенности насосов с мокрым ротором не позволяют создать напор превышающий 15-20 м.вод.ст.
 – Цена циркуляционного насоса с мокрым ротором, как правило, выше цены насоса с сухим ротором с аналогичными характеристиками.

Устройство и конструкция циркуляционного насоса

  Конструкция циркуляционного насоса рассмотрена на примере центробежного насоса с водяным охлаждением электродвигателя “мокрым ротором”.
– В чугунном корпусе на валу электродвигателя закреплено закрытое рабочее колесо из композитного материала.
– Рабочее колесо представляет из себя два параллельных диска соединённых между собой радиально изогнутыми лопатками. В одном из дисков предусмотрено отверстие для входа рабочей среды, а во втором отверстие для крепления рабочего колеса на валу электродвигателя.
– В корпусе насоса по периферии рабочего колеса выполнено спиралевидное отверстие в форме конфузора необходимое для преобразования кинетической энергии потока в статическое давление, а также сбора и отвода воды в нужном направлении.
– Рабочее колесо закреплено на валу ротора омываемого и охлаждаемого перекачиваемой водой. Находящийся под напряжением статор электродвигателя герметично отделён от ротора разделительным стаканом. Стакан выполнен из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна с толщиной стенки 0,1 – 0,3 мм.
– Ротор циркуляционного насоса закреплён на торцевых подшипниках скольжения изготовленных из керамики или графита. Охлаждение подшипников осуществляется перекачиваемой водой.
– Внешняя особенность циркуляционного насоса с мокрым ротором, отличающая его от насосов с воздушным охлаждением электродвигателя — это отсутствие оребрения на поверхности электромотора и крыльчатки на его торце.
– Устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором сложнее, устройства насосов с воздушным охлаждением электродвигателя, поэтому при одинаковых расходных характеристиках цена такого насоса будет выше.

Принцип работы циркуляционного насоса

   Принцип работы циркуляционного насоса основан на использовании центробежной силы. Рабочее колесо с радиально изогнутыми лопастями закреплено на валу электродвигателя. Вода из всасывающего патрубка попадает в центр вращающегося рабочего колеса и под действием сил инерции (центробежной силы) отбрасывается вдоль лопаток к его периферии. На выходе из рабочего колеса вода поступает в спиральный канал в форме конфузора, в котором кинетическая энергия переданная воде от рабочего колеса преобразуется в потенциальную энергию, повышая её статическое давление. В циркуляционных насосах с мокрым ротором, ротор двигателя вращается непосредственно в перекачиваемой воде одновременно выполняющей функцию охлаждения и смазки радиально упорных подшипников скольжения.
   Центробежные насосы имеют жёсткую зависимость рабочих параметров от частоты вращения и диаметра рабочего колеса:
 – Изменение производительности насоса — пропорционально изменению частоты вращения рабочего колеса.
 – Изменение напора насоса — пропорционально квадрату изменения частоты вращения рабочего колеса.
 – Потребляемая мощность на валу насоса — пропорциональна кубу изменения частоты вращения рабочего колеса.
 – Производительность и напор развиваемый насосом, изменяются пропорционально квадрату изменения диаметра рабочего колеса.

Технические характеристики циркуляционных насосов

Напор — Н [м.вод.ст] — это разница давлений между входящим и выходящим патрубками насоса. Напор циркуляционного насоса всегда равен сумме потерь напора на всех элементах циркуляционного кольца. На напор насоса не влияет высота присоединённой системы — он должен покрывать только гидравлические потери в циркуляционном кольце.

Подача — Q [м?/ч] — это объём воды, подаваемый насосом за единицу времени. Фактическую подачу циркуляционного насоса определяют наложением на напорно-расходную характеристику, гидравлической характеристики циркуляционного кольца.

Напорно-расходная характеристика насоса — это графическое отображение зависимости подачи насоса от напора в координатах [м?/ч]/[м.вод.ст]. Напорно-расходную характеристику составляет производитель отдельно для каждой марки насоса на основании данных полученных в результате испытания опытного образца и приводит в технических каталогах.

Гидравлическая характеристика циркуляционного кольца — это графическое изображение зависимости потерь напора в циркуляционном кольце от расхода протекающего через него, в координатах [м?/ч]/[м.вод.ст]. Так как изменение потерь напора в циркуляционном кольце пропорционально квадрату изменения расхода — гидравлическая характеристика циркуляционного кольца всегда изображается в виде параболы.

Например, чтобы увеличить расход в системе отопления в 2 раза, необходимо увеличить напор циркуляционного насоса в 2? = 4 раза.

Рабочая точка циркуляционного насоса — точка в месте пересечения напорно-расходной характеристики насоса и гидравлической характеристики циркуляционного кольца. Рабочая точка отображает фактическую подачу и напор насоса в циркуляционном кольце.

Кавитационный запас насоса — NPSH — [м.вод.ст] — минимальное абсолютное давление во всасывающем патрубке насоса, при котором гарантирована работа без кавитации. Значение NPSH определяется индивидуально для каждой марки насоса на основе испытаний опытного образца и приводится в каталогах в виде графиков. Значение NPSH тем выше, чем выше температура перекачиваемой воды.

Полезная мощность — Nu [Вт] — соответствует энергии передаваемой жидкости в единицу времени.
Nu = р · g · Q · H

Мощность на валу — Nw [Вт] — механическая мощность передаваемая на вал насоса. Механическая мощность больше полезной на величину гидравлических потерь и потерь на трение в рабочем колесе.
Nw = Nu / n

КПД — n [%] — коэффициент полезного действия циркуляционного насоса, который характеризует степень его совершенства, определяется как отношение полезной мощности к мощности на валу.

Номинальный диаметр — DN — безразмерное обозначение типоразмера примерно равное внутреннему диаметру присоединительных патрубков насоса в миллиметрах. Номинальные диаметры применяются для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр Ду насоса. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».

Номинальное давление — PN [бар] — наибольшее избыточное давление рабочей среды с температурой 20°C, при котором гарантирована длительная и безопасная эксплуатация. Альтернативным обозначением номинального давления PN, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление Ру. Ряд номинальных давлений PN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».
Класс энергоэффективности насоса

Класс энергоэффективности — [A-G] — общепринятая классификация бытовых товаров отображающая эффективность использования энергии. Классы энергоэффективности обозначаются латинскими буквами от A до G. Товары маркированные буквой A имеют наименьшее энергопотребление, а товары с маркировкой G соответственно — наибольшее.

Если сравнивать циркуляционные насосы с похожими гидравлическими характеристиками различного класса энергоэффективности, можно установить что разница в потреблении энергии насосами двух смежных классов составляет 22%. Насос класса A потребляет только около 33% электроэнергии, необходимой для работы насоса класса D.

 

Подбор циркуляционных насосов

   Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.
   Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.
   Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.
   Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.
   Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.

Расчёт циркуляционного насоса

   Расход воды циркулирующей в системе отопления пропорционален тепловой нагрузке и обратно пропорционален температурному графику. Расход воды циркулирующей в системе горячего водоснабжения пропорционален тепловым потерям в трубопроводах системы горячего водоснабжения и обратно пропорционален разнице температур воды подаваемой в систему ГВС и возвращаемой из неё.  Потери напора в системах отопления и горячего водоснабжения определяются гидравлическим расчётом и должны быть приведены в проектах устройства этих систем. Определяя напор насоса, не следует пренебрегать естественным циркуляционным давлением системы, которое возникает из-за разности плотностей горячей воды на входе в систему и холодной на выходе из неё. Величина естественного давления имеет положительный знак, если центр нагрева воды – ниже центра охлаждения и отрицательный, если центр нагрева выше центра охлаждения. В разные периоды отопительного сезона, величина естественного давления различная и соответственно – различное и его влияние. Устранить влияние естественного давления можно установив автоматические регуляторы перепада давления или расхода. Чем больше доля естественного давления в циркуляционном напоре – тем больше его влияние.

Кавитация в насосе

   Кавитация в насосе возникает когда давление воды во всасывающем патрубке снижается до давления насыщения. По сути, кавитация – это резкое образование пузырьков пара и такое же резкое их схлопвывание, как следствие – резкие скачки давления на рабочем колесе насоса. Кавитация в насосе не только сопровождается повышенным шумом, но и ускоряет процесс его износа. Исключить кавитацию в насосе можно обеспечив давление во всасывающем патрубке, выше давления насыщения воды. Следует учесть, что давление насыщения зависит от температуры воды, чем она ниже – тем ниже давление насыщения.
Некоторые производители указывают кавитационную характеристику насоса – NPHS – численно равную минимальному абсолютному давлению во всасывающем патрубке насоса, при котором гарантирована бескавитационная работа.

Регулирование подачи циркуляционного насоса

  Регулирование дросселированием — самый простой и самый неэффективный способ регулирования подачи насоса. Рабочая точка перемещается по насосной характеристике вверх, а при нулевом расходе совмещается с осью ординат, при этом насос работает с низким КПД.
В качестве дросселирующего устройства может быть ручной балансировочный клапан, регулирующий клапан с электроприводом, регулятор давления или дроссельная диафрагма.

   Регулирование перепуском — реализуется установкой в перемычку между напорным и всасывающим патрубком насоса – перепускного клапана или регулятора перепада давления открывающегося при увеличении контролируемой величины. При этом насос выходит на такую рабочую точку напорно-расходной характеристики, которая соответствует заданному перепаду давления (напору насоса), а избыток расхода перепускается из всасывающего патрубка в напорный через байпасную линию. Подобное регулирование часто применяют для защиты насосов не допускающих работу на малых расходах в системах отопления с радиаторными термостатическими клапанами. Закрытие радиаторных клапанов приводит к уменьшению расхода в системе отопления, при этом напор насоса возрастает и открывается клапан перепускающий теплоноситель из напорного патрубка во всасывающий, сохраняя тем самым постоянным расход через насос.

   При регулировании изменением частоты вращения рабочего колеса — производительность насоса изменяется пропорционально изменению частоты вращения, напор – пропорционально квадрату изменения частоты вращения, а изменения потребляемой мощности пропорционально кубу изменения частоты вращения.
Программное регулирование частоты вращения рабочего колеса насоса не только обеспечит его работу с максимальным КПД в широком диапазоне расходов, но и позволит снизить шумы возникающие при работе, реализовать функцию мягкого пуска, снижение пусковых токов и исключение гидравлических ударов в системах.

Установка циркуляционного насоса

   Установка циркуляционного насоса в системах отопления и горячего водоснабжения должна выполняться в соответствии с проектом устройства этих систем и инструкцией производителя по монтажу. Ниже собраны общие рекомендации касающиеся монтажа насосов с мокрым ротором:
 – Ось вала должна быть горизонтальна. В противном случае, насос перегреется и будет отключён защитой.
 – Насосы с мокрым ротором не требуют устройства опорных рам и фундаментов, если иное не оговорено инструкцией по монтажу.
 – Стрелка на корпусе насоса должна совпадать с технологическим направлением движения воды в месте его установки.
 – Циркуляционный насос может быть установлен как на подающем, так и на обратном трубопроводе системы отопления, хотя из условий эксплуатации, рекомендуется установка циркуляционного насоса в месте с минимальной температурой перекачиваемой воды.
 – Тепловая изоляция выполняется только на корпусе насоса “улитке”. Выполнять тепловую изоляцию мотора не допускается.

Трубопроводная обвязка

  Диаметр подводящих и отводящих трубопроводов, как и номинальные диаметры арматуры устанавливаемой на них, определяются расчётом и обычно превышают номинальный диаметр патрубков насоса на 1-2 типоразмера. Поэтому подключение трубопроводов к насосу выполняют через переходы. Перед циркуляционным насосом, по ходу движения воды, следует установить сетчатый фильтр, а до и после него запорную арматуру, антивибрационные вставки и манометры. Маломощные насосы могут устанавливаться без антивибрационных вставок. При параллельной установке двух и более насосов на напорном патрубке каждого из них следует установить обратный клапан. В системах отопления установка резервного циркуляционного насоса обязательна. Корпус насоса не должен испытывать нагрузок кручения, растяжения, изгиба или сжатия от присоединённых трубопроводов. Присоединительные трубопроводы должны быть соосны. При резьбовом подключении трубопроводов, монтаж насоса следует выполнять через накидные гайки “американки”. При фланцевом монтаже циркуляционного насоса, контр фланцы должны быть параллельны, между фланцами следует установить прокладки из материала соответствующего свойствам рабочей среды, а под стяжные болты и гайки заложить шайбы. Если в узле обвязки насоса может скапливаться воздух, в возможных местах его скопления следует установить автоматические воздухоотводчики. В нижней точке отключаемого с насосом участка трубопровода следует установить дренажный кран. Перед установкой циркуляционного насоса, необходимо промыть подводящие трубопроводные узлы.

Подключение циркуляционного насоса

   Подключение насоса к электрической сети должно быть выполнено через щит автоматизации с базовым перечнем защит и управления. Монтажное положение насоса должно исключать попадание воды на клеммную коробку. Не рекомендуется устанавливать клеммную коробку снизу мотора. Насосы устойчивые к токам блокировки и насосы со встроенной защитой обмотки от перегрева, не нуждаются в дополнительной защите. Корпус насоса должен быть заземлён.

Последовательность паковки резьбового соединения:

1. Взять прядь льняного волокна с таким количеством нитей, чтобы в скрученном состоянии её диаметр были примерно равен глубине резьбы на монтируемом элементе. Длина пряди должна обеспечивать количество подмотки в 1,5-2раза превосходящее число витков резьбы.
2. Отступив примерно 50-70 мм от начала пряди, следует слегка скрутить её, уложить в первый виток резьбы и удерживая её рукой, плотно намотать длинную ветвь пряди по часовой стрелке, укладывая её в каждый виток резьбы.
3. Дойдя до конца резьбы, продолжить намотку вторым слоем, перемещая витки к началу резьбы. Длина второго слоя намотки должна быть примерно равна 2/3 длины резьбы.
4. Оставшийся конец пряди (50-70мм) намотать аналогично по часовой стрелке, укладывая от конца резьбы к её началу.
5. Нанести слой герметика поверх подмотки.
6. Навернуть рукой сопрягаемые элементы. При правильной подмотке, монтируемый элемент должен завернуться на 1,5-2 оборота.
7. Гаечным ключом или динамометрическим продолжить наворачивание элемента. В случае, когда монтируемому элементу необходимо придать определённое положение, закончить наворачивание в необходимом для этого элемента положении.

Обслуживание и ремонт циркуляционного насоса

   Современные насосы практически не требуют обслуживания, а ремонт их, как и всякой импортной техники, лучше проводить в сервисных центрах, поэтому все рекомендации больше касаются предупреждения поломки, до факта останова циркуляционного насоса.
 – Насос не должен работать с нулевой подачей.
 – Не допускается работа насоса без жидкости.
 – Насос должен работать в допустимом диапазоне расходов, эксплуатация циркуляционного насоса со слишком низкой или высокой подачей, может стать причиной преждевременного выхода из стороя.
 – Во время длительных простоев рекомендуется включать насос на 10-15 минут с периодичностью примерно раз в месяц. В противном случае возможно окисление и блокирование вала.
 – Температура воды в системах горячего водоснабжения оборудованных циркуляционными насосами с мокрым ротором не должна превышать 65°C. Данное ограничение введено для исключения выпадения в осадок солей жёсткости.

Периодическое техническое обслуживание:
 – Удостовериться в отсутствии шума и вибрации.
 – Проверить режим работы насоса по его напорно-расходной характеристике.
 – Проверить наличие чрезмерного нагрева электромотора насоса.
 – Возобновить смазку резьбовой части болтов фланцевых соединений.
 – Визуально проверить наличие заземления на корпусе насоса.
 – Проверить наличие течи в местах крепления насоса к трубопроводу и при необходимости произвести подтяжку соединений и замену прокладок.
 – Проверить качество соединения электрических кабелей в клеммной колодке и убедиться в отсутствии влаги на ней.

Требования норм, касающиеся циркуляционных насосов

   Ниже собраны требования норм и правил касающиеся подбора, монтажа и эксплуатации циркуляционных насосов. Приведенный перечень нормативных требований не является исчерпывающим, и со временем будет расширяться. Выдержки взяты из нормативных документов регулирующих порядок проектирования, монтажа и эксплуатации инженерных систем жилых, общественных и административно бытовых зданий. В разделе не приведены требования норм и правил которые относятся к циркуляционным насосам применяемым в промышленности и технологических установках.

ДБН В.2.5-39 Тепловые сети

Пункт 9.8.7 — Раздел 9.8 Регулирование отпуска тепловой энергии — Глава 9 Теплоноситель и его параметры

Сетевые насосы на источнике тепловой энергии и на подкачивающих станциях рекомендуется оборудовать устройствами частотного регулирования оборотов двигателей, при помощи которых обеспечивается регулирование заданного перепада давления теплоносителя независимо от его расхода.

Пункт 10.12 — Глава 10 Гидравлический режим

Давление и температура воды во всасывающих патрубках должны обеспечивать безкавитационную работу сетевых, подпиточных, подкачивающих и смешивающих насосов.

Пункт 10.13 — Глава 10 Гидравлический режим

Напор сетевых насосов следует определять для отопительного и неотопительного периодов и принимать равным сумме потерь напора в оборудовании источника тепловой энергии, в подающем и обратном трубопроводе от источника теплоты до наиболее отдалённого потребителя и в системе потребителя, включая потери в тепловых пунктах и насосных станциях, при суммарном расчётном расходе воды.
Напор подкачивающих насосов на подающем и обратном трубопроводах следует определять по пьезометрическому графику при расчётном расходе воды в трубопроводах с учётом гидравлических потерь в оборудовании и трубопроводах источника тепловой энергии.
При наличии подкачивающих насосов напор сетевых насосов следует соответственно уменьшать.

Пункт 10.14 — Глава 10 Гидравлический режим

Подачу рабочих насосов следует принимать:
 а) сетевых и подкачивающих насосов для закрытых систем теплоснабжения в отопительный период – по суммарному расчётному расходу воды, который определяют по формуле (А.9) приложения А.
 б) сетевых и подкачивающих насосов на подающих трубопроводах тепловых сетей для открытых систем теплоснабжения в отопительный период – по суммарному расчётному расходу воды, определённому в соответствии с формулой (А.12) при k = 1,4; подкачивающих насосов на обратных трубопроводах – в соответствии с формулой (А.9) приложения А при k=0,6;
 в) сетевых и подкачивающих насосов для закрытых и открытых систем теплоснабжения в неотопительный период – по максимальному расходу воды на горячее водоснабжение в неотопительный период – в соответствии с формулой (А.11) приложения А.
При расчёте продуктивности сетевых насосов в открытых системах теплоснабжения от ТЭЦ следует проверять необходимость учёта дополнительного расхода воды для вакуумных деаэраторов.

Пункт 10.17 — Глава 10 Гидравлический режим

Напор смесительных насосов (на перемычке) следует определять по наибольшему перепаду давления между подающим и обратным трубопроводами.

Пункт 10.18 — Глава 10 Гидравлический режим

При определении напора сетевых насосов перепад давления на вводе двухтрубных водяных тепловых сетей в здание следует принимать равным расчётным потерям давления на вводе в тепловой пункт и местной системе с коэффициентом 1,5 но не менее 0,2МПа.
Рекомендуется избыточное давление снижать в тепловых пунктах.

Пункт 10.19 — Глава 10 Гидравлический режим

Количество насосов следует принимать:

 сетевых – не менее двух, один из которых резервный; резервный насос устанавливают независимо от количества рабочих насосов.
 подкачивающих и смесительных (в тепловых сетях) – не менее трёх, один из которых резервный, при этом резервный насос устанавливают независимо от количества рабочих насосов.
 подпиточных – в закрытых системах теплоснабжения не менее двух, один из которых резервный, в открытых системах – не менее трёх, один из которых также резервный.
 в узлах разделения водяной тепловой сети на гидравлически изолированные зоны (пункты рассечки), допускается в закрытых системах теплоснабжения устанавливать один подпиточный насос без резерва, а в открытых системах – один рабочий и один резервный.

Количество насосов уточняется с учётом их совместной работы на тепловую сеть.

Пункт 16.5 — Глава 16 Тепловые пункты

В помещениях тепловых пунктов допускается расположение оборудования санитарно-технических систем зданий и сооружений.
В тепловых пунктах, встроенных в жилые здания, следует устанавливать насосы только с допустимым (низким) уровнем шума.

Пункт 16.7.6 — Раздел 16.7 Схемы присоединения потребителей к тепловой сети — Глава 16 Тепловые пункты

Защиту насосной группы теплового пункта от воздействия переменного гидравлического режима системы отопления следует осуществлять путём автоматического перепуска теплоносителя после насоса или использованием автоматически регулируемых циркуляционных насосов.

Пункт 16.15 — Глава 16 Тепловые пункты

В тепловых пунктах не допускается устройство пусковых перемычек между подающим и обратным трубопроводами тепловой сети. Не допускается устройство обводных трубопроводов для насосов (кроме подпиточных), элеваторов, регулирующих клапанов, грязевиков и приборов учёта тепловых потоков и расхода воды.
Регуляторы перелива и конденсатоотводчики следует оборудовать обводными трубопроводами.

Пункт 17.1 — Глава 17 Электроснабжение и система управления

Электроснабжение тепловых сетей следует выполнять в соответствии с Правилами устройства электроустановок и НПАОП 0.00-1.32-01.
Электроприёмники тепловых сетей по надёжности электроснабжения следует предусматривать:
 – I категории – подкачивающие насосы тепловых сетей диаметром труб более 500мм и дренажные насосы дюкеров, диспетчерские пункты;
 – II категории – запорная и регулирующая арматура при телеуправлении, подкачивающие, смесительные и циркуляционные насосы тепловых сетей диаметром труб менее 500мм и систем отопления и вентиляции в тепловых пунктах, насосы для опорожнения и опустошения баков-аккумуляторов для подпитки тепловой сети в открытых системах теплоснабжения, подпиточные насосы в узлах рассечки;
 – III категории – остальные электроприёмники.

Пункт 17.8 — Глава 17 Электроснабжение и система управления

Автоматизация смесительных насосов должна обеспечивать заданный коэффициент смешения и защиту тепловой сети после смесительных насосов от повышения температуры воды от заданной при остановке насосов.

Пункт 17.9 — Глава 17 Электроснабжение и система управления

Насосные станции следует оборудовать комплектом показывающих и регистрирующих устройств (включая измерение расхода воды), которые устанавливают по месту или на щите управления сигнализацией состояния и неисправностей оборудования на щите управления.

Пункт 17.13 — Глава 17 Электроснабжение и система управления

Автоматизация теплового пункта должна обеспечивать:
 – регулирование расхода тепловой энергии в системе отопления и ограничение максимального расхода сетевой воды у потребителя;
 – заданную температуру воды в системе горячего водоснабжения;
 – поддержание статического давления в системах потребителей теплоты при их независимом присоединении;
 – заданное давление в обратном трубопроводе или необходимый перепад давлений воды в подающем и обратном трубопроводах тепловых сетей;
 – защиту систем теплопотребления от повышенного давления и температуры воды в случаях появления опасности превышения допустимых граничных параметров;
 – включение резервного насоса при отключении рабочего;
 – прекращение подачи воды в бак-аккумулятор при достижении верхнего уровня воды в баке и разбора воды из бака при достижении нижнего уровня;
 другие мероприятия повышающие эффективность работы оборудования.

СНиП 2.04.01 Внутренний водопровод и канализация зданий

Пункт 12.3 — Глава 12 Насосные установки

Насосные установки, подающие воду на хозяйственно-питьевые, противопожарные и циркуляционные нужды, следует, как правило, располагать в помещениях тепловых пунктов, бойлерных и котельных.

Пункт 12.4 — Глава 12 Насосные установки

Располагать насосные установки (кроме пожарных) непосредственно под жилыми квартирами, детскими или групповыми комнатами детских садов и яслей, классами общеобразовательных школ, больничными помещениями, рабочими комнатами административных зданий, аудиториями учебных заведений и другими подобными помещениями не допускается.
Насосные установки с противопожарными насосами и гидропневматические баки для внутреннего пожаротушения допускается располагать в первых и подвальных этажах зданий I и II степени огнестойкости из несгораемых материалов. При этом помещения насосных установок и гидропневматических баков должны быть отапливаемыми, выгорожены противопожарными стенами (перегородками) и перекрытиями и иметь отдельный выход наружу или на лестничную клетку.

Примечания:
 1. В отдельных случаях по согласованию с местными органами санитарно-эпидемиологической службы допускается располагать насосные установки рядом с перечисленными помещениями, при этом суммарный уровень шума в помещениях не должен превышать 30 дБ.
 2. Помещения с гидропневматическими баками располагать непосредственно (рядом, сверху, снизу) с помещениями, где возможно одновременное пребывание большого числа людей — 50 чел. и более (зрительный зал, сцена, гардеробная и т. п), не допускается. Гидропневматические баки допускается располагать в технических этажах. При проектировании гидропневматических баков следует учитывать требования „Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. При этом необходимость регистрации гидропневматических баков устанавливается пп. 6-2-1 и 6-2-2 указанных Правил.
 3. Не допускается располагать противопожарные насосные установки в зданиях, в которых прекращается подача электроэнергии во время отсутствия обслуживающего персонала.

Пункт 12.11 — Глава 12 Насосные установки

В централизованных системах горячего водоснабжения при недостаточном давлении воды в городском водопроводе в ночные часы в качестве дополнительных повысительных насосов надлежит использовать циркуляционные насосы, устанавливаемые на подающем трубопроводе.

Пункт 12.14 — Глава 12 Насосные установки

Повысительно-циркуляционный насос следует подбирать по расчетному расходу горячей воды, определяемому согласно п. 8.1.

Пункт 12.15 — Глава 12 Насосные установки

Проектирование насосных установок и определение числа резервных агрегатов следует выполнять согласно СНиП 2.04.02-84 с учетом параллельной или последовательной работы насосов в каждой ступени.

Пункт 12.16 — Глава 12 Насосные установки

На напорной линии у каждого насоса следует предусматривать обратный клапан, задвижку и манометр, а на всасывающей — установку задвижки и манометра.
При работе насоса без подпора на всасывающей линии задвижку устанавливать на ней не требуется.

Пункт 12.19 — Глава 12 Насосные установки

В системах горячего водоснабжения промышленных предприятий резервный циркуляционный насос допускается не устанавливать. В зданиях и сооружениях с режимом эксплуатации в одну или две смены следует предусматривать возможность выключения циркуляционных насосов систем горячего водоснабжении. Включение циркуляционных насосов должно обеспечивать получение расчетной температуры воды у санитарных приборов к началу водоразбора.

Пункт 12.20 — Глава 12 Насосные установки

При проектировании циркуляционно-повысительных насосов необходимо предусматривать мероприятия по защите систем горячего водоснабжения от повышенных давлений в часы малого водоразбора или в его отсутствие.

Пункт 12.22 — Глава 12 Насосные установки

При дистанционном пуске пожарных насосных установок пусковые кнопки следует устанавливать в шкафах у пожарных кранов. При автоматическом и дистанционном включении пожарных насосов необходимо одновременно подать сигнал (световой и звуковой) в помещение пожарного поста или другое помещение с круглосуточным пребыванием обслуживающего персонала.

Пункт 12.24 — Глава 12 Насосные установки

Насосные установки систем холодного водоснабжения, циркуляционные и циркуляционно-повысительные насосные системы горячего водоснабжения надлежит проектировать с ручным, дистанционным или автоматическим управлением.
При автоматическом управлении повысительной насосной установкой должны предусматриваться:
 – автоматический пуск и отключение рабочих насосов в зависимости от требуемого давления в системе;
 – автоматическое включение резервного насоса при аварийном отключении рабочего насоса;
 – подача звукового или светового сигнала об аварийном отключении рабочего насоса.

СНиП 2.04.05 Отопление вентиляция и кондиционирование

Пункт 3.19 — Глава 3 Отопление

Системы водяного отопления следует проектировать, как правило, с искусственным побуждением циркуляции. Естественное побуждение допускается применять в системах квартирного отопления при отсутствии в автономном теплогенераторе встроенного малошумного насоса, а также в системе циркуляиии воды через верхнюю зону здания повышенной этажности.

СНиП II-35 Котельные установки

Пункт 9.21 — Глава 9 Вспомогательное оборудование

Выбор сетевых и подпиточных насосов для открытых и закрытых систем теплоснабжения, а также насосов для установок сбора и перекачки конденсата следует производить в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию тепловых сетей.

Пункт 14.2 — Глава 14 Электроснабжение и электротехнические устройства

Электроприемники котельных по надежности электроснабжения относятся к первой или второй категориям, определяемым в соответствии с ПУЭ и п. 1.12 настоящих норм и правил.
В котельных второй категории с водогрейными котлами единичной производительностью более 10 Гкал/ч электродвигатели сетевых и подпиточных насосов относятся по условиям электроснабжения к первой категории.

Пункт 14.7 — Глава 14 Электроснабжение и электротехнические устройства

Автоматическое включение резервных (АВР) насосов питательных, сетевых, подпиточных, горячего водоснабжения, подачи жидкого топлива должно предусматриваться в случаях аварийного отключения работающего насоса или при падении давления. Для котельных второй категории с паровыми котлами с давлением пара до 1,7 кгс/кв.см и водогрейными котлами с температурой воды до 115°С при наличии в котельной постоянного обслуживающего персонала АВР насосов предусматривать не следует, при этом необходимо предусматривать сигнализацию аварийного отключения насосов.

Пункт 14.8 — Глава 14 Электроснабжение и электротехнические устройства

Необходимость АВР насосов, не указанных в п. 14.7 настоящих норм и правил, определяется при проектировании в соответствии с принятой схемой технологических процессов.

Пункт 15.40 — Глава 15 Автоматизация

Для насосных установок следует предусматривать показывающие приборы для измерения:
 а) давления воды, жидкого топлива и жидких присадок во всасывающих патрубках (после запорной арматуры) и в напорных патрубках (до запорной арматуры) всех насосов;
 б) давления пара перед паровыми питательными насосами;
 в) давления пара после паровых питательных насосов (при использовании отработанного пара).

ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения
ГОСТ 10272-87 Насосы центробежные двустороннего входа. Основные параметры
ГОСТ Р 54804-2011 (ISO 9908 1993) Насосы центробежные. Технические условия
ГОСТ 22247-96 Насосы центробежные консольные для воды. Основные параметры и размеры. Требования безопасности. Методы контроля
ГОСТ Р 54806-2011 (ISO 9905 1994) Насосы центробежные. Технические требования

 

 

 

Благодарность за предоставленные материалы:
http://www.ktto.com.ua

Циркуляционные насосы: устройство и особенности внутренних элементов

В связи с изменением курса рубля актуальность цен уточняйте у менеджеров компании.

За последнее время устройство циркуляционных насосов не претерпело значительных изменений. Как и раньше, это все тот же (с некоторыми усовершенствованиями) электродвигатель с установленным на ротор рабочим колесом, перемещающим жидкость под действием центробежной силы. Правда, сам принцип действия насоса не исключает изменений как в общей конструкции, так и в конструкции его элементов.

Односкоростные циркуляционные насосы имеют строгое ограничение по количеству оборотов двигательной установки, они работают в одном режиме и не поддаются внешней регулировке. Изменить частоту вращения можно с помощью ручного переключения частоты вращения двигателя. Но этот способ является малоэффективным. Устройство насоса обязано быть таким, чтобы коэффициент полезного действия механизма приближался к 100 процентам.

К основным блокам циркуляционных насосов различных типов относятся: цилиндрический корпус, электрический привод и вращающееся колесо с лопатками (оно должно максимально плотно прилегать к внутренней части насоса).

Особенности внутренних элементов циркуляционного насоса

Основной задачей корпуса является защита главных рабочих деталей насоса от негативных факторов внешней среды (стоит учитывать, что в корпусе насоса происходит движение жидкости).

Корпуса современных циркуляционных насосов изготавливают из износостойких материалов, которые к тому же соответствуют условиям эксплуатации агрегата. Они обладают хорошей химической и термальной стойкостью. Колесо с лопатками должно тратить минимальное количество энергии в процессе вращения. Это позволяет сберечь энергоресурсы и способствует сохранению целостности корпуса.

Зарубежные и отечественные производители постоянно работают над усовершенствованием продукции. Большинство современных моделей комплектуются автоматикой, способной плавно регулировать частоту вращения. А в аппаратах с «мокрым ротором» используется метод пропорциональной регуляции скорости.

Насосная установка самостоятельно отслеживает состояние гидравлики (не используя дополнительных датчиков), этот процесс осуществляется с помощью контроля параметров тока. Получив данные и обработав их в электронном блоке, насос вносит необходимые изменения в свою работу. Подобные циркуляционные насосы отлично подходят для систем, оснащенных термостатическим регулятором.

 

Проектирование систем рециркуляции горячей воды: Часть 1

В этой серии «Минуты понедельника утром» Р. Л. Деппманна основное внимание будет уделено проектированию систем рециркуляции горячей воды для бытового потребления в водопроводной части коммерческого и институционального здания. Эта серия будет полезна инженерам и дизайнерам, которые плохо знакомы с нашей отраслью. Опытный инженер-сантехник подберет несколько новых идей. Давайте начнем с предложения процесса определения расхода в системах рециркуляции горячей воды для бытового потребления.

(Фото: 59-е медицинское крыло)

Зачем нужна рециркуляция горячей воды

Пустая трата времени , здоровья , денег и ресурсов . Каждый из нас испытывал разочарование, принимая душ или умывальник в течение многих секунд или многих минут, пока мы ждем горячей воды. «Пустая трата времени».

Если в туалете в офисе вашего клиента идет холодная вода в течение 45 секунд, прежде чем становится горячей, сотрудники ждут? Если они не ждут, правильно ли они моют руки? «Проблема здоровья.”

Если перед тем, как согреться, нужно принять душ, подумайте о воде, стекающей в канализацию. «Пустая трата денег и ресурсов».

По этим причинам сантехнические нормы и стандарты инженерного бюро требуют наличия систем рециркуляции воды в домашних условиях. Вся идея системы «рециркуляции» состоит в том, чтобы быстро обеспечить горячей водой человека, стоящего у прибора. Когда вода движется по системе трубопроводов горячей воды, она теряет тепло в пространство через изоляцию или стенку трубы, если нет изоляции.Если в системе трубопроводов нет потребности или расхода, вода в конечном итоге упадет до температуры окружающей среды. Вся эта холодная вода должна покинуть кран или душ в канализацию, прежде чем горячая вода перейдет из водонагревателя в приспособление.

Целью рециркуляционного потока является поддержание падения температуры в подающем трубопроводе на разумном уровне. Итак, какая скорость потока нам нужна?

Сколько BTUH потеря?

Общие тепловые потери трубы зависят от класса изоляции, разницы температур между подаваемой водой и окружающим воздухом, а также длины трубы.ASHRAE рассматривает рейтинг изоляции в стандарте 90.1-2013. В их таблице 6.8.3-1 указано, что температура водоснабжения 140 ° F или ниже должна иметь показатель проводимости от 0,22 до 0,28 БТЕ-дюйм / (ч-фут2- ° F). В таблице предлагается изоляция 1 дюйм для трубы диаметром 1 дюйм или меньше и 1-1 / 2 дюйма более 1 дюйма. К этой таблице есть много примечаний.

Американское общество инженеров-сантехников (ASPE) выпустило публикацию по изоляции с диаграммами и пояснениями о потерях тепла из труб.

Я использую формулу быстрой оценки, которая, как правило, безопасна.Фактические различия в расходах с учетом фактора безопасности и без него могут составлять всего 1 или 2 галлона в минуту, так что эта оценка приблизит вас. Если размер трубы меньше 2 дюймов, я использую потери 10 BTUH / фут. а когда от 2 до 4 дюймов, я использую потери 20 BTUH / фут. Любой размер трубы больше 4 дюймов, я использую 5-кратный размер трубы для потерь BTUH на фут. Это приведет вас к соседству и может немного завышать размер.

Давайте попробуем пример. Предположим, у вас есть 4-х этажное коммерческое здание. Предположим, что водопровод с горячей водой имеет длину 4 дюйма в подвале и около 300 футов в длину.Допустим, есть четыре 2-дюймовых стояка для горячей воды на высоте 80 футов каждый, и каждый стояк на каждом этаже имеет около 100 футов отвода при использовании трубы менее 1 дюйма. Спецификация соответствует стандарту ASHRAE 90.1. Что такое потеря BTUH?

• Сеть: 300 X 20 = 6000 BTUH
• Подступенки: 4 X 80 X 10 = 3200 BTUH
• Этаж: 4 X 4 X 100 X 10 = 16000 BTUH

Суммарные потери тепла в этом примере составляют 25 200 BTUH. Мы хотим, чтобы температура в последнем приспособлении была не менее чем на 10 ° F ниже, чем температура подачи, поэтому формула BTUH будет:

галлонов в минуту = BTUH / (∆T X 500), поэтому галлонов в минуту = 25 200 / (10 X 500) = 5.04 галлонов в минуту

Если бы мы провели фактические вычисления, используя точные цифры из статьи ASPE, потери составили бы 22 700 BTUH.

Мы используем только подающую трубу, потому что цель – обеспечить правильную температуру воды до последней арматуры. В обратном трубопроводе к водонагревателю будет небольшое падение. Это было бы важно, если бы вы пытались поддерживать минимальную температуру ВЕЗДЕ выше определенного значения. В этом случае используйте другое значение ΔT, а также учитывайте потери BTUH в обратном трубопроводе.

Минимальный расход каждого сбалансированного возврата

В некоторых системах возможен чрезвычайно низкий расход на каждой уравновешенной обратной линии. В нашем примере возврат 16 и общий расход 5 галлонов в минуту. Средний расход на балансировочный клапан в этом примере будет равен 5, разделенному на 16 или 1/3 галлона в минуту на клапан. Инженер мог бы найти время, чтобы рассчитать точный расход, который потребуется каждому уравнительному клапану, но произойдут две вещи. Во-первых, некоторые скорости потока будут меньше 1/10 галлона в минуту.Во-вторых, инженер уйдет из бизнеса из-за необходимого времени.

Есть две проблемы с низким расходом. Точность клапана при такой низкой скорости потока и проблема накопления грязи или кальция в этой открытой водопроводной системе. Если предположить, что подрядчик может точно установить такую ​​низкую скорость потока, отверстие клапана будет настолько маленьким, что любой мусор может его забить.

Я предлагаю, чтобы минимальная скорость потока через любой ручной или автоматический балансировочный клапан составляла ½ галлона в минуту.Это красивое круглое число, а комбинация балансировочного клапана и клапана измерения расхода, такого как бессвинцовый установщик контуров модели RS-1 / 2S LF от B&G, может легко справиться с такой низкой скоростью потока. Таким образом, в нашем примере скорость потока будет больше из расчетной скорости потока или количества балансировочных клапанов, умноженных на 1/2 галлона в минуту.

галлонов в минуту = 16 X ½ = 8 галлонов в минуту

Что такое допустимое падение температуры в конструкции рециркуляции горячей воды для бытового потребления?

Используя предложения выше, в нашем примере потребуется насос на 8 галлонов в минуту.Поскольку потери системы в БТЕХ остаются на уровне 25 200 БТЕЧ, падение температуры в конце самого дальнего приспособления будет 6,3 ° F, а не 10 ° F. Это означает, что вода будет теплее, если первым откроет кран. В падении температуры нет никакого волшебства. Инженер может захотеть поддерживать самую низкую температуру системы в сети и ответвлениях выше 124 ° F для проблем, связанных с легионеллой. Она могла посчитать и определить требуемый ΔT на основе длины трубы, а затем отрегулировать требуемый галлон в минуту.Общепринятое значение ΔT равно 10, но его можно изменить, если инженер хочет другую температуру подачи.

Очевидно, инженер будет использовать утвержденный кодексом контроль температуры точки использования на светильниках, чтобы избежать ожогов при слишком высокой температуре подачи.

ступеней рециркуляции горячей воды для бытового потребления; Часть 1 – Найдите насос GPM

1. Определите потери тепла в подводящем трубопроводе, используя таблицы или практические правила.
2. Рассчитайте требуемый галлон в минуту, используя ΔT 10 ° F или другое значение, определенное инженером.
3. Сравните это с ½ галл / мин, умноженной на количество балансировочных клапанов, и выберите большее значение.

В следующей статье Р. Л. Деппманна «Понедельник, утро» будет рассмотрен напор насоса и то, насколько крутой должна быть кривая насоса.

Ознакомьтесь с остальной частью серии «Проектирование рециркуляционных систем горячего водоснабжения»:

Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не принимать во внимание особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации.Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.

Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Проектирование и выбор инновационных насосов первичной циркуляции для свинцовых быстрых реакторов GEN-IV

Как правило, расчет несжимаемой жидкости на основе давления был выполнен с моделированием изотермического и турбулентного течения. Для этого не проводились исследования влияния температуры, поскольку максимальная скорость и падение давления при выключенном насосе являются ограничивающими ограничениями: влияние различных рабочих температур очень мало, поэтому в модели приняты все стенки Граничные условия устанавливаются как адиабатические, а свойства свинца задаются постоянными и рассчитываются при средней температуре потока жидкости на выходе из керна, равной 480 ° C.

Что касается модели турбулентности, k-ω SST [9] был принят для всех выполненных расчетов. Выбранная модель позволяет создавать сетку разной структуры у стенки, с разным разрешением уравнений пристеночных узлов потока в зависимости от значений y ⁺ , которые показывают, в каком из подслоя (вязкий, буферный или логарифмический) уровень закона) узлы размещаются (подробнее см. [10,11]). Рассмотрение того, что в ANSYS FLUENT ^® не реализованы специальные пристеночные функции для жидких металлов. 17.0, и предпочитая разрешение потока у стенки, требующее значения y ⁺ меньше 1, сетка и размер ячейки увеличивают вычислительные затраты на вычисления. Поэтому при работе с жидким свинцом расчетная сетка была создана с очень мелкой сеткой на лопасти и рециркуляционных / критических зонах, в то время как в прямой части области был выбран больший размер ячеек (перпендикулярно поверхности стенки), в чтобы ограничить вычислительный вес сетки (около 32 ГБ ОЗУ).

Поиск оптимальных характеристик для каждой исследуемой геометрии проводился с двумя основными целями:

Очевидно, что для каждого насоса разрабатываются дальнейшие оптимизации с точки зрения эффективности или исключения зон рециркуляции в определенных секциях, хотя основные проектные требования основаны на ранее выставленном массовом расходе и требуемом напоре в сочетании с конструктивными соображениями и соображениями безопасности. на основе потерь скорости и давления. Далее представлены подробные исследования этих аспектов.

3.1. Теоретическое и CFD моделирование струйного насоса

Причины подробного анализа струйного насоса связаны с требованиями безопасности реактора PCP GEN-IV: включение NC теплоносителя также в аварийных сценариях, чтобы гарантировать отвод тепла из ядро даже в случае отказа любого (базовый сценарий проекта) или всех (сценарий отключения станции) из 8 PCP. Геометрия струйного насоса особенно подходит для включения NC, поскольку внутри насоса нет движущихся частей и препятствий (таких как лопасти или винты), которые могли бы препятствовать потоку жидкости.

В этом параграфе представлена ​​вычислительная модель струйного насоса, вырабатывающего жидкий свинец в качестве ПНД для атомной электростанции GEN-IV LFR, использующей рабочие условия ALFRED, путем оценки его поведения при различных массовых расходах и различной геометрии, а также оптимизации его работы за счет углубленный 3D CFD-анализ на основе установленного пакета ANSYS Fluent [13]. Чтобы дополнить 3D CFD-анализ на этапах проектирования и оптимизации, в 1D Jet Mixer используется системный код [14].В [15] представлен подробный анализ струйного насоса, выделяющего расплавленный свинец для ALFRED. Необходимость обеспечения потока привода и требование извлечения насоса из реактора вынуждают перепроектировать весь реактор с учетом концептуальная конструкция, представленная на рисунке 1. Геометрическая схема реактора для струйного насоса предусматривает поток привода, текущий вниз, поток со стороны всасывания, входящий в струйный насос вблизи свободной поверхности, и струйный насос, выходящий в напорную камеру непосредственно под ним. ядро.Геометрическая схема и сравнение с концептуальным проектом представлены на рисунке 3. Из-за отсутствия обширного набора экспериментальных данных для струйных насосов, выделяющих жидкий свинец в качестве рабочего тела, в качестве первого подхода к струйному насосу выделяется вода в качестве рабочего тела. были смоделированы в соответствии с классической теоретической моделью [16] для проверки имитационной модели путем сравнения теоретических предсказаний с набором экспериментальных данных для водоструйного насоса [17], чтобы получить больше информации о поведении струйного насоса и проанализировать, как эксплуатационные параметры влияют на его особенности.Результаты теоретической модели для струйного насоса, выделяющей воду, превосходно совпали с экспериментальными данными со средней погрешностью менее 5%, как сообщается в [6], подтверждая подход и методику моделирования. Кроме того, в литературе [18] сообщается о наборе моделирования, в котором исследуется сопло Вентури (очень похожее на струйный насос), выделяющее жидкий свинец, и четко показано очень хорошее соответствие между CFD и экспериментальными результатами. моделирования с водой, но который не превышает 8% в стационарных расчетах.

Струйный насос, использующий свинец в качестве рабочего тела и предназначенный для установки в ALFRED, имеет следующие ограничения:

• Насос расположен внутри насосной трубки диаметром 0,6 м и длиной 8 м в продольном направлении

• Насос работает со свинцом, входящим в трубку при 400 ° C сверху, вблизи свободного поверхность бассейна и / или отверстия в верхней части трубы

• Давление на входе и выходе зависит от гидростатического напора

• Насос должен обеспечивать напор не менее 1.5 бар для обеспечения необходимой циркуляции охлаждающей жидкости и компенсации потерь давления в контуре

• Объемный массовый расход должен составлять 0,31 м ³ / с (3274 кг / с) на каждом насосе

• Должны быть соблюдены надлежащие меры. применяться для минимизации потерь давления в условиях NC.

Используя гидродинамическое подобие и наложение термомеханических свойств свинца [8] в теоретических соотношениях [16], предварительную геометрию для свинцового струйного насоса (рис. 4a) и схем течения (рис. 4b) были получены.Вязкие, изотермические и адиабатические характеристики были выбраны для физической модели с использованием модели k-ε для турбулентности и стандартной функции стенки в качестве обработки вблизи стенки. Что касается лечения около стенки, для y ⁺ был выбран диапазон 30 ÷ 300, как это предлагается в литературе [15]. Кроме того, было смоделировано установившееся состояние. Граничные условия входа давления были установлены для впускной зоны всасывания, граничные условия выхода давления были установлены для зоны выпускного диффузора, а граничные условия массового расхода на входе были установлены для зоны привода.Для оценки качества моделирования были выбраны два критерия:

• Массовый расход на входе на всасывании: этот параметр оценивался до тех пор, пока он не оставался постоянным

• Сходимость остатков, оценивающая тренд остатков во время моделирования: считается приемлемым сходимость не менее 1,0 × 10 ⁻⁵ .

Начиная с первоначальной конфигурации, было проведено параметрическое CFD-исследование с изменением геометрических и физических параметров насоса.Конечная цель параметрического исследования – достичь оптимальной конфигурации струйного насоса, т. Е. Определить массовый расход, создать напор, получить статическое давление на входе в привод как можно более низкое, чтобы облегчить конструкцию центробежный насос привода, чтобы поддерживать скорость на конце привода ниже 15 м / с (и в целом как можно ниже), чтобы иметь равномерный профиль скорости на выходе из диффузора (с максимальным значением, равным 3,5 м / s) и, наконец, соблюдать геометрические ограничения и поддерживать хорошие характеристики с точки зрения N, определяемого как:

N = Pdiffuser − PsuctionPinlet driver − Pdiffuser

(1)

и отношения M между массовым расходом жидкости на всасывании (Q2 vs.массовый расход на драйвере Q1): Несколько различных геометрий и граничных условий были протестированы в параметрическом исследовании (описанном в [15]). Оптимальная производительность в соответствии с геометрическими характеристиками с точки зрения максимально допустимого размера была достигнута при условиях, указанных в таблице 4, по сравнению с эталонным случаем, полученным при теоретической конструкции с параметрами водоструйного насоса: оптимальная конфигурация была достигнута. существенно увеличивают длину диффузора и диаметр сопла.Векторы скорости (величины) и контурный график скорости (величины) в средней плоскости струйного насоса показаны на рисунках 5 и 6 соответственно.

Хотя струйный насос соответствует требованиям, две основные проблемы препятствуют его использованию в ALFRED:

• Скорость подачи жидкости 15 м / с на конце водителя. В то время как существующая технология обеспечивает различные виды обработки поверхности для борьбы с явлениями эрозии, вызванной свинцом, долговременная устойчивость струйного насоса, работающего с приводом, требующим максимальной скорости 15 м / с, по меньшей мере сомнительна.В настоящее время невозможно гарантировать, что это устройство сможет обеспечить долговечность в этих условиях без структурных повреждений.

• Рабочее давление не менее 23 бар для водителя. Авторам неизвестен какой-либо универсальный или специально разработанный насос, вырабатывающий жидкий свинец и создающий такое давление. Возможно, конструкция такого насоса не уступает по технологической сложности струйному насосу, которым он должен управлять.

3.2. Теоретическое и CFD моделирование архимедова насоса

Как и в случае струйного насоса, причины подробного анализа архимедова насоса в качестве первичного насоса для ядерного реактора связаны с требованиями безопасности реактора GEN-IV:

• Включение НЗ охлаждающей жидкости при случайном или только заблокированном роторе

• Отвод тепла от активной зоны даже в случае отказа любого (проектный сценарий) или всех (сценарий отключения станции) из восьми насосов.

Целью моделирования архимедова насоса является определение того, может ли устройство генерировать требуемое повышение давления при нормальных условиях работы и не препятствует ли потеря давления в условиях NC самим установлением NC.

Архимедов (или винтовой насос) – самый старый тип вращающегося насоса. Несмотря на то, что этот насос был изобретен в древние времена, он постоянно совершенствовался и до сих пор широко используется. Насос Архимеда используется в основном для перемещения жидкостей с более низкого уровня на более высокий.В конкретном приложении для ALFRED насос Архимеда должен иметь тот же диаметр, что и струйный насос, перекачивать жидкость вниз и иметь сторону всасывания в бассейне прямо под свободной поверхностью. Подробный 3D CFD-анализ был выполнен с использованием установленного пакета ANSYS CFX [13]. В [19] представлен углубленный анализ архимедова насоса, выделяющего жидкий свинец для ALFRED. Были применены те же требования, что и к струйному насосу: насос должен развивать массовый расход 6450 кг / с (реактор геометрии с использованием архимедова насоса, предполагающего 4 главных циркуляционных насоса) и для создания 1.Перепад давления 5 бар [6]. Налагаемые внешние ограничения (из-за геометрической конструкции реактора и / или совместимости свинца и конструкционных материалов) конструкции следующие:

• Скорость вращения: скорость внутри насоса не должна превышать 10 м / с из-за явлений эрозии

• Диаметр канала насоса: диаметр должен быть меньше 1,2 м, чтобы ограничить диаметр резервуара, в котором находится каждый компонент.

• Длина насоса канала: около 5 м от свободной поверхности бассейна до места расположения рабочего колеса, из-за требований безопасности с точки зрения возможного уноса газа в поток, что в случае достижения этим газом активной зоны может привести к неожиданному положительному пику реактивности.

Рисунок 7 показывает, что с кинематической точки зрения традиционный архимедов насос с прямой цилиндрической балкой можно рассматривать как осевой насос с прямыми лопатками. Теоретическим анализом можно продемонстрировать, что этот насос не может производить работу, потому что треугольники скорости на участках винта и выхода не различаются. Действительно, в невязком случае и согласно каноническому уравнению [19], если треугольник скоростей не меняется между входным и выходным участками, давление (полное и статическое) остается неизменным.Таким образом, для создания необходимого увеличения давления насосное устройство должно отклонять поле потока на выходе (т. Е. Треугольник скоростей на выходе) относительно условий на входе (т. Е. Треугольник скоростей во входном сечении). ).

Есть две жизнеспособные возможности отклонить поток между входной и выходной секциями винта:

• Путем изменения осевого шага винта (Рисунок 8). В этом случае относительная скорость W уменьшается внутри устройства и, следовательно, согласно каноническому уравнению [19], статическое давление увеличивается при движении от впускной к выпускной секции насоса.
• Путем отклонения потока за счет изменения диаметра ступицы винтового насоса (Рисунок 9). При этом поток увеличивает свою абсолютную скорость, двигаясь от участка в баллоне к участку в винте. Затем, согласно каноническим уравнениям [19], статическое давление в этой части насоса уменьшается, хотя при переходе от участка винта к участку винта статическое давление увеличивается больше, чем предыдущее уменьшение. Таким образом, этот архимедов насос с переменным диаметром ступицы может создавать необходимое повышение давления.

Обе геометрии представляют собой оригинальную конструкцию, которая, насколько известно авторам, ранее не анализировалась на предмет использования на АЭС. Из-за соображений технологичности в отношении винта с переменным шагом этот анализ был сосредоточен на винтовом насосе с фиксированным шагом и ступицей переменного диаметра. Исследование оптимизации было выполнено [19] для многих геометрий и граничных условий, и результаты для оптимального проекта, отвечающего спецификациям и граничным условиям, представлены ниже.

В очень сложной геометрии, такой как ступица переменного диаметра, винтовой насос, каждый параметр (например, длина / угол каждой ступицы переменного диаметра, режим вращения (об / мин), шаг спирали / угол атаки) имеет существенно влияет на производительность насоса, и все они должны быть оптимизированы вместе для достижения оптимальной производительности.

Скорость вращения 315 об / мин была определена как оптимальный компромисс между необходимостью иметь низкую окружную скорость и необходимостью передавать энергию жидкости, предотвращая любое разделение потока, причем последнее также зависит от длины. ступицы от секции out_screw к секции out.Перепад статического давления для новой конструкции составляет 1,2 бара, а общий перепад давления составляет 2,2 бара.

Поле потока в расчетной точке показано на рисунке 10. Кривая зависимости полного перепада давления от массового расхода для моделирования оптимальной геометрии в нестандартных условиях показана на рисунке 11. Как указано выше, ключевое требование для проекта. насоса, чтобы не препятствовать или ухудшать установление потока в условиях NC. Поэтому основной упор был сделан на объединение конструкции, позволяющей максимизировать энергию, передаваемую хладагенту в нормальных условиях эксплуатации, и минимизировать потерю давления в условиях NC.Потеря давления оптимальной конструкции насоса составляет 0,04 бар при расходе NC 644 кг / с. На рисунке 12 показаны основные характеристики потока в условиях NC. На рис. 13 показаны линии тока скорости на поверхности в форме усеченного конуса ротора в нерасчетных (нерасчетных) условиях. Несмотря на существенное изменение массового расхода, поле потока не показывает никакого отрыва от поверхности, что сводит к минимуму любое нежелательное ухудшение рабочих характеристик. Чтобы гарантировать независимость результатов от граничных условий на входе и выходе a было выполнено моделирование с включением насоса в цикл: этот случай был разработан в ANSYS Fluent, потому что модель, подготовленная с помощью этого кода, уже была доступна.Макет показан на следующем рисунке. Этот набор моделирования был выполнен с помощью модели скользящей сетки: во время выполнения зоны ячеек скользят (т. может моделировать взаимодействия ротор / статор (см. [13] для получения дополнительной информации). Модель со скользящей сеткой является наиболее точным методом моделирования потоков в нескольких движущихся системах отсчета, но также и наиболее требовательным с точки зрения вычислений.В этой модели нет впускной и выпускной секции, поэтому граничные условия на входе и выходе не требуются, и моделирование выполняется только с установкой стационарной области в контуре и вращающейся области вокруг лопастей (как показано на рисунке 14). . Красная поверхность в левой части контура необходима для моделирования концентрированного падения давления, реализованного в программе как пористый скачок. Изменяя коэффициент скачка давления, можно изменять потери давления в контуре: это позволяет определить характеристическую кривую насоса.На следующем рисунке 14 показаны результаты моделирования со значением коэффициента скачка давления 12,5 и 315 об / мин.

Изолинии скорости и статического давления подтверждают согласованность с результатами моделирования прямого воздуховода. Был проведен нерасчетный анализ, изменяя коэффициент скачка давления BCs (наложенный на произвольный участок контура на противоположной стороне насоса), значение и результаты показаны ниже.

На рисунке 15 показана характеристическая кривая насоса, которая имеет типичную форму характеристической кривой осевого насоса.Зеленые кривые представляют собой характеристические кривые контура как функцию значений коэффициента скачка давления, аналитически вычисленных, как в следующем уравнении (3), с учетом потерь давления из-за длины контура (1-й член в квадратных скобках ), из-за изменения направлений потока (2-й член в квадратных скобках, касающийся, по существу, кривых) и из-за вставки пористого скачка BC (3-й член в квадратных скобках) с определенным коэффициентом K _pj :

hloop = [(fLD) distr + Kcurv + Kpj] × ρw22 [Па]

(3)

с участием:

• f = коэффициент трения Дарси

• L / D = геометрические размеры контура

• K _curv = коэффициент сосредоточенных потерь давления кривых

• K _pj = коэффициент сосредоточенных потерь давления пористого скачок (коэффициент скачка давления).

Надежность моделирования подтверждается частичным, а в некоторых случаях полным совпадением рабочей точки насоса и характеристической кривой контура при одинаковых значениях коэффициента скачка давления. Например, рабочая точка насоса при K _pj = 7,5 идеально соответствует характеристическим кривым контура, вычисленным в соответствии с уравнением (3) с K _pj = 7,5.

Наконец, темно-красная точка представляет рабочие условия насоса в прямом воздуховоде, описанные в предыдущих разделах, а ее близость к характеристической кривой насоса подтверждает правильность использованных граничных условий.

Представленный насос Архимеда соответствует техническим характеристикам. Хотя необходимо решить некоторые механические проблемы (например, механическое соединение винта со ступицей, самоцентрирование балки насоса внутри канала), это решение могло бы стать жизнеспособным решением в качестве первичного насоса для ALFRED.

3.3. Теоретическое и CFD-моделирование лопастного насоса

Обычный осевой насос может быть возможным решением в качестве первичного насоса ядерного реактора ALFRED, но полуосевые решения могут быть более интересной альтернативой с точки зрения максимального размера, в частности, в отношении длина вала насоса, что предполагает меньшую высоту резервуара.Винтовой насос требует длинного вала, как сообщалось в предыдущем разделе, вместо этого лопастной насос позволяет меньшую площадь, на которой расположены лопасти.

Кроме того, конструкция лопасти должна быть как можно более простой, без закрученной лопасти и однородной кривизны в средней плоскости.

Чтобы исследовать производительность и жизнеспособность традиционного решения, обычный лопастной насос анализируется как первичный насос, выделяющий жидкий свинец. Как и в случае с предыдущими геометрическими формами, цель состоит в том, чтобы получить требуемую производительность с точки зрения массового расхода и напора насоса при компактной конструкции компонента, но с особым вниманием к требованиям безопасности.В то время как два предыдущих насоса были насосами «толкающего» типа (сторона всасывания вверху, сторона нагнетания внизу), лопастной насос является насосом «тянущего» типа (сторона всасывания внизу, сторона нагнетания вверху).

Общая геометрия разработана в соответствии с руководящими принципами по конструкции рабочего колеса обычных полуосевых насосов, изложенными в [20], в то время как геометрия балки / ступицы заменена конкретным профилем балки, который следует кривизна бандажа рассчитывается, как предложено в [20], но с расширением меридионального поперечного сечения, полученным с увеличением диаметра проушины насоса (рис. 16).Кроме того, была разработана нетрадиционная конструкция лопастей: в то время как обычный профиль лопатки в плоскости, перпендикулярной оси насоса, имеет угол β _{1, лопасть} ≠ 0, чтобы максимально ограничить разброс между относительной скоростью и Профиль передней кромки лопасти, в данном конкретном случае угол β _{1 лопасти} выбран равным нулю с целью минимизировать потери давления на крыльчатке в условиях NC и в условиях заторможенного ротора. На рисунке 16 показана обычная полуосевая крыльчатка. схема [20] и модернизированная крыльчатка.Видно:

• Наибольшая часть на входе (дуга A-A на рисунке 16a) в сравнении с сегментом A-A на рисунке 16b и на выходе (сегмент B-B на рисунке 16a) в сравнении с сегментом B-B на рисунке 16b: это снижает скорость потока, связанные с этим явления коррозии и нагрузку на конструкцию, которые возникают из-за высокого удельного веса расплавленного свинца

• Прямая задняя и передняя кромка: высокая инерция потока расплавленного свинца делает пренебрежимо малым мельчайшие детали геометрии шкалы (например, элементы с высокой кривизной или малое сопряжение) относительно отклонений потока.

Конструкция лопатки была выполнена с помощью простой графической геометрической методологии, предложенной в [21] (Рисунок 17), а именно:

• Для построения профиля лопатки

• Чтобы построить дугу окружности с одним радиусом, используя вычисленный угол β ₁ , β ₂ и радиусы R ₁ , R ₂ .

В рамках этого метода рисуется первая линия AM ¯, которая составляет угол β ₂ к AO ¯, как показано на рисунке 17. Затем угол β ₁ + β ₂ проводится в точке O с радиусом OB. ¯ и проводится линия от A до точки B, точка пересечения на радиусе R ₁ и продолжается до D.Затем в середине AD ¯ проводится перпендикулярная линия, которая пересекает точку M. MA ¯ будет радиусом дуги, а дуга AD – профилем лопасти. Угол выхода лопасти β _2blade был рассчитан равным 24 градусам, по формуле следующее уравнение:

H = ηh × u22g × {γ − QLAA2 × u2 × tanβ2, лезвие × [τ2 + A2 × d1m * × tanβ2, лезвие]}

(4)

где определение каждого символа можно найти в [20]. Различные конфигурации для моделирования, с разным количеством лопастей, разными размерами и формой ступицы и входа, показаны на рисунке 18.Оптимальная конфигурация этого насоса показана на Рисунке 18c и Рисунке 19: этот насос достигает преобладания 1,9 бар и может обеспечить требуемый массовый расход с эффективностью около 85%, как того требуют конструктивные ограничения.

Кроме того, благодаря малой смачиваемой поверхности (относительно винтового насоса) и выбору угла наклона лопастей β _{1 лопасти} равным нулю, потеря давления при отключении насоса очень мала, порядка 10 ^{– 3} бар.

В результате получился инновационный полуосевой насос с геометрией, специально адаптированной для выделяющейся жидкости и обеспечивающий повышенную производительность по сравнению с традиционным осевым насосом, при одновременном повышении требуемых характеристик безопасности традиционного осевого насоса.

Затем насос был помещен в контур с тройником, предназначенный для имитации соединения между каналом насоса и парогенератором. Размещение насоса внутри контура с парогенератором, моделируемым с помощью пористого скачка, представляет собой реалистичное приближение конфигурации, доступное с точки зрения моделирования (вычислений), поскольку пористый скачок был размещен в том же месте внутренней сетки. парогенератора, который работает как простая сетка и сосредоточенная потеря давления для изотермического потока и который естественным образом развивается до рабочей точки с учетом различных условий работы контура и избегая любых зависимостей, вызванных выбором числовых BC.

Насос обеспечивает требуемый массовый расход и напор, но, как показано на рисунках 20 и 21, некоторые побочные эффекты требуют дальнейшей оптимизации конструкции:

• Поток, выходящий из ротора (на выходе из насоса), закручивается и в соответствии с Т-образным переходом приводит к очень «хаотическому» полю скорости. Следовательно, поток, входящий в парогенератор, очень нерегулярный с потенциальными проблемами, связанными с неравномерным охватом пучка труб, различными тепловыми нагрузками на пучок труб и прерывистым потоком

• Предварительное вращение, создаваемое крыльчаткой для входящего потока, может распространяться. в поток, выходящий из активной зоны

(PDF) Разработка и выбор инновационных насосов первичной циркуляции для свинцовых быстрых реакторов GEN-IV

Energies 2017,10, 2079 24 из 24

7.

Cerullo, N .; Ломонако, Г. Проектирование, эксплуатация и топливный цикл реакторов поколения IV. В ядерном топливном цикле

Наука и техника; Crossland, I., Ed .; Издательство Woodhead: Кембридж, Великобритания, 2012 г .; С. 333–395.

[CrossRef]

8.

Агентство по ядерной энергии. Справочник по свинцово-висмутовым эвтектическим сплавам и свойствам свинца, совместимости материалов,

Теплогидравлика и технологии; Агентство по ядерной энергии: Булонь-Бийанкур, Франция, 2015 г .;

Доступно в Интернете: https: // www.oecd-nea.org/science/pubs/2015/7268-lead-bismuth- 2015.pdf (по состоянию на

, 30 сентября 2017 г.).

9.

Menter, F.R. Уравнение двух зон k-

ω

Модели турбулентности для аэродинамических потоков. В материалах 23-й конференции Fluid

Dynamics, Plasmadynamics, and Lasers, Орландо, Флорида, США, 6–9 июля 1993 г. AIAA Paper 93-2906.

10.

Tennekes, H .; Ламли, Дж. Л. Первый курс турбулентности, 1-е изд .; MIT Press: Кембридж, Массачусетс, США, 1972;

ISBN 9780262200196.

11.

Хирш К. Численное вычисление внутренних и внешних потоков: основы вычислительной жидкости

Динамика, 2-е изд .; Баттерворт-Хайнеманн: Оксфорд, Великобритания, 2007; ISBN 9780750665940.

12.

Borreani, W. Термогидравлический анализ с помощью различных кодов CFD некоторых компонентов первичной системы

Демонстрационной установки со свинцовым охлаждением поколения IV ALFRED. Кандидат наук. Диссертация, Университет Генуи, Генуя,

Италия, 2017.

13.ANSYS. Доступно в Интернете: http://www.ansys.com/Products/Fluids/ (по состоянию на 30 сентября 2017 г.).

14.

Команда разработчиков кода RELAP5-3D. RELAP5-3D

©

Руководство по кодам, том I: Структура кода, система

Модели

и методы решения; INEEL-EXT-98-00834, редакция 2.3; Национальная лаборатория Айдахо: Idaho Falls, ID,

USA, 2005.

15.

Mangialardo, A .; Borreani, W .; Lomonaco, G .; Магуглиани Ф. Численное исследование струйного насоса, выделяющего жидкий свинец

для реакторов GEN-IV.Nucl. Англ. Des. 2014, 280, 608–618. [CrossRef]

16.

Cunningham, R.G. Теория струйного насоса. В Справочнике по насосам, 3-е изд .; Карассик, И.Дж., Мессина, Дж. П., Купер, П.,

Heald, C.C., Eds .; McGraw-Hill: New York, NY, USA, 2007.

17.

El-Sawaf, I.A .; Halawa, M.A .; Юнес, M.A .; Тиима, И. Изучение различных параметров, влияющих на производительность водоструйного насоса

. В материалах 15-й Международной конференции по водным технологиям

(IWTC 15), Александрия, Египет, 31 марта – 2 апреля 2011 г.

18.

Lizzoli, M .; Borreani, W .; Devia, F .; Lomonaco, G .; Тарантино, М. Предварительная оценка CFD экспериментального стенда

, работающего с тяжелыми жидкими металлами. Sci. Technol. Nucl. Установить.

2017

, 2017,

1949673. [CrossRef]

19.

Ferrini, M .; Borreani, W .; Lomonaco, G .; Magugliani, F. Разработка теоретическим и CFD-анализом многолопастного винтового насоса

, выделяющего жидкий свинец для LFR поколения IV.Nucl. Англ. Des.

2016

, 297, 276–290.

[CrossRef]

20. Гюлих, Дж. Ф. Центробежные насосы, 3-е изд .; Springer: Берлин, Германия, 2014.

21. Саху, Г.К. Насосы; New Age International Ltd.: Нью-Дели, Индия, 2005 г .; ISBN 81-224-1224-6.

22.

Шринивасан, К.М. Ротодинамические насосы (центробежные и осевые); New Age International: Нью-Дели, Индия, 2008.

23.

Несбитт Б. Справочник по насосам и насосам; Эльзевир: Амстердам, Нидерланды, 2006 г .;

ISBN 9781856174763

.

©

2017 Авторы. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью

в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution

(CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Общие сведения о рециркуляции насоса – Engg Cyclopedia

Насос, работающий с производительностью ниже проектных, может страдать от рециркуляции, которая происходит внутри насосов.Эта рециркуляция отличается от минимального рециркуляционного потока, необходимого для центробежного потока, и может быть источником серьезных проблем.

Когда производительность насоса снижается из-за дросселирования (или в результате увеличения напора системы), начинается вторичный поток, называемый рециркуляцией. Все рабочие колеса имеют критическую мощность, при которой происходит рециркуляция. Производительность, при которой начинается рециркуляция всасывания и нагнетания, можно до некоторой степени контролировать с помощью надлежащей конструкции, но полностью исключить рециркуляцию невозможно.

Рециркуляция – это реверсирование потока около впускного или выпускного конца лопаток рабочего колеса.

Насос всасывания рециркуляции

Рециркуляция на всасывании – это реверсирование потока в проушине рабочего колеса. Часть потока направляется из глаза на диаметре глаза и движется вверх по потоку со скоростью вращения. В результате этой рециркуляции образуются вихри. Коллапс вихрей вызывает шум и кавитацию на всасывании насоса.

Рисунок 1 – Рециркуляция на всасывании

Рециркуляция на нагнетании

Рециркуляция нагнетания – это реверсирование потока на нагнетательных концах лопаток рабочего колеса.Возникающие в результате вихри образуют каверну и обычно атакуют сторону нагнетания лопаток.

Как правило, производительность, при которой происходит рециркуляция на всасывании, напрямую зависит от проектной скорости всасывания насоса. Чем выше удельная скорость всасывания, тем ближе начало рециркуляции к максимальной производительности.

Опыт и испытания показали, что рециркуляция насоса и связанные с этим риски относительно низки в насосах с расходом на выходе 2500 галлонов в минуту или менее при напоре до 150 футов.Для этих насосов уровни энергии вихрей могут быть недостаточно высокими, даже если насос работает близко к зоне рециркуляции. Как правило, для таких насосов минимальный рабочий поток может составлять от 50% или значений рециркуляции для непрерывной работы и до 25% для прерывистой работы.

Последствия и повреждения от рециркуляции

Рециркуляция насоса может вызвать помпаж и кавитацию, даже если доступный NPSHA значительно превышает опубликованный поставщиком NPSHr.

Рециркуляция на всасывании обычно вызывает громкий треск внутри и вокруг всасывающего отверстия насоса. Шум рециркуляции более интенсивен, чем шум от кавитации с низким NPSH, и представляет собой случайный стук. Рециркуляция нагнетания будет производить тот же характерный звук, что и рециркуляция всасывания, за исключением того, что наибольшая интенсивность наблюдается у улитки нагнетания или диффузора.

Корректирующие меры против рециркуляции насоса

Следует отметить, что каждая конструкция крыльчатки имеет определенные характеристики рециркуляции.Следовательно, эти характеристики нельзя изменить без изменения конструкции.
При подробном анализе симптомов, вызванных рециркуляцией, вероятно, следует принять во внимание следующие корректирующие процедуры:
– Увеличьте производительность насоса.
– Установите байпасную линию между нагнетанием и всасыванием насоса.
– Используйте более твердый материал для крыльчатки, чтобы снизить скорость кавитационного повреждения.

Циркуляционные насосы для бассейнов и приводы с регулируемой скоростью

В данном техническом примечании содержится руководство по выбору и спецификациям циркуляционных насосов, включая приводы с регулируемой скоростью.Он включает информацию из книги PWTAG 2017 Бассейн .

Правильный насос для применения

Бассейны должны иметь достаточный объем насоса / напор для достижения требуемого периода оборачиваемости бассейна даже при загрязнении фильтров. И они должны учитывать любые дополнительные процессы, такие как вторичная дезинфекция – УФ и озон, а также система подогрева бассейна. Большинство систем вторичной дезинфекции работают с полной расчетной производительностью. Они не будут работать при существенно сниженном потоке, и их следует обходить, если поток снижается до критического уровня.В этом случае бассейн не работает должным образом с точки зрения дезинфекции и фильтрации. Оператору бассейна необходимо будет учесть это существенное снижение эффективности работы и принять во внимание его последствия.

Резервная насосная мощность должна быть предусмотрена в общественном бассейне, чтобы установка могла продолжать работать на полном потоке, если один из насосов вышел из строя. Насосная система должна иметь возможность снижать скорость потока в ночное время, когда это необходимо.

Насосы и их компоновка должны быть спроектированы в соответствии с рекомендациями производителя, а их производительность должна быть гарантирована.В большинстве систем используются стандартные центробежные насосы, но в таблице ниже приводится подробное сравнение с другим типом – самовсасывающими насосами.

Таким образом, центробежные насосы имеют более длительный срок службы и работают тише. Их более высокая эффективность обычно может сэкономить 5 000 фунтов стерлингов в год на текущих расходах; вдвое больше, чем в водном комплексе для отдыха, из-за, как правило, более высоких расходов. Хотя самовсасывающие насосы не требуют приямка, стоимость установки приямка намного меньше, чем увеличение эксплуатационных расходов центробежного насоса.

Приводы с регулируемой скоростью (VSD)

Обоснованием включения регулируемой скорости в циркуляционные насосы плавательного бассейна является обеспечение возможности снижения скорости циркуляции в ночное время и в периоды низкой нагрузки при купании с целью снижения энергопотребления. Поток через фильтры не следует изменять слишком резко, поскольку это приведет к расшатыванию слоя и может вызвать вытеснение взвешенных твердых частиц через слой в бассейн. Включение управления переменной скоростью дает дополнительное преимущество в том, что скорость обратной промывки фильтра может быть установлена ​​так, чтобы гарантировать, что фильтры всегда будут промывать обратным потоком с правильной скоростью.

В системе должно быть достаточно избыточной мощности, чтобы обеспечить сокращение оборота, связанного с VSD. Например, с помощью химического и бактериологического мониторинга (в периоды загруженности от 6 до 12 месяцев) должно было быть продемонстрировано, что он имеет избыточную мощность. Если это невозможно, PWTAG рекомендует не рассматривать преобразователи частоты

Типичная стоимость установки преобразователя частоты составляет 3000 фунтов стерлингов; годовая экономия энергии может составить 1000 фунтов стерлингов.

Перед тем, как принять решение о регулируемой скорости, следует учесть следующие факторы:

• Объем воды в бассейне должен циркулировать не менее двух, а лучше трех раз, когда бассейн не используется.
  Для конкурентных пулов это, вероятно, приведет к максимальному сокращению скорости обращения от 20 до 40 процентов. Для небольших пулов с коротким периодом оборота сокращение может составлять 50% и более. Скорость циркуляции не должна снижаться более чем на 50%, так как это повлияет на свободный хлор и контроль pH. Если скорость циркуляции снижается в периоды низкой нагрузки при купании, необходимо регулярно и внимательно контролировать уровни хлора и pH.
• Снижение скорости циркуляции ни в коем случае не должно влиять на процентное содержание поверхностной воды, извлекаемой из бассейна, что особенно важно для бассейнов на уровне палубы.
• Большинство контроллеров pH и хлора требуют стабильного расхода для получения точных показаний. Обычно точка отбора пробы для контроллера находится после циркуляционного насоса, при этом насос обеспечивает стабильный поток. Когда скорость насоса уменьшается, через ячейку для пробы проходит меньше воды, что может привести к неточным показаниям контроллера и / или блокировке из-за низкого расхода. Контроллер следует проверять каждый раз при изменении расхода и при необходимости регулировать расход. В некоторых случаях отдельный насос может решить проблему низкого расхода.
• Аналогичным образом, многие системы дозирования бассейнов (например, циркуляционные и эрозионные питатели) полагаются на дозирование при определенной скорости циркуляционного потока. Это относится к дозирующим устройствам PAC и питателям дневного резервуара, в частности, использующим трубку Вентури или дифференциальное давление

Эффективность и работа насоса

В большинстве бассейнов насосы не имеют положительного давления всасывания и нет положительного давления на всасывании насоса. в действии. Есть три фактора, которые могут снизить эффективность работы циркуляционного насоса: воздухововлечение, кавитация и неправильная гидравлическая конструкция.

• Важно, чтобы на всасывающем трубопроводе не было участков, в которых могут скапливаться воздушные карманы, например, в приподнятых петлях или в местах изменения размеров трубопроводов. Большинство насосов оснащено всасывающим фильтром, и для центробежных насосов важным требованием является то, что верхняя часть фильтра должна быть выше уровня всасывающего трубопровода для обеспечения вентиляции перед вводом насоса в эксплуатацию. Наиболее вероятными точками попадания воздуха в систему являются уплотнения клапана крышки фильтра.
• Кавитация возникает в насосе, когда давление на стороне всасывания ниже давления пара жидкости. Маленькие пузырьки пара образуются, а затем схлопываются (лопаются) при повышении давления, высвобождая ударные волны, которые могут повредить рабочие колеса. Кавитация снижает расход и напор, что, в свою очередь, приводит к снижению производительности насоса.
• Наиболее эффективные насосные системы включают два полнофункциональных насоса, один из которых находится в режиме ожидания. При использовании они должны вращаться, чтобы ни один из насосов не простаивал надолго.В качестве альтернативы, три насоса с 50-процентной нагрузкой также позволяют использовать один резервный; это может быть рассмотрено там, где насос имеет ограниченную нагрузку, например самовсасывающий. Однако есть множество недостатков – более высокая стоимость, больше оборудования для обслуживания, больше необходимого места и как минимум на семь процентов больше эксплуатационных расходов.

• Тема : Циркуляционные насосы для бассейнов и приводы с регулируемой скоростью
• Дата : июль 2020
• Скачать версию для печати : Техническое примечание 49 PDF

Руководство по проектированию насоса охлажденной воды, определение размеров и выбор насоса охлажденной воды.

Раздел 6.0: График работы насоса охлажденной воды

Конструкция и выбор насоса охлажденной воды обычно приводят к завершению графика работы насоса охлажденной воды. Образец графика представлен в калькуляторе на отдельном листе. График работы насоса охлажденной воды предусматривает все необходимые проектные требования для приобретения насоса охлажденной воды. Это включает в себя тип насоса, расход, общий динамический напор, скорость насоса, эффективность насоса и информацию о двигателе.Существует несколько других требований к конструкции, отличных от насосов, таких как расположение и номер агрегата, а также раздел, называемый примечаниями к требованиям к конструкции насоса, которые не подходят под ранее упомянутые категории.

Рис. 10: После определения падения давления можно начинать заполнять график насоса охлажденной воды. На этом рисунке показана первая половина графика.

Рисунок 11: Вторая половина графика показана на этом рисунке.

6,1 РАСХОД (галлонов в минуту)

Расход насоса охлажденной воды обычно определяется максимальным расходом чиллера или максимальным расходом, требуемым фанкойлами и вентиляционными установками.

6.2 ОБЩАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ГОЛОВКА (НОГИ ГОЛОВА)

Общий динамический напор находится с помощью калькулятора Excel. Этот общий динамический напор представляет собой полное падение давления в наиболее удаленном с гидравлической точки зрения участке от подачи насоса охлажденной воды от насоса до возврата охлажденной воды насоса.

6.3 ОБСЛУЖИВАНИЕ

Эта колонка используется для уточнения жидкости в насосе, так как эти графики часто можно использовать в качестве общего графика работы насоса. Общий график работы насосов может включать насосы охлажденной воды, насосы конденсаторной воды, насосы горячей воды и т. Д. В этом случае сервисная колонка может быть удалена, поскольку весь график предназначен для насосов охлажденной воды.

6.4 МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ

Насосы охлажденной воды обычно располагаются в механическом помещении с охладителем (-ами) или рядом с ним.Насос охлажденной воды должен располагаться с достаточным чистым положительным напором на всасывании для обеспечения надлежащей работы насоса.

Для получения дополнительной информации о чистом положительном давлении всасывания см. Руководства и калькуляторы водяного насоса конденсатора и расширительного бака.

6.5 ТИПЫ НАСОСОВ

Насосы бывают трех основных типов: центробежные, роторные и поршневые. Ротационные и поршневые насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения.В этом руководстве не рассматриваются подробно поршневые и поршневые насосы, поскольку они обычно не используются для насосов охлажденной воды.

Центробежные насосы – это наиболее распространенный тип насосов, используемых в системах с охлажденной водой. Следующая информация предназначена для центробежных насосов и не должна применяться к объемным насосам прямого действия.

Центробежные насосы работают по принципу «центробежной силы», которая представляет собой преобразование кинетической энергии вращения, сообщаемой жидкости вращающимися крыльчатками, для создания скорости потока (кинетической энергии) при определенном давлении (энергия давления).Жидкость попадает в насос по центру или в проушине рабочего колеса. Затем вращающиеся рабочие колеса выталкивают жидкость к внешним краям, сообщая скорость потока и давление.

Центробежные насосы бывают двух основных типов: линейные и с односторонним всасыванием. Эти два типа обсуждаются ниже.

Рис. 12. На этом рисунке показан центробежный насос с односторонним всасыванием в разрезе. В центробежном насосе вращается крыльчатка, которая выталкивает жидкость к внешним краям улитки.Улитка направляет жидкость к нагнетанию. Этот центробежный насос относится к типу с торцевым всасыванием, поскольку всасывание и нагнетание расположены под углом 90 градусов друг к другу. (1) Жидкость течет в центр рабочего колеса, (2) когда крыльчатка вращается, (3) центробежная сила толкает жидкость к краям (4), пока жидкость не выйдет из нагнетательного патрубка насоса.

Рис. 13: (1) Жидкость течет в центр рабочего колеса, (2) когда рабочее колесо вращается; (3) центробежная сила толкает жидкость к краям (4), пока жидкость не выйдет из нагнетательного патрубка насоса.

В каждом типе центробежных насосов (с торцевым всасыванием и рядным) есть насосы горизонтального и вертикального типа, для которых характерно горизонтальное или вертикальное расположение вала насоса. Кроме того, насосы можно дополнительно классифицировать по количеству ступеней, через которые проходит жидкость. Наконец, последняя классификация – это способ подключения насоса к двигателю. Насосы могут иметь длинную муфту, если насос соединен с двигателем с помощью гибкой муфты, или они могут быть моноблочными, если соединение между насосом и двигателем осуществляется посредством жесткой муфты.В таблице ниже приведены наиболее распространенные типы насосов охлажденной воды.

Такие же четыре типа насосов можно встретить и с вертикальным расположением.

Другой тип насоса, который используется для больших расходов, – это насос с разъемным корпусом. Этот тип центробежных насосов имеет две камеры (раздельный корпус), в отличие от однокамерных для насосов с торцевым всасыванием и рядных насосов.

6.6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ НАСОСА

Типичный КПД насоса находится в диапазоне от 60% до 80%. Вам следует выбрать насос с максимальной эффективностью, близкой к расчетной рабочей точке (обычно около 10%). Например, если наилучшая точка КПД насоса составляет 72%, то вам следует выбрать этот насос, если ваша рабочая точка КПД выше 62%.

6,7 СКОРОСТЬ НАСОСА

Скорости, доступные для насосов охлажденной воды, включают 1200, 1800 и 3600 об / мин.Когда вы выбираете скорость насоса, вы должны сначала убедиться, что производитель насоса предоставляет эту скорость. Предпочтительны более низкие скорости насоса, поскольку увеличение числа оборотов вызывает повышенный износ. Срок службы подшипников рассчитывается в зависимости от количества оборотов, поэтому, если количество оборотов уменьшается, подшипники должны иметь более длительный срок службы. Это верно для всех вращающихся объектов. Чаще всего скорость насоса составляет 1760 об / мин, а затем 3500 об / мин. Скорость 1160 об / мин иногда используется для небольших насосов с двигателями менее 5 л.с.

Иногда производитель насоса указывает скорость немного ниже 1200, 1800 или 3600. Это потому, что двигатель является асинхронным, а не синхронным. Это означает, что электрически скорость вращения будет 1200, 1800 или 3600 об / мин, но вал будет немного отставать от этого вращения.

6,8 ДВИГАТЕЛЬ

Двигатель обеспечивает необходимую механическую мощность для вращения крыльчатки внутри насоса.Двигатель получает электроэнергию и преобразует ее во вращение. Двигатель должен соответствовать требованиям к тормозной мощности насоса. Это основано на производительности насоса, давлении насоса и эффективности насоса.

С этими входными данными тормозная мощность насоса охлажденной воды рассчитывается по следующему уравнению.

Насосу необходим двигатель, чтобы обеспечить вращение насоса.Двигатель должен будет обеспечивать мощность, превышающую мощность насоса, поскольку будут потери из-за неэффективности двигателя. Обычно КПД двигателя составляет от 90% до 95%.

Расчетная мощность двигателя в лошадиных силах должна быть меньше доступной мощности двигателя в лошадиных силах. Доступные значения мощности двигателя указаны в таблице ниже.

Таблица 1: В этой таблице показаны доступные размеры двигателей NEMA, которые используются для определения размеров двигателей для насосов и вентиляторов.Хотя фактическое потребление энергии будет равно BHP, инженеры-электрики должны рассчитывать свое оборудование и проводку на основе значения HP, указанного инженером-механиком.

Производители насосов имеют онлайн-программное обеспечение, которое автоматически показывает доступные насосы для заданного расхода и перепада давления. Программное обеспечение покажет скорость (об / мин), эффективность, тормозную мощность (л.с.) и мощность (л.с.) для различных типов насосов, которые могут соответствовать требуемой скорости потока и падению давления.

Пример выбора насоса

онлайн: https://www.pacopumps.com/PumpSelect.aspx

Хотя инструмент выбора насосов позволяет очень легко выбирать насосы, вы также должны знать, как выбирать насосы с помощью кривых насосов. Кривая насоса показывает рабочие точки давления и расхода для насоса, работающего при различных скоростях или диаметрах рабочего колеса. Если для насоса выбрана скорость (1200, 1800 или 3600), то график кривой насоса покажет несколько кривых насоса при различных диаметрах рабочего колеса.Если выбран диаметр рабочего колеса, то график кривой насоса покажет несколько кривых насоса на различных скоростях. На следующем рисунке показана конкретная скорость насоса с несколькими характеристиками насоса при различных диаметрах рабочего колеса.

На графике также показаны кривые мощности насоса синим цветом. Эти кривые создаются путем расчета мощности на основе давления, расхода и эффективности насоса / двигателя в точке. Кривые КПД, показанные на рисунке, получены на основе серии испытаний реального насоса.

Рис. 14: На этом примере кривой насоса показаны рабочие условия для насоса при определенной скорости насоса. Красные кривые показывают рабочие точки для этого насоса при разном диаметре рабочего колеса. Красные кривые показывают давление, которое может быть обеспечено при различных расходах. Пересечение красной кривой и синей кривой мощности показывает мощность, необходимую в определенной рабочей точке. Пересечение красной кривой и зеленой кривой КПД показывает КПД в определенной рабочей точке.

6.9 ЗАМЕЧАНИЯ, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Насос охлажденной воды часто требует дополнительных функций помимо основных требований, которые обсуждались ранее.

Насос без перегрузки: Насос без перегрузки – это насос с двигателем достаточного размера, который может обеспечить достаточную мощность во всех рабочих точках на кривой насоса. Например, на предыдущем рисунке насос без перегрузки с диаметром рабочего колеса 6 дюймов будет иметь двигатель мощностью 1-1 / 2 л.с.В каждой точке красной кривой требуемая мощность меньше, чем на синей кривой 1-1 / 2 л.с.

Двигатель с повышенным КПД: Двигатель с повышенным КПД описывает двигатель, который имеет минимальный КПД, зависящий от мощности двигателя, в соответствии со Стандартами двигателей с повышенным КПД NEMA. Стандарты двигателей можно найти по ссылкам ниже. Например, энергоэффективный двигатель мощностью 5 л.с. / 1800 об / мин будет иметь КПД 87,5%, а двигатель премиум-класса будет иметь КПД 89.5%.

https://www.nema.org/Policy/Energy/Efficiency/Pages/NEMA-Premium-Motors.aspx

https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/04/f15/amo_motors_handbook_web.pdf

Частотно-регулируемый привод: частотно-регулируемый привод используется для увеличения скорости вращения насоса, что приводит к смещению кривой насоса вверх и вниз. Это заставляет насос обеспечивать больший расход / давление при увеличении скорости и меньший расход / давление при уменьшении скорости.

Системы рециркуляции горячей воды: как они работают

В «Разумная сантехника », FHB # 216 главный сантехник Дэйв Йейтс рассматривает проектирование водопровода для всего дома. Более совершенная водопроводная техника – это интеграция системы рециркуляции горячей воды .

Система рециркуляции предназначена для почти мгновенного поступления горячей воды в кран. Помимо устранения неудобного ожидания горячей воды, система рециркуляции экономит тысячи галлонов воды в год, вода, которая в противном случае пошла бы в канализацию, когда домовладелец ждал, пока горячая вода перейдет от водонагревателя к крану или насадке для душа.(Для получения дополнительной информации о значении этой экономии воды см. «Устранение дефицита воды домой», FHB # 212.)

Есть два типа систем: те, которые основаны на насосе с электрическим приводом, и те, которые питаются самотеком и основаны на термосифонировании. Насосные системы можно настроить одним из нескольких способов: переключателем, таймером и датчиком движения, который предупреждает систему о начале работы. Усовершенствования в конструкции насоса сделали эти системы более эффективными, чем они были в прошлом (см. Ссылку ниже).

Вот как работает система рециркуляции.

Система управления по требованию

Гэри Кляйн, управляющий директор Affiliated International Management и бывший специалист по энергетике в Энергетической комиссии Калифорнии, говорит, что наиболее эффективный тип рециркуляционной системы использует насос, который приводится в действие переключателем или датчиком движения. Эти системы потребляют наименьшее количество энергии, экономят наибольшее количество воды и имеют самые низкие эксплуатационные расходы. Компромисс в том, что эти системы немного медленнее, чем другие типы.

1. Переключатель или датчик движения, расположенный рядом с каждым приспособлением, включает энергоэффективный циркуляционный насос.

2. В насосе находятся датчик температуры и обратный клапан, предотвращающий попадание воды в обратную линию. Насос перекачивает воду, которая находится в трубопроводе, обратно в водонагреватель. Датчик сообщает насосу, когда горячая вода поступает в самый дальний кран, и отключает насос. В качестве альтернативы датчик может быть размещен на обратной линии сразу после последнего крана в системе и подключен к насосу.Это позволит сократить время работы насоса.

Система с гравитационной подачей

Старший сантехник Дэйв Йейтс любит простоту системы с гравитационной подачей. Система с гравитационной подачей основана на термосифонировании, при котором горячая вода поднимается вверх по системе, а более плотная, холодная вода падает вниз. Чтобы такая система работала, водонагреватель должен располагаться ниже кранов с горячей водой, которые он будет обслуживать. Хотя изоляция труб и короткие участки водопровода помогают снизить потери тепла и потребление энергии в режиме ожидания, эта система потребляет больше энергии, чем другие, поскольку работает 24 часа в сутки.Однако из-за отсутствия насосов, которые нужно устанавливать или обслуживать, эта система, пожалуй, является наиболее удобной для пользователя.

1. Горячая вода поднимается в верхнюю часть системы.

2. Вода, которая охлаждается в системе, тяжелее и плотнее подаваемой горячей воды и падает через обратную линию в самую низкую точку системы – водонагреватель.

3. Обратный клапан предотвращает попадание воды из водонагревателя обратно в обратную линию.

4. Холодная вода нагревается и циркулирует по линиям горячего водоснабжения, начиная процесс термосифонирования заново.

Подробнее о рециркуляции горячей воды:

Плата за рециркуляцию горячей воды – Новая насосная технология делает рециркуляцию горячей воды более эффективной, чем когда-либо.

Устранение проблемы с горячей водой – Этот обзор вопросов и ответов от консультанта по экологическому строительству исследует проблему с горячей водой в системе с рециркуляционным насосом.