Cirkulationspumper Til Varmesystemer

Indholdsfortegnelse:

Cirkulationspumper Til Varmesystemer
Cirkulationspumper Til Varmesystemer

Video: Cirkulationspumper Til Varmesystemer

Video: Cirkulationspumper Til Varmesystemer
Video: Produktvideo | Grundfos ALPHA3 2024, Marts
Anonim
  • Varmepumper - historie
  • Enhed og funktionsprincip
  • Typer af cirkulationspumper
  • Varmepumper - hvordan man vælger dem
  • Valg af sted og installation af cirkulationspumpen
Cirkulationspumper til varmesystemer
Cirkulationspumper til varmesystemer

Hvis det samlede areal af de opvarmede lokaler er hundreder af kvadratmeter, og hvis disse meget meter optager flere etager, er klassisk opvarmning baseret på den naturlige cirkulation af kølemidlet ikke nok. Og dette er ikke overraskende - trykket i systemer med naturlig cirkulation overstiger ikke 0,6 MPa. Der er kun to måder at øge trykket på og forbedre vandcirkulationen i sådanne varmesystemer - at bygge et lukket system med rør med stor diameter eller at indføre en cirkulationspumpe i det. Rør med stor diameter vil ikke være billige, så den bedste løsning til opvarmning af områder fra 100-150 m 2 er en cirkulationspumpe.

Varmepumper - historie

For et århundrede siden forsøgte ingeniører at løse problemet med kølevæskecirkulation i vandopvarmningssystemer og forsøgte på en eller anden måde at overlade denne opgave til en pumpe med en elektrisk motor. Men de elektriske motorer, der eksisterede i begyndelsen af det 20. århundrede, havde åbne kontakter, vandets indtrængen førte til øjeblikkelige ulykker.

I 1920'erne skabte den tyske ingeniør Gottlob Bauknecht, der grundlagde firmaet Bauknecht, den første hermetiske elektriske motor. Et par år senere oprettede Wilhelm Oplander, ejer og grundlægger af Wilo, en cirkulationspumpe, der brugte en Bauknecht-elmotor. I den "tørre" Oplender-pumpe blev drevet fra motoren til det aksiale hjul, der var installeret i rørbuen, udført af en aksel, der var forseglet med pakdåser. Wilhelm Oplender kaldte sin cirkulationspumpe "cirkulationsaccelerator"; fra 1929 til 1955 blev pumper af dette design produceret og brugt i varmesystemer i Europa og USA overalt.

Den største ulempe ved Opleder-cirkulationspumpen var pakningens pakning, der hurtigt slides ved de mindste uregelmæssigheder på akseloverfladen, og pakningskassens materiale var ikke særlig holdbart. Hyppig udskiftning af pakdåsen var påkrævet, og skaftoverfladen krævede periodisk slibning og polering.

For 70 år siden blev den første våde cirkulationspumpe oprettet - den blev opfundet af Karl Rütschi, en schweizisk ingeniør og grundlægger af Rütschi pumpen AG. Den elektriske motor i Ryutchi-pumpen blev monteret på et knæ, gennem hvilket vand blev pumpet, og blev pålideligt forseglet. I dette tilfælde blev vand tildelt rollen som et smøremiddel.

Varmepumper
Varmepumper

Senere blev knæet, langs hvilket kølemidlet passerede, erstattet af en "snegl", fra det øjeblik "sneglen" bruges i designet af enhver moderne pumpe til varmesystemer.

Enhed og funktionsprincip

Cirkulationspumper har en snæver specialisering - de er designet til tvungen cirkulation af varmebæreren (vand) i lukkede varmesystemer. I deres struktur ligner de dræningspumper: et legeme lavet af rustfrie metaller eller legeringer (stål, støbejern, aluminium, messing eller bronze); stål eller keramisk rotor; rotorakslen er udstyret med et løbehjul; en elektrisk motor, der drejer rotoren.

Når den installeres i varmesystemet, suger pumpen vand fra den ene side og pumper det ind i rørledningen på den anden på grund af centrifugalkraften, der skyldes pumpehjulets rotation - der opstår et vakuum i indløbsrøret og kompression på udløbsrøret. Ved ensartet pumpedrift ændres kølemiddelniveauet i ekspansionsbeholderen ikke, dvs. med sin hjælp er det ikke muligt at hæve trykket i varmesystemet - en boostepumpe er nødvendig for at fuldføre denne opgave. Cirkulationspumpens opgave er at hjælpe kølevæsken med at overvinde den modstand, der opstår i visse sektioner af varmesystemer.

Typer af cirkulationspumper

Grundlæggende er varmepumper opdelt i to typer - "tør" og "våd".

I strukturer af den første type kommer rotoren ikke i kontakt med det pumpede vand, dens arbejdsdel er adskilt fra den elektriske motor med O-ringe, der ofte er lavet af kulstofagglomerat, mindre ofte af rustfrit stål eller keramik, aluminiumoxid eller wolframcarbid (materialet i endeforseglingen afhænger af typen af kølemiddel). Når pumpemotoren startes, roterer O-ringene i forhold til hinanden - mellem de polerede og omhyggeligt monterede ringe er der et tyndt lag vandfilm, der forsegler forbindelsen på grund af trykforskellen i den ydre atmosfære og i varmesystemet (trykket er højere i varmesystemet). Fjederen skubber den ene O-ring til den anden, under drift slides ringene og justeres selv til hinanden,deres levetid vil være mindst 3 år - de er mere effektive end pakning med pakning, hvor der er behov for konstant smøring og afkøling. Effektiviteten af cirkulationspumper med en tør rotor er op til 80%. Sammenlignet med "våde" pumper udsender tørre rotorpumper en kraftig støj under drift, så de installeres i et separat rum med god lydisolering.

Typer af cirkulationspumper
Typer af cirkulationspumper

Når du bruger pumper med en tør rotor med glidende mekaniske tætninger, skal du omhyggeligt overvåge tilstedeværelsen af suspenderet stof i det pumpede vand og støvtilstanden i luften i det rum, hvor pumpen er installeret. Betjeningen af en "tør" pumpe forårsager luftturbulens, der tiltrækker støvpartikler - støvpartikler og suspenderet stof i kølemidlet kan beskadige overfladerne på tætningsringene og forringe deres tæthed.

Uanset typen af forsegling, hvad enten det er en pakningskasse eller en glidende mekanisk tætning, i drift af en "tør" pumpe ødelægges de, så de har brug for tilstedeværelsen af væske til at fungere som et smøremiddel - i mangel af det er ødelæggelse af den mekaniske tætning uundgåelig.

"Tørre" pumper er opdelt i tre typer: vandret (konsol), lodret og blok. For pumper af den første type er sugrenrøret placeret på enden af "spolen", og udløbsgrenrøret er placeret radialt på kroppen. Cantilever-pumpernes elektriske motor er monteret vandret.

Lodrette pumper (in-line) er udstyret med samme huldyser placeret langs den samme akse. Elektromotorens placering i designet af sådanne pumper er lodret.

Kølevæsken kommer ind i blokpumpen i retning af aksen, den frigøres i radial retning.

"Våde" varmepumper adskiller sig fra tørre ved, at pumpehjulet i deres design nedsænkes i kølemidlet sammen med rotoren, mens kølemidlet udfører funktionerne til smøring og afkøling af den kørende motor. Et metalkop, der adskiller rotoren og statoren, hvis materiale er rustfrit stål, sikrer tætheden af den del af den elektriske motor, der får strøm. Rotoren til en "våd" pumpe til varmesystemer er lavet af keramik, lejer er keramik eller grafit, kroppen er normalt støbejern - til opvarmningssystemer er "våde" cirkulationspumper i messing eller bronze bedre egnet. Sammenlignet med "tørre" pumper er "våde" pumper mindre støjende, kræver ikke vedligeholdelse i årevis og er lettere at reparere og justere. Men deres største og væsentlige ulempe er deres lave effektivitet, der ikke overstiger 50%. Årsagen til den lave ydelse af "våde" pumper er forbundet med det faktum, at det vil være praktisk umuligt at forsegle bøsningen, der adskiller statoren og kølemidlet med