Obehové čerpadlá Pre Vykurovacie Systémy

Obsah:

Obehové čerpadlá Pre Vykurovacie Systémy
Obehové čerpadlá Pre Vykurovacie Systémy

Video: Obehové čerpadlá Pre Vykurovacie Systémy

Video: Obehové čerpadlá Pre Vykurovacie Systémy
Video: MAXECO vykurovacie systémy 2024, Marec
Anonim
  • Vykurovacie čerpadlá - história
  • Zariadenie a princíp činnosti
  • Typy obehových čerpadiel
  • Vykurovacie čerpadlá - ako si ich vybrať
  • Výber miesta a inštalácia obehového čerpadla
Obehové čerpadlá pre vykurovacie systémy
Obehové čerpadlá pre vykurovacie systémy

Ak je celková plocha vykurovaných priestorov stovky metrov štvorcových a ak práve tieto metre zaberajú niekoľko poschodí, potom klasické vykurovanie založené na prirodzenej cirkulácii chladiacej kvapaliny nebude stačiť. A to nie je prekvapujúce - tlak v systémoch s prirodzenou cirkuláciou nepresahuje 0,6 MPa. Existujú iba dva spôsoby, ako zvýšiť tlak a zlepšiť cirkuláciu vody v takýchto vykurovacích systémoch - postaviť uzavretý systém s rúrkami s veľkým priemerom alebo do neho zaviesť cirkulačné čerpadlo. Rúry s veľkým priemerom nebudú lacné, takže najlepším riešením pre vykurovanie plôch od 100 do 150 m 2 je obehové čerpadlo.

Vykurovacie čerpadlá - história

Pred storočím sa inžinieri pokúsili vyriešiť problém cirkulácie chladiacej kvapaliny vo vodných vykurovacích systémoch a pokúsili sa nejako zveriť túto úlohu čerpadlu s elektromotorom. Ale elektrické motory existujúce na začiatku 20. storočia mali otvorené kontakty, vniknutie vody do nich viedlo k okamžitým nehodám.

V 20. rokoch minulého storočia vytvoril nemecký inžinier Gottlob Bauknecht, ktorý založil spoločnosť Bauknecht, prvý hermeticky uzavretý elektrický motor. O niekoľko rokov neskôr vytvoril Wilhelm Oplander, majiteľ a zakladateľ spoločnosti Wilo, obehové čerpadlo, ktoré používalo Bauknechtov elektrický motor. V „suchom“čerpadle Oplender sa pohon od motora k axiálnemu kolesu inštalovanému v kolene potrubia uskutočňoval prostredníctvom hriadeľa utesneného tesnením upchávky. Wilhelm Oplender nazval svoje cirkulačné čerpadlo „cirkulačným akcelerátorom“; v rokoch 1929 až 1955 sa čerpadlá tejto konštrukcie vyrábali a používali všade vo vykurovacích systémoch v Európe a USA.

Hlavnou nevýhodou obehového čerpadla Opleder bolo tesnenie upchávky, ktoré sa rýchlo opotrebuje pri najmenších nerovnostiach na povrchu hriadeľa a materiál upchávky nebol obzvlášť odolný. Vyžadovala sa častá výmena upchávky a povrch hriadeľa si vyžadoval pravidelné brúsenie a leštenie.

Pred 70 rokmi vzniklo prvé obehové čerpadlo mokrého typu - vynašiel ho Karl Rütschi, švajčiarsky inžinier a zakladateľ spoločnosti Rütschi pumpen AG. Elektromotor v čerpadle Ryutchi bol namontovaný na kolene, cez ktoré bola prečerpávaná voda, a bol spoľahlivo utesnený. V tomto prípade bola vode pridelená úloha mazadla.

Vykurovacie čerpadlá
Vykurovacie čerpadlá

Neskôr bolo koleno, ktorým prechádzala chladiaca kvapalina, nahradené „slimákom“, od tohto momentu sa „slimák“používa pri konštrukcii každého moderného čerpadla pre vykurovacie systémy.

Zariadenie a princíp činnosti

Obehové čerpadlá majú úzku špecializáciu - sú určené na nútený obeh nosiča tepla (voda) v uzavretých vykurovacích systémoch. Vo svojej štruktúre sú podobné drenážnym čerpadlám: teleso vyrobené z nehrdzavejúcich kovov alebo zliatin (oceľ, liatina, hliník, mosadz alebo bronz); oceľový alebo keramický rotor; hriadeľ rotora je vybavený obežným kolesom a obežným kolesom; elektrický motor, ktorý otáča rotor.

