С развитием технологии совершенствуются и разрабатываются новейшие виды систем отопления. Сейчас во многих рынках получили широкое распространение циркуляционный с сухим и мокрым ротором, благодаря своим качествам как эффективность работы, удобство и надежность эксплуатации.
Увидеть циркуляционный насос для систем отопления можно практических во всех магазинах, где продается бытовая техника, на рынках или ознакомиться с характеристиками на нашем ресурсе.
Преимущества
- В отличие от систем отопления, не имеющие в своем составе данный механизм, устройство способно включиться за считанные минуты и начинать выполнять свои функции. Быстрый разгон системы позволяет за короткое время обогреть помещение.
- Наличие в системе данного оборудования повышает эффективность работы цепи отопления в общем, и обеспечивает высокий КПД.
- Применение циркуляционного насоса в разводке системы гарантирует надежность и безотказную работу обогрева комнат целом. Данные модели к тому же просты в использовании.
- Насос весьма удобен. Его можно поставить на любом участке в помещении и с нужного места он обеспечит качественную циркуляцию воздуха.
Принудительная схема циркуляции
Виды циркуляционных насосов
Типы и виды циркуляционных насосов отопления бывают в большом количестве. В статье будут рассмотрены наиболее распространенные виды насосов.
Циркуляционный насос с мокрым ротором - рабочее колесо и ротор расположен так, что сразу начинает обрабатывать жидкость. Рабочее колесо от статора отделяет сделанный из нержавеющей стали стакан. Рабочий вал может быть выполнен как из металла, так и из керамики. Жидкость, обрабатываемая ротором, одновременно поддерживает температуру двигателя, охлаждая его, и выполняет функции смазки трущихся деталей.
С мокрым ротором
Сборка насосов с мокрым ротором осуществляется по специальному принципу, называемый модульный. В зависимости от производительности и напора, осуществляется подбор соответствующих модулей. Такая конструкция упрощает ремонт, когда заменяется всего лишь модуль в случае поломки. Очень важно иметь в виду, что удалять воздух из улитки мокрого ротора необязательно. Воздух удаляется автоматически самим ротором.
И второй тип оборудования - это циркуляционный насос с сухим ротором. Сухой ротор берет свое название от конструкции и принципа работы прибора. Конструктивно, рабочее колесо и ротор не соприкасаются с обрабатываемой водой. Данный вид циркуляционных насосов применяются для работы с большим объемом воды в отоплении.
С сухим ротором
В отличие от вышеназванного типа насоса, механизм с сухим ротором имеет в своем составе специальные уплотнители. Они располагаются посередине между приводом и корпусом насоса. Образованная пленка из воды между поверхностями в процессе работы, осуществляют герметизацию насоса. В зависимости от рабочей эксплуатации, кольца могут быть сделаны из керамики, нержавеющей стали, агломерированного угля. Насосы для отопления с сухим ротором бывают с прифланцованными моторами и моторами соединенные муфтой.
Выбор
Какой лучше выбрать циркуляционный насос для системы отопления? При отопления, основное внимание обращают на такой параметр как выделяемое тепло, которым устройство будет обеспечивать помещение. В организациях, где занимаются оценкой параметров прибора, данные оцениваются с помощью специальных программ, затем после расчета выдаются реальные расчеты.
Конструкция изделия
Одним из популярных методов выбора насоса, является оценка площади помещения, которую насос способен обогреть. Согласно европейским стандартам, дома с двумя и менее квартирами, требуют для обогрева мощность 100 ватт на один кв.метр. А для домов с множеством квартир 70 ватт на метр. И в зависимости от качества теплоизоляции зависят параметры мощности. Если теплоизоляция хорошая, то необходимо 30 – 50 ватт на кв.метр.
Для плохого качества теплоизоляции берутся высокие показатели мощности.
Для нашего сурового климата соответствуют следующие данные:
- для двухэтажного дома при температуре воздуха минус 25 градусов – 173 ватт на кв.метр, если минус 30, то 177 ватт на кв.метр;
- для здания более двух этажей подойдут 97 и 101 ватт на кв.метр соответственно.
Если иметь некоторые знания по расчету мощности насосов, то можно самому правильно рассчитать и вычислить, какой циркуляционный насос нужен для вашего дома.
Установка
Установка циркуляционного насоса в систему отопления не займет много времени, если есть необходимые для этого инструменты и необходимые навыки:
- ключи в наборе с размерами от 17 до 36;
- байпас, фильтр, обратный клапан;
- «американские» резьбы.
Для подключения насоса в систему отопления следует руководствоваться:
Варианты установки
- Техническими параметрами насоса, которые рассчитываются, как было показано выше;
- Присоединение механизма к обратным трубопроводам обеспечат работу приборов с охлажденной водой. Это позволит продлить срок службы изделий. тоже присоединить к обратному трубопроводу;
- С отключением котла отопления, на насосной трубе перекрываются впускные и выпускные краны. Затем изделие следует установить в горизонтальном положении, закрутив с помощью «американских» гаек. Вертикальная оборудования создаст лишний шум при эксплуатации.
Важный совет: при установке прокладки лучше выбрать ее из паранита, потому что резиновые станут непригодными при повышении температуры.
- Установка циркуляционного насоса будет как дополнение, если циркуляция естественная. Здесь стоит заодно приобрести фильтр и «американские» гайки, по диаметру подходящие для устройства. Для закрытых разводок будет необходим обратный клапан, а для открытых вовсе не нужен;
- При установке, не забывать установить краны, которые будут полезны при ремонте системы. Байпасная линия, при установке, позволит продолжить циркуляцию при снятом приборе и даже в случае отсутствия электричества.
Заключение
Здесь стоит отметить, что лучше всего выбрать оборудование от известных фирм-производителей. Насосы циркуляции, питающиеся от 12 вольт, обеспечат надежность работы. А также дополнительные аварийные аккумуляторы или дизельные генераторы, пригодятся при аварийном отключении электричества. Для больших домов подойдут изделия с меньшей производительностью.
Ваши контакты в этой статье от 500 рублей в месяц. Возможны другие взаимовыгодные варианты сотрудничества. Напишите нам на [email protected]
Ротор насоса
Ротор насоса это отдельная сборочная единица, которая в значительной мере определяет экономичность, надежность и долговечность работы насоса.
Базовой деталью ротора циркуляционного насоса является вал, на котором установлено рабочее колесо, защитные втулки, уплотнение , детали гидравлического разгрузочного устройства, полумуфта и другие мелкие детали, закрепленные на валу.
На конце ротора, закреплено рабочее колесо , которое фиксируется от смещения в осевом направлении гайкой или обтекателем (в зависимости от типа и конструкции насоса).
Насос с мокрым ротором
Конструктивно в насосе с “мокрым” ротором рабочая среда движется в полости между ротором и статором. В этом случая во избежание замыкания ротор и статор защищают специальными цилиндрами (рубашками) из нержавеющей стали. Рабочая среда в этом случае смазывает поверхности трущихся частей насоса, такие как подшипники и одновременно охлаждает их.
К преимуществам насоса с мокрым ротором относится высокая надежность, такие насосы практически бесшумны и обладают большим сроком службы.
К недостаткам таких насоса с мокрым ротором следует отнести невысокий КПД, в среднем до 50%, который падает следствии большого количества перегородок между ротором и статором. Небольшой КПД приводит к повышенному расходу электроэнергии.
Насос с сухим ротором
В насосах с сухим ротором контакт ротора с рабочей средой отсутствует. Между двигателем и рабочей средой устанавливают подвижные герметичные - торцевые уплотнения или негерметичные – сальниковые уплотнения.
К преимуществам насоса с сухим ротором относится высокий КПД, до 80%, а следовательно сравнительно небольшие затраты энергии.
К недостаткам насоса с сухим ротором относится высокий уровень шума, поэтому такие насосы устанавливают в отдельных звуко-изолированных помещениях.
Современные насосы с мокрым и сухим ротором.
В настоящее время много производителей как зарубежных, так и “отечественных” предоставляют циркуляционные насосы с мокрым и сухим типом ротора. Такие насосы используются в большинстве случаев для монтажа в системы отопления и кондиционирования.
Насосы способны перекачивать среду с температурой до 110 градусов цельсия, при давлении до 10 атм.
Материал корпуса насосов чугун. Насосы выполняются как в односкоростном, так и в многоскоростном вариантах исполнения и обладают низким уровнем шума.
Для обеспечения отопления дома используются циркуляционные насосы с мокрым ротором.
Особой популярностью пользуются насосы с мокрым ротором wilo серии Star-RS, TOP-RL, и др.
И насосы с мокрым ротором Grundfos серии ALPHA2, ALPHA3 и др.
Но такие насосы помимо компактных размеров и небольшой мощности всё же не способны отапливать по настоящему большие помещения.
Для этого требуются, например насосы с сухим ротором wilo серии ВL. Или насосы с сухим ротором grundfos серии TP.
Стоит ли устанавливать такие насосы?
Стоит ли покупать насос с мокрым ротором или насос с сухим ротором? Такой вопрос может возникнуть у любого человека, который задумается о создании бесперебойной циркуляции теплоносителя в системе отопления коттеджа или частного дома.
При работе каждый из насосов с любым типом ротора заставляет перемещаться жидкость по трубам. В результате такого воздействия Вы получаете:
постоянную температуру радиаторов отопления в любой точке Вашего дома;
удаление воздушных пробок из трубопроводной системы, а как следствие исключение гидравлических ударов;
экономия бюджета и электроэнергии на подогрев теплоносителя.
Конструкция ротора насоса
В большом разнообразии насосного оборудования на роторы разных по типу и назначению насосов может устанавливаться одно или несколько рабочих колес. Устройство насоса с одним рабочим колесом называют одноступенчатым, если колес установлено несколько, то насос является многоступенчатым.
Если рабочее колесо и привод электродвигателя установлены на одном (общем) валу, то такой тип насосов называют консольными.
В промышленном исполнении наиболее часто встречаются варианты, когда вал насоса и вал двигателя соединены полумуфтами, которые крепятся между собой стальными прорезиненными цилиндрами/винтами - “пальцами”.
Большинство деталей ротора посажены на вал на шпонках. Детали, устанавливаемые без шпоночного соединения, должны быть надежно закреплены от проворачивания.
Отсутствие шума и вибрации при работе насоса осуществляется благодаря балансировке роторной сборки. Выполнение этого требования осуществляется за счет тщательной статической балансировки отдельных деталей ротора и последующей динамической (при вращении) балансировки собранного ротора.
Наиболее подходящая конструкция ротора насоса для обеспечения уравновешенности – неразборная. Неразборной называется конструкция при которой рабочее колесо посажено на вал с натягом.
Натяг колеса на ротор циркуляционного насоса обеспечивают подогревом рабочего колеса или охлаждением ротора.
В подавляющем большинстве насосов при частоте вращения до 3000 об/мин применяют разборную конструкцию ротора, в которой колесо посажено на вал по подвижной посадке на шпонки. Рабочее колесо в таком случае, устанавливают по скользящей или плотной посадке, что обеспечивает минимально возможные зазоры.
Материал ротора насоса
Наиболее распространенным материалом для вала ротора насоса является углеродистая сталь марок 35 и 45, а так же конструкционная легированная сталь 40Х или 40 ХН. Для коррозионно опасных жидкостей применяют валы из нержавеющей стали 3Х13.
В случае, если конструкция насоса требует применения подшипников скольжения с боббитовой заливкой, на шейки вала следует насадить защитные втулки из углеродистой стали, так как нержавеющая сталь способна образовывать задиры.
Защитные втулки либо навинчивают на вал, либо поджимают в осевом направлении круглыми гайками. Направление резьбы необходимо выбирать с учетом направления вращения вала для исключения самоотвинчивания при работе.
Все варианты насосов для отопления самых популярных производителей с возможностью подбора под конкретные параметры
Если в случае с выбором насоса встал вопрос, какой лучше - насос с мокрым ротором или с сухим, то попробуем разобраться с такими агрегатами на примере циркуляционных насосов. Известно, что такое оборудование успешно применяется для создания отличной и бесперебойной циркуляции теплоносителя в системе отопления частного дома.
В рабочем состоянии насос с любым из типов ротора нагнетает объем жидкости по трубам, заставляя её двигаться постоянно вперед. В результате такого воздействия на теплоноситель имеем следующие преимущества:
- Постоянный температурный показатель радиаторов на всех участках системы теплоснабжения;
- Отсутствие воздушных пробок в системе, а значит, исключение вероятности гидравлического удара в ней;
- Экономия семейных средств на расход топлива или электроэнергии для подогрева теплоносителя (теперь не нужно усиленно кочегарить котёл, чтобы желаемая температура воды скорее достигла радиаторов в дальней комнате дома и прогрела её). Насосы с мокрым ротором или сухим ротором сделают все быстрее и продуктивнее.
Важно: насосы с роторами всех типов имеют в своей конструкции два отверстия: всасывающее и нагнетательное. Таким образом, агрегат выполняет свою работу, продвигая её по замкнутому контуру.
Циркуляционные насосы имеют схожее с дренажными помпами устройство. Корпус насоса с наличием сухого или мокрого ротора чаще всего выполняют из прочных сплавов, таких как латунь, чугун, нержавеющая сталь или бронза. Такие металлы отлично взаимодействуют с водой высоких температур или с агрессивными средами (в случае дренажного ротора).
Сам ротор производит либо из прочной нержавеющей стали, либо из керамики. А рабочий узел (колесо с лопастями) располагают на валу ротора.
Принцип работы такого устройства заключается в создании центробежной силы внутри помпы и выглядит таким образом:
Во включенном состоянии ротор приводит в действие колесо с крыльчаткой, которое вращается достаточно быстро, создавая понижение давления в камере помпы. Это способствует притоку воды в резервуар. Далее попавшая в камеру вода повышает давление и при этом прижимается к стенкам внутреннего резервуара насоса. Вследствие такого перепада происходит выталкивание воды в выходное отверстие. Цикл повторяется снова и снова, до выключения агрегата.
Деление насосов с ротором на типы
Всё насосное оборудование с ротором можно поделить на два вида:
- Агрегаты с «мокрым» ротором;
- Насосы с «сухим» ротором.
В первом случае речь идёт о механизме, ротор которого не имеет прямого контакта с перекачиваемой водой. Обособленность ротора в механизме помпы поддерживают специальные керамические или металлические уплотнители в виде колец. Они-то и защищают ротор от прямого контакта узлов с перекачиваемой средой. Но здесь принцип работы устройства с мокрым ротором заключается в том, что между трущимися друг о друга защитными кольцами располагается тонкий, еле заметный водяной слой. Он способствует поддержанию разности давления в системе отопления и в рабочей камере, а значит, обеспечивает герметичность роторного отсека. При этом в моменты работы кольца -уплотнители притираются друг к другу сильнее, что обеспечивает еще большую герметичность устройства.
Важно: циркуляционные агрегаты для систем отопления или кондиционирования с «мокрым» ротором могут быть как однофазными, так и трехфазными. То есть использовать такие помпы можно и дома, и на большом производстве или промышленном предприятии.
Благодаря именно таким принципам работы агрегат с «мокрым» ротором отличается целым рядом преимуществ:
- Низкий уровень шума при перекачивании воды по системе;
- Скромный вес и небольшие габариты;
- Возможность длительной эксплуатации без остановок;
- Экономичное энергопотребление;
- Простота монтажа, настройки, обслуживания и ремонта.
При этом большей популярностью у современного потребителя пользуются именно моноблочные устройства с «мокрым» ротором.
Важно: но наряду со всеми перечисленными преимуществами КПД насоса с ротором «мокрого» типа существенно ниже и составляет около 55%. Таким образом, использовать подобный механизм лучше всего в домах небольшой площадью, где замкнутый контур системы отопления имеет небольшую протяженность.
Если же говорить о водоподающих насосах с ротором «мокрого» типа, то и здесь устройства будут немного уступать своим собратьям с «сухим» ротором. Но это относится только к поверхностным агрегатам.
Важно: обязательное условие качественной работы помпы с «мокрым» ротором и соблюдения принципов перекачивания воды является правильная установка агрегата на контур. Здесь вал оборудования должен располагаться строго горизонтально относительно замкнутого контура системы отопления. Только в этом случае качественное поступление жидкости к подшипникам для смазывания рабочих узлов будет обеспечено через гильзу.
Насосы с ротором «сухого» типа
Здесь принцип работы механизма заключается в том, что ротор работает без контакта с водой. При этом отличается высокий уровень КПД подобного устройства, который достигает аж 80%.
При всей своей производительной мощности агрегаты подобного типа отличаются рядом недостатков:
- Высокий уровень шума в рабочем состоянии.
- Необходимость постоянного контроля над качеством перерабатываемой среды, поскольку насосы с «сухим» ротором не терпят наличия посторонних примесей мусора в воде или молекул воздуха. Такие «соседи» способны нарушить герметичность колец-уплотнителей в механизме.
При этом весь ассортимент насосов с «сухим» ротором делят на три вида:
- Блочные устройства ;
- Вертикальные агрегаты , в которых двигатель находится в вертикальном положении, а оба патрубка располагаются на одной оси;
- Консольные (горизонтальные) , у которых двигатель смонтирован горизонтально, а патрубки располагаются перпендикулярно друг друга.
Правила выбора насоса: «сухой» или «мокрый» ротор
Для того чтобы система отопления работала максимально продуктивно, необходимо правильно подобрать насос в соответствии с параметрами дома и характеристиками отопительной системы. Только в этом случае и при условии правильного монтажа механизма с соблюдением принципов его работы тепло в доме будет качественным и продолжительным.
Итак, при выборе насоса учитывайте следующие моменты:
- Общая площадь дома и протяженность замкнутого контура системы отопления;
- Количество радиаторов на весь отрезок системы обогрева;
- Наличие систем «тёплый пол» и др.;
- Качество и плотность оконных металлопластиковых пакетов;
- Утепление стен, потолка или крыши в доме.
Важно: расчеты необходимого количества тепла должна проводить только грамотные теплотехники, которые учтут все важные нюансы и порекомендуют насос с номинальными именно для вашего помещения напорными характеристиками.
При этом важно учесть, что если вы выбираете насос к системе отопления, которая уже есть, но требует доработки, то лучше купить агрегат регулируемый. Это устройство отлично подстраивается под рабочие параметры заданного контура.
Принципы монтажа агрегатов с любым ротором
Для того чтобы работа циркуляционного оборудования была качественной, лучше пригласить для его установки специалистов. Но если есть делание установить помпу самостоятельно, то придерживайтесь таких правил:
- Монтаж агрегата производят у котла со стороны обратного типа. То есть там, где вода, прошедшая весь замкнутый контур системы, снова возвращается обратно. Но такое правило касается помещений, площадь которых не превышает 150-200 м2.
- Важно следить за расположением стрелки на корпусе насоса при его установке. Стрелка должна смотреть в сторону движения тёплой воды по системе.
- Все фланцевые и резьбовые стыки необходимо обработать герметиком, чтобы избежать возможных течей.
- Если вы имеете дело с системой отопления обратной циркуляции, то нелишним будет установить и байпас - отрезок трубы, который в случае ремонта агрегата сможет замкнуть контур отопления после снятия насоса.
Популярные модели насосов с ротором «мокрого» типа
Самыми популярными агрегатами для транспортировки воды с роторами «мокрого» типа являются продукты производства немецких, датских и канадских компаний. Особое место среди ассортимента товаров занимает насос Wilo.
Устройства имеют резьбовое соединение и оснащены системой регулировки частоты вращения для контроля над производительностью и мощностью помпы. Агрегаты Wilo используются в системах отопления и кондиционирования, а также в системах циркуляции холодной воды на предприятиях.
Насосы «Грундфос»
Еще одни лидеры на современном российском и мировом рынках насосного оборудования. Такие помпы отличаются высокой производительностью и надежностью. Благодаря тщательной сборке от щепетильных датчан агрегаты работают без сбоев и поломок длительное время.
Отличительными особенностями таких механизмов являются:
- Абсолютная инертность к воде и антикоррозионные свойства металла;
- Отсутствие необходимости частого профилактического обслуживания и ремонта (мокрый ротор делает своё дело);
- Надежная герметичность корпуса.
Важно: корпусы насосов «Грундфос» оснащаются специальным теплозащитным кожухом, что предотвращает риск возможного ожога пользователя.
Насосы с сухим ротором используются для подачи жидкостей с большим напором. Лучше всего они подходят для подачи охлаждающей жидкости и агрессивных сред. В отличие от насосов с мокрым ротором, в этих насосах жидкость не соприкасается с мотором.
Еще одним их отличием от насосов с мокрым ротором является способ изоляции корпуса/вала насоса. Это достигается с помощью сальникового или скользящего торцевого уплотнений (СТУ).
В стандартных насосах с сухим ротором обычно используются трехфазные моторы с постоянной частотой вращения. Как правило, они регулируются через внешнюю электронную систему управления частотой вращения. Сегодня насосы с сухим ротором выпускаются со встроенным электронным блоком управления частотой вращения, который благодаря современной технологии может устанавливаться и на моторы с большой выходной мощностью.
Общий КПД насосов с сухим ротором существенно выше, чем у насосов с мокрым ротором. Насосы с сухим ротором подразделяются на три основных типа:
In-line насосы
Насосы, у которых всасывающий и напорный патрубки находятся на одной оси и имеют
одинаковый условный проход, называются in-line
насосами. In-line насосы оснащаются
стандартными фланцевыми электромоторами с воздушным охлаждением.
Такой тип насосов считается наиболее подходящим для систем зданий, требующих
большой выходной мощности. Эти насосы устанавливаются непосредственно на
трубопровод. При этом трубопровод закрепляется кронштейнами или насос устанавливается на фундамент или отдельный кронштейн.
Блочные насосы
Блочные насосы являются низконапорными центробежными насосами постоянной
частоты вращения со стандартным электромотором воздушного охлаждения. Жидкость
поступает в насос в осевом направлении, а выходит в радиальном. Кронштейны или
опоры для мотора входят в стандартную комплектацию насосов.
Консольные насосы
Данные центробежные насосы имеют осевой вход и радиальный выход жидкости из
насоса. Насос и мотор имеют самостоятельные узлы крепления. Поэтому они устанавливаются на фундаментной плите.
В зависимости от жидкости и рабочих условий, они могут оснащаться СТУ или сальниковым уплотнением. Условный проход таких насосов определяется напорным патрубком. Всасывающий патрубок имеет больший условный проход.
Уплотнение вала
Вал может быть герметизирован (в стандартной комплектации или в качестве опции,
в случае с консольными насосами) от атмосферы с помощью СТУ или сальниковым уплотнением.
Ниже приводится описание этих двух типов уплотнений.
СТУ насоса с сухим ротором
Скользящие торцевые уплотнения
Основой конструкции скользящего торцевого уплотнения являются два кольца с тщательно
отполированными поверхностями. Они прижимаются друг к другу с помощью пружины
и работают вместе. СТУ являются динамическими уплотнениями и используются для
герметизации вращающегося в жидкости вала при высоких рабочих давлениях. СТУ
состоит из двух отполированных износостойких колец (например, силиконовых или
графитовых), которые прижаты друг к другу осевыми силами.
Одно кольцо (динамическое) вращается вместе с валом, в то время как другое кольцо (статическое) неподвижно закреплено в корпусе. Между поверхностями скольжения образуется тонкая пленка воды, служащая смазкой и средством охлаждения. В зависимости от режима работы насоса возможно несколько типов трения сопрягаемых поверхностей: смешанное трение, граничное трение или сухое трение, причем последнее (происходящее при отсутствии смазывающей пленки) вызывает немедленное разрушение поверхностей.
Срок службы зависит от рабочих условий, таких как состав и температура рабочей жидкости.
Сальниковые уплотнения
В качестве материалов для сальников используют высококачественную пряжу из синтетических
волокон, например Kevlar® или Twaron®, PTFE, пряжу из пористого графита, пряжу
из синтетических минеральных волокон, а также натуральные волокна, такие как
пенька, вата или рами.
Материал для сальников выпускается в виде нитей или спрессованных мотков, в сухом виде или со специальной пропиткой в зависимости от назначения. Если материал приобретается в виде нитей, сначала необходимо сформировать кольцо и придать ему форму. Затем, кольцо сальника оборачивается вокруг вала насоса и подтягивается с помощью обжимной втулки.
Типы монтажа
Допустимые способы монтажа
In-line насосы предназначены для горизонтальной и вертикальной установки непосредственно на трубопроводе.
Для демонтажа мотора, элементов насоса необходимо оставить достаточное пространство.
При подсоединении трубопроводов на насос не должны передаваться напряжения и вес трубопроводов, а насос следует установить на опоры (если они есть).
Недопустимые способы монтажа
Монтаж, при котором мотор и клеммная коробка направлены вниз, не допускается.
Если мощность мотора превышает определенный уровень, перед монтажом насоса в горизонтальном положении следует проконсультироваться с производителем.
- Разрез центробежного насоса высокого давления
- Характеристики центробежного насоса высокого давления
Центробежные насосы высокого давления
Эти насосы обычно являются многоступенчатыми. Интенсивность подачи насоса зависит от размера рабочего колеса и других факторов. Напор в центробежных насосах высокого давления достигается применением нескольких рабочих колес, установленных последовательно. Кинетическая энергия преобразуется в давление частично в рабочем, а частично в выпрямляющем аппарате.
Благодаря возможности варьирования числом ступеней центробежные насосы высокого давления развивают более высокое давление по сравнению с низконапорными одноступенчатыми центробежными насосами.
Некоторые насосы имеют до 20 ступеней. Таким образом, они могут обеспечивать напор до 250 м. Почти все центробежные насосы высокого давления, которые мы описали, принадлежат к семейству насосов с сухим ротором. Тем не менее, в последнее время производители с успехом оснащают их моторами с мокрым ротором.
Особые указания для блочных насосов
Блочные насосы должны устанавливаться на соответствующие фундаменты или кронштейны.
Установка блочного насоса, при которой мотор и клеммная коробка направлены вниз, не допускается. Все другие способы монтажа считаются допустимыми.
Подробную информацию о способах установки смотрите в инструкциях по монтажу и эксплуатации.
Циркуляционные насосы с «мокрым ротором»
В рубрике «Насосы» поговорим о насосах для отопления с «мокрым» ротором. Циркуляционный насос – это очень важный элемент в системах отопления, кондиционирования, горячего водоснабжения, а также в системах обогрева полов. Благодаря насосу происходит циркуляция теплоносителя в «закрытой» системе отопления, системе «теплый пол», что увеличивает теплоотдачу. При использовании насоса можно монтировать трубопроводы меньшего диаметра, отсюда уменьшение количества теплоносителя в системе, уменьшение потребления количества энергоносителей и уменьшение стоимости затрат на используемые материалы, хотя нужно дополнительно устанавливать . Такие системы отопления быстрее реагируют на колебания температуры и легче поддаются регулировке. Применение циркуляционных насосов в системах отопления позволяет экономить до 30% энергоносителей, используемых на нагрев теплоносителя. Насосы для горячего водоснабжения (ГВС) позволяют поддерживать постоянную температуру воды в системах горячего водоснабжения (рециркуляция горячей воды). При выборе циркуляционного насоса необходимо учитывать, где будет использоваться насос в системе отопления или горячего водоснабжения. Конструктивно насосы имеют четкое разделение на насосы для отопления и ГВС. Корпуса насосов для систем отопления изготавливаются из чугуна, а для горячего водоснабжения используют корпуса с бронзы или латуни. Циркуляционные насосы для систем отопления с «мокрым» ротором работают постоянно на протяжении всего отопительного сезона, поэтому к ним предъявляются высокие требования: бесшумная работа, малая потребляемая мощность, простота и надежность. Существует два наиболее распространенных вида циркуляционных насосов - насосы с «мокрым» и «сухим» ротором. В данной статье мы будем вести разговор о насосах с «мокрым ротором».
Устройство и конструкция
Конструктивно насосы для отопления с «мокрым» ротором состоят из четырех основных элементов: статора, ротора, разделительного стакана и корпуса (фото).
Конструкция насосов с «мокрым» ротором
Способы монтажа
К насосам с «мокрым» ротором изготавливаются и поставляются накидные гайки (фото)
или как их еще называют американки, резьбовое соединение с условным проходом 1″ и 1 1/4″. Насосы большего размера имеют фланцевые соединения. Циркуляционные насосы для систем отопления могут монтироваться непосредственно на трубопровод в горизонтальном или в вертикальном положении, с условием, что ось вала насоса должна быть всегда расположена горизонтально. Они могут монтироваться как на подающий, так и обратный трубопроводы. Предпочтительно выполнять монтаж на обратном трубопроводе. Стрелка на корпусе насоса для систем отопления указывает направление движения теплоносителя. До и после циркуляционного насоса необходимо установить отсечные краны или задвижки того же диаметра, что и условный проход насоса. Краны или задвижки используются для удобства обслуживания насоса во время профилактики или ремонта. При этом теплоноситель не нужно сливать из системы отопления или горячего водоснабжения. Между отсечным клапаном и всасывающим патрубком насоса обязательно необходимо смонтировать фильтр грубой очистки того же диаметра, что и условный проход насоса. Если в системе отопления используется несколько циркуляционных насосов, то на каждом из них необходимо установить обратные клапаны. Клапан устанавливается того же диаметра, что и условный проход насоса и монтируется после насоса на напорном патрубке до отсечного крана. В случае если ось вала двигателя смонтирована вертикально (рис)
по отношению к горизонту, в процессе эксплуатации в верхний части разделительного стакана может образоваться воздушная пробка. Керамический или графитовый подшипник не будет смазываться перекачиваемой жидкостью, что может привести к его перегреву и, как следствие, заклиниванию вала ротора. Как мы уже говорили, смазка подшипников насосов с «мокрым ротором» осуществляется перекачиваемой жидкостью. Кроме того, ухудшится охлаждение статора из-за недостаточной циркуляции жидкости. Для этого жидкость через разделительный стакан должна циркулировать постоянно. Подробнее о способах монтажа можно найти в инструкции по монтажу и эксплуатации циркуляционных насосов для систем отопления.
Точка, в которой пересекаются характеристики циркуляционного насоса и системы, называется рабочей точкой системы и насоса. Это значит, что в этой точке находится равновесие между полезной мощностью насоса и мощностью, необходимой для преодоления сопротивления системы отопления. Напор насоса всегда равен сопротивлению системы. От напора зависит также и подача, которую может обеспечить насос. При этом необходимо помнить, что подача не должна быть ниже определенного минимума. В противном случае малая производительность может вызвать сильное повышение температуры в насосной камере, что может привести к повреждению насоса. Во избежание этого следует соблюдать инструкции завода производителя насоса. Рабочая точка за пределами рабочей характеристики насоса может привести к перегреву и выходу насоса из строя. При изменении подачи во время работы насоса изменяется и напор, а, следовательно, и рабочая точка постоянно смещается. Найти расчетную рабочую точку в соответствии с требованиями при эксплуатации системы в максимальном режиме входит в задачи проектировщика. Все остальные рабочие точки находятся слева от расчетной рабочей точки. На рисунке показано влияние изменения гидравлического сопротивления на смещение рабочей точки.
Смещение рабочей точки системы влево от расчетной рабочей точки увеличивает напор насоса. Это приведет к повышенному шуму в системе отопления при наличии регулирующей арматуры и клапанов.
Подача насоса
Для определения подачи в системе отопления применяется следующая формула: Q=Q N /1,163*Δυ (м 3 /час)
Q – подача насоса в расчетной точке в [м 3 /ч]
Q N – тепловая мощность котла в [кВт]
1,163 – удельная тепловая емкость воды [Вт*ч/кг*К]
Δυ – расчетная разность температур в прямом и в обратном трубопроводах системы отопления, в кельвинах [K], при этом за основу можно принять 10 – 20 К для стандартных систем.
Напор насоса
Чтобы доставить перекачиваемый теплоноситель в любую точку системы отопления, насос должен преодолеть сумму всех гидравлических сопротивлений. Так как обычно определить схему прокладки и условный проход трубопроводов довольно трудно, для примерного расчета напора системы отопления можно использовать следующую формулу:
Н=R *L*ZF/10 000 (м)
R – потери на трение в трубах [Па/м]. При этом можно принять за основу значение 50 Па/м – 150 Па/м для стандартных систем (в зависимости от года постройки дома, в старых домах в связи с использованием труб большего диаметра потери давления меньше (50 Па/м)).
L – длина [м] прямого и обратного трубопроводов или: (длина дома+ширина дома+ высота дома) x 2
ZF – коэффициент. для запорной арматуры ≈1,3, термостатического клапана ≈1,7, смеситель ≈1,2
При наличии запорной арматуры и термостатических клапанов нужно использовать коэффициент ZF=2,2 .
При наличии запорной арматуры, термостатических клапанов и смесителя нужно использовать коэффициент ZF=2,6 .
10000 – коэффициент пересчета (м) и (Па)
Пример: котел, установленный в многоквартирном доме старой постройки, имеет мощность 50 кВт.
Для перепада температур Δυ=20 K (температура подачи=90 °C, температура возврата=70 °C) получается, напор равен: Q=Q N /1,163*Δυ (м 3 /час)=50/1,163*20=2,15 м 3 /час
При отоплении аналогичного здания с меньшим перепадом температур (например, 10 K) циркуляционный насос должен обеспечить двойной расход, то есть 4,3 м 3 /час с условием, чтобы тепло, производимое теплогенератором, могло доходить до потребителей в необходимом количестве.
Потери давления из-за трения в трубопроводе составляют в нашем примере 50 Па/м,
общая длина прямого и обратного трубопроводов - 150 м, коэффициент - 2,2, так как смеситель и термостатические клапана отсутствуют. В результате получаем напор (H): Н=R*L* ZF/10000(м)=50-150-2,2/10000=1,65 м.
Эксплуатация обслуживание и ремонт
Циркуляционные насосы для систем отопления – это надежное и эффективное оборудование, работающее долго при соблюдении условий эксплуатации. Но у насосов с «мокрым» ротором есть и один серьезный недостаток. этих насосов не превышает 50%, в то время как у насосов с сухим ротором этот показатель может достигать 80-90% . Поэтому такие насосы больше всего востребованы в индивидуальных системах отопления и горячего водоснабжения.
Циркуляционные насосы для систем отопления с «мокрым» ротором нельзя эксплуатировать без протока теплоносителя — может произойти перегрев керамических или графитовых подшипников и как следствие заклинивание ротора.
Для уменьшения шума в закрытых системах отопления/охлаждения с циркуляционными насосами необходимо, чтобы в системе не было воздуха. Для удаления воздуха применяются автоматические воздушные клапаны или .
На практике очень часто случается, что в теплоносителе содержится мелкая взвесь и накипь. При работе насоса накипь постепенно осаждается и наслаивается на рабочие поверхности ротора и стакана. Расстояние между ротором и стаканом составляет 0,1-0,2 мм, из-за наслоения накипи ротор «заклинивает» в стакане. Если насос с «заклиненным» ротором продолжительное время находится под напряжением, то этот дефект может привести к более серьезной поломке: перегреву и короткому замыканию обмоток. Статор выходит из строя, так как уменьшается или полностью прекращается проток теплоносителя, и недостаточно охлаждение двигателя. К сожалению, мастерские по перемотке двигателей не берут в работу статоры бытовых циркуляционных насосов, из-за их высокой трудоемкости и сложности в переметке, как следствие – приобретение нового насоса. Если статор насоса не вышел из строя, то для расклинивания ротора приходится потратить довольно много времени: от нескольких часов до нескольких дней. Особенно тяжело эта процедура происходит с насосами, у которых вал из керамики. Вал таких насосов очень хрупкий и может сломаться при неосторожном движении. Как правило, удавалось расклинивать все роторы, попадавшие в ремонт с таким дефектом.
Для уменьшения накипи в системе отопления, необходимо:
- Промывать систему отопления перед вводом в эксплуатацию. Особенно много накипи образуется у систем отопления работавших на «естественной» циркуляции теплоносителя, так как приходилось очень часто доливать воду в расширительные баки, и это вода не подготовленная. После установки в такую систему циркуляционного насоса и плохой промывке системы отопления, вся накипь, которая годами наслаивалась в трубах и радиаторах при медленной естественной циркуляции очень быстро оказывается в насосе из-за того, что скорость теплоносителя возросла в несколько раз.
- Заправлять систему отопления специальной умягченной водой.
- Не сливать теплоноситель из системы после окончания отопительного сезона.
- После окончания отопительного сезона необходимо хотя бы один раз в месяц включить насос на 1-2 минуты в работу, чтобы в начале отопительного сезона не столкнутся с проблемой заклинивания ротора.
- Устанавливать в систему отопления
Вторая причина выхода насосов из строя – это наличие взвеси в системе отопления. Взвесь попадает в керамические подшипники, и образуется выработка на подшипниках и вале (особенно это быстро происходит на подшипниках из графита). Из-за выработки, появляется люфт и дополнительный шум, а в один прекрасный момент происходит «прилипание» ротора к стакану. Проще говоря, ротор перестает вращаться. Запчастей на циркуляционные насосы практически нет, и приходится покупать новый насос. Для предотвращения таких дефектов, необходимо проделывать те же процедуры, что и при заклинивании ротора.
Подводя итог, можно сказать, современные системы отопления, как в индивидуальных, так и в городских зданиях нуждаются в высококачественном насосном оборудовании, способном обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя. Для долгой и надежной их эксплуатации необходимо соблюдать условия монтажа и правила эксплуатации. Используемые насосы должны отвечать весьма жестким требованиям: быть экономичными, надежными и обеспечивать непрерывную работу в отопительный период на протяжении долгих лет.
Спасибо за внимание.