Pri inštalácii do vykurovacieho systému nasáva čerpadlo z jednej strany vodu a na druhej ju pumpuje do potrubia v dôsledku odstredivej sily vznikajúcej pri otáčaní obežného kolesa - vo vstupnom potrubí je podtlak a na výstupnom potrubí je stlačený. Pri rovnomernej prevádzke čerpadla sa hladina chladiacej kvapaliny v expanznej nádrži nemení, t.j. s jeho pomocou nebude možné zvýšiť tlak vo vykurovacom systéme - na dokončenie tejto úlohy bude potrebné pomocné čerpadlo. Úlohou obehového čerpadla je pomôcť chladiacej kvapaline prekonať odpor vznikajúci v určitých častiach vykurovacieho systému.

Typy obehových čerpadiel

V zásade sú tepelné čerpadlá rozdelené do dvoch typov - „suché“a „mokré“.

V konštrukciách prvého typu rotor nepríde do styku s čerpanou vodou, jeho pracovná časť je od elektromotora oddelená O-krúžkami vyrobenými najčastejšie z aglomerátu uhlíka, menej často z nehrdzavejúcej ocele alebo keramiky, oxidu hlinitého alebo karbidu wolfrámu (materiál koncového tesnenia závisí od typu chladiacej kvapaliny). Po naštartovaní motora čerpadla sa O-krúžky navzájom otáčajú - medzi leštenými a starostlivo namontovanými krúžkami sa nachádza tenká vrstva vodného filmu, ktorá utesňuje spojenie v dôsledku tlakového rozdielu vo vonkajšej atmosfére a vo vykurovacom systéme (vo vykurovacom systéme je tlak vyšší). Pružina tlačí jeden O-krúžok do druhého, počas prevádzky sa krúžky opotrebujú a samy sa navzájom prispôsobia,ich životnosť bude minimálne 3 roky - sú efektívnejšie ako balenie upchávky, ktoré vyžaduje neustále mazanie a chladenie. Účinnosť obehových čerpadiel so suchým rotorom je až 80%. V porovnaní s „mokrými“čerpadlami vydávajú čerpadlá so suchým rotorom počas prevádzky vysoký hluk, preto sú inštalované v samostatnej miestnosti s dobrou zvukovou izoláciou.

Typy obehových čerpadiel
Typy obehových čerpadiel

Pri použití čerpadiel so suchým rotorom s posuvnými mechanickými upchávkami starostlivo sledujte prítomnosť suspendovaných látok v čerpanej vode a stav prašnosti vo vzduchu v miestnosti, kde je čerpadlo nainštalované. Prevádzka „suchého“čerpadla spôsobuje turbulenciu vzduchu priťahujúcu prachové častice - prachové častice a suspendované látky v chladiacej kvapaline môžu poškodiť povrch tesniacich krúžkov a zhoršiť ich tesnosť.

Bez ohľadu na typ tesnenia, či už je to upchávka alebo posuvné mechanické tesnenie, pri prevádzke "suchého" čerpadla dôjde k ich zničeniu, takže pre prítomnosť maziva potrebujú prítomnosť kvapaliny - pri jeho absencii je zničenie mechanického tesnenia nevyhnutné.

"Suché" čerpadlá sú rozdelené do troch typov: horizontálne (konzolové), vertikálne a blokové. U čerpadiel prvého typu je sacie odbočné potrubie umiestnené na koncovej strane „špirály“a výtlačné odbočné potrubie je umiestnené radiálne na telese. Elektromotor konzolových čerpadiel je namontovaný vo vodorovnej polohe.

Vertikálne čerpadlá (radové) sú vybavené rovnakými dýzami s otvormi umiestnenými pozdĺž tej istej osi. Umiestnenie elektromotora v konštrukcii takýchto čerpadiel je zvislé.

Chladiaca kvapalina vstupuje do blokového čerpadla v smere osi, uvoľňuje sa v radiálnom smere.

„Mokré“tepelné čerpadlá sa líšia od suchých v tom, že svojou konštrukciou je obežné koleso ponorené do chladiacej kvapaliny spolu s rotorom, zatiaľ čo chladiaca kvapalina plní funkcie mazania a chladenia bežiaceho motora. Kovová nádoba oddeľujúca rotor a stator, ktorej materiálom je nehrdzavejúca oceľ, zaisťuje tesnosť tej časti elektrického motora, ktorá je pod napätím. Rotor „mokrého“čerpadla pre vykurovacie systémy je vyrobený z keramiky, ložiská sú keramické alebo grafitové, teleso je zvyčajne liatinové - pre vykurovacie systémy sa lepšie hodia „mokré“obehové čerpadlá v mosadznom alebo bronzovom telese. V porovnaní so „suchými“čerpadlami sú „mokré“čerpadlá menej hlučné, nevyžadujú roky údržbu a ľahšie sa opravujú a upravujú. Ale ich hlavnou a významnou nevýhodou je nízka účinnosť nepresahujúca 50%. Dôvodom nízkeho výkonu „mokrých“čerpadiel je skutočnosť, že bude prakticky nemožné utesniť manžetu oddeľujúcu stator a chladiacu kvapalinu väčším priemerom rotora. Práve kvôli nízkej účinnosti sa čerpadlá „mokrého“typu väčšinou používajú na zlepšenie cirkulácie vo vykurovacích systémoch krátkej dĺžky, t.j. pri vykurovaní domácnosti.

Typy obehových čerpadiel
Typy obehových čerpadiel

Moderné „mokré“obehové čerpadlá majú modulárny dizajn. Existuje päť takýchto modelov: plášť čerpadla; elektrický motor so statorom; skrinka so svorkovnicami; Pracovné koleso; náboj obsahujúci rotor a hriadeľ s ložiskami. Jednotka s jednou kazetou uľahčuje elimináciu vzduchu nahromadeného v kryte čerpadla počas spustenia a samotná modulárna konštrukcia uľahčuje opravy - stačí vymeniť chybný modul za nový.

Preto sú výkonové „mokré“čerpadlá na vykurovanie vybavené jedno a trojfázovými elektromotormi. Čerpadlá sú pripevnené k potrubiu vykurovacieho systému pomocou závitového alebo prírubového spojenia - jeho typ závisí od výkonu tohto čerpadla.

Pretože voda v čerpadlách s mokrým rotorom má úlohu maziva, musí voda neustále prúdiť k ložiskám cez objímku oddeľujúcu chladiacu kvapalinu a stator. Jediným spôsobom, ako zabezpečiť dostatočné mazanie ložísk, je striktne vodorovná poloha hriadeľa - akákoľvek iná poloha hriadeľa spôsobí poruchu čerpadla a čoskoro sa stane nepoužiteľným.

Vykurovacie čerpadlá - ako si ich vybrať

Najskôr si spočítajme, koľko chladiva prechádza kotlom za minútu. Väčšina výrobcov vykurovacích kotlov odporúča použiť jednoduchú výpočtovú metódu - prirovnať výkon kotla k prietoku vody, t.j. pri výkone 30 kW prejde kotlom za minútu 30 litrov vody. Pri výpočte prietoku chladiacej kvapaliny vo vzťahu k určitej časti cirkulačného krúžku použijeme rovnakú metódu: poznáme výkon vykurovacích radiátorov a podľa toho sa pre ňu počíta prietok vody.

Ďalším krokom je výpočet prietoku chladiacej kvapaliny v potrubí podľa priemeru rúr, z ktorých je postavený:

  • v potrubiach s priemerom ½ palca bude prietok vody 5,7 l / min;
  • v potrubiach s priemerom ¾ "bude prietok vody 15 l / min;
  • v potrubiach s priemerom 1 palec bude spotreba vody 30 l / min;
  • v potrubiach s priemerom 1¼ palca bude spotreba vody 53 l / min;
  • s priemerom potrubia 1½ palca bude prietok vody 83 l / min;
  • s priemerom potrubia 2 palce bude prietok vody 170 l / min;
  • s 2½”potrubím bude prietok vody 320 l / min.

Rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny sa berie ako 1,5 m za sekundu - spravidla je to dostatočná rýchlosť pre vodu vo vykurovacích systémoch.

Vypočítajme výkon čerpadla na vykurovanie na základe toho, že na desaťmetrový úsek potrubia je potrebný výtlak 0,6 m - podľa toho bude pre stometrový vykurovací systém potrebné čerpadlo, ktoré vytvorí výtlak 6 metrov. Čerpadlo by sa malo zvoliť podľa získaných výsledkov.

Ak váš vykurovací systém používa potrubia s menším priemerom, ako sú uvedené vyššie, musíte zvýšiť nastavený výkon čerpadla, pretože hydraulický odpor v nich bude vyšší. A naopak - pri väčšom priemere potrubí je potrebné obehové čerpadlo s menším výkonom.

Vyššie uvedený výpočet charakteristík čerpadiel pre vykurovacie systémy je dosť svojvoľný a jednoduchý - ak je potrebný výpočet pre vykurovací systém s dlhou dĺžkou a zložitou konštrukciou, bolo by najsprávnejšie obrátiť sa na odborníkov v oblasti tepelnej techniky. Pre zložitý a viacúrovňový vykurovací systém nebudete môcť samostatne vypočítať! Ak sa napriek tomu rozhodnete vyskúšať, vzorec na výpočet je uvedený v SNiP 2.04.05-91 *.

Obehové čerpadlo s minimálnymi charakteristikami - výkon 30 W, maximálna výška 2 m, prietok vody 2 m 3 / h, s palcovým pripojením - stojí v priemere 4 300 rubľov. Najväčšími dodávateľmi domácich a priemyselných čerpadiel pre vykurovacie systémy na ruskom trhu sú talianske „DAB“, „Lowara“, „Ebara“a „Pedrollo“, „Grundfos“(Dánsko), „Wilo“(Nemecko). Ruskí výrobcovia spravidla vyrábajú priemyselné čerpadlá, v ich produktovej rade nie sú žiadne obehové čerpadlá pre domácnosť.

Majte na pamäti, že si nebudete môcť zvoliť 100% vhodné čerpadlo - každý vykurovací systém má svoje vlastné charakteristiky a čerpadlá sú sériovo vyrábanou jednotkou s priemernými parametrami. Výber modelu čerpadla s nadmerným výkonom, ako je skutočne nevyhnutné, spôsobí počas prevádzky hluk v potrubí. Preto stojí za to zvoliť model čerpadla, ktorý má niekoľko nastaviteľných prevádzkových režimov a empiricky nastaviť režim, v ktorom čerpadlo pracuje najefektívnejšie. Bude správne zvoliť čerpadlo, ktorého výkon presahuje požadovaný výkon pre tento vykurovací systém o 5 - 10%.

Výber miesta a inštalácia obehového čerpadla

„Mokré“čerpadlo je možné inštalovať do vratného aj prívodného potrubia. Popularita inštalácie na spätnom potrubí je spojená so starými modelmi čerpadiel - boli inštalované iba na spätnom potrubí, pretože prechod chladnejšej vody cez ne predĺžil životnosť upchávkového boxu, rotora a ložísk.

Počas prevádzky čerpadla sa v potrubí pred expanznou nádržou a v potrubí za ňou vytvárajú rôzne tlaky: v prvom prípade kompresia, v druhom vákuum. Statický tlak, ktorý vytvára expanzná nádoba, ovplyvní činnosť vykurovacieho systému s obehovým čerpadlom. Je potrebné mať na pamäti, že hydrostatický tlak v oblasti dodávania čerpadla bude vyšší ako normálny (v pokoji) tlak vody. Na druhej strane v tej časti vykurovacieho systému, z ktorej čerpadlo nasáva chladiacu kvapalinu, sa zníži tlak, jeho hladina môže nielen poklesnúť na atmosférickú hladinu, ale viesť aj k podtlaku. Diferenčné tlaky vo vykurovacom systéme môžu spôsobiť varenie vody a uvoľňovanie alebo nasávanie vzduchu.

Vykurovacie čerpadlá
Vykurovacie čerpadlá

Cirkulácia chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme nebude narušená, ak sa pri jej konštrukcii zohľadní jedna podmienka - v ktoromkoľvek bode sacej zóny by mal byť hydrostatický tlak iba nadmerný. Súlad je možné dosiahnuť nasledujúcimi spôsobmi:

  1. Expanznú nádobu zdvihnite 0,8 m nad najvyšší bod vykurovacieho potrubia. Táto metóda je najjednoduchšia, ak sa vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou zmení na nútený obeh, ale jeho realizácia je možná iba pri dostatočnej výške podkrovnej miestnosti a expanzná nádrž bude musieť byť dobre izolovaná;
  2. Expanznú nádobu umiestnite na hornú časť potrubia, aby sa horná časť vykurovacieho systému dostala do výtlačnej oblasti čerpadla. Moderné vykurovacie systémy (táto technika je použiteľná špeciálne pre ne), vopred navrhnuté pre nútený obeh, sú postavené so sklonom potrubia „ku kotlu“a nie „z neho“, ako v vykurovacích systémoch s prirodzenou cirkuláciou. Ciele sú nasledovné: s takouto svahovou konštrukciou sa budú vzduchové bubliny pohybovať pozdĺž vodného toku, strhávané tlakom z cirkulačného čerpadla, t.j. protiprúdový pohyb vzduchových bublín, ktorý je bežný v systémoch s prirodzenou cirkuláciou, nebude možný. Vďaka tomu nebude najvyšší bod vykurovacieho systému na hlavnej stúpačke, ale na najvzdialenejšom. Je len na vás, či túto metódu použijete alebo nie, avšak zmena existujúceho vykurovacieho systému pre ňu bude zložitá,a budovanie nového systému na jeho základe nie je celkom pohodlné, pretože existujú jednoduchšie spôsoby;
  3. Presun potrubia s expanznou nádržou zo stúpačky a jeho zasunutie do spätného potrubia blízko cirkulačného čerpadla pred jeho sacie potrubie. Takouto rekonštrukciou existujúceho vykurovacieho systému získame optimálne podmienky pre prevádzku nútenej cirkulácie čerpadla;
  4. Táto metóda nie je vhodná pre všetky modely čerpadiel - pripojenie obehového čerpadla k napájacej časti potrubia, priamo za vstupným bodom expanznej nádrže. Navonok vyzerá takáto úprava existujúceho vykurovacieho systému jednoducho, ale teplota chladiacej kvapaliny v tejto časti vykurovacieho okruhu bude obzvlášť vysoká - predtým, než tento model čerpadla skutočne vydrží také nepriaznivé prevádzkové podmienky, sa uistite.

Po rozhodnutí o mieste inštalácie čerpadla pokračujeme k samotnej inštalácii. Budete potrebovať hrubý filter, spätný ventil (pre uzavreté systémy pod tlakom), obtok a kľúče (od 19 do 36 mm) - všetky prvky pre priemer závitu čerpadla. Na hlavnom potrubí medzi vstupom a výstupom zapnutého obtoku je potrebné pozdĺž jeho priemeru namontovať uzatvárací ventil. Je obzvlášť výhodné, ak má vybraný model pumpy odnímateľné závity, inak si ich budete musieť dokúpiť zvlášť.

Obtok používaný vo vykurovacích systémoch je malá časť potrubia inštalovaná paralelne s uzatváracími a regulačnými ventilmi, ktorej úlohou je prepnúť vykurovací systém na prirodzenú cirkuláciu v prípade výpadku prúdu a poruchy čerpadla. Pre normálnu prevádzku vykurovacích zariadení musí byť priemer obtokového potrubia rovný priemeru stúpačky, do ktorej sa zarezáva.

Postup inštalácie zariadení na obtoku v smere k nosiču tepla: filter, spätný ventil (ak je to potrebné) a obehové čerpadlo. Vstupy obtoku do stúpačky by sa mali vykonávať prostredníctvom uzatváracích kohútikov - pri prepnutí systému na prirodzený obeh a v prípade poruchy zariadení na obtoku sú tieto kohútiky zatvorené, kohútik pod obtokom sa otvára.

Pre efektívnu prevádzku "mokrého" čerpadla a zabránenie hromadeniu vzduchu je obtok inštalovaný striktne horizontálne. Iba v prípade, že medzi zariadeniami inštalovanými na obtoku môže byť nainštalovaný automatický odvzdušňovací ventil - kdekoľvek, nie je to dôležité, ale vo zvislej polohe. Výhody automatického odvzdušnenia oproti klasickému Mayevského kohútiku, ktoré sú vybavené niektorými vykurovacími radiátormi - uvoľnenie a následné vypnutie tohto zariadenia je automatické a dizajnový ventil Mayevsky je potrebné odskrutkovať a ručne zaskrutkovať.

Odporúčaná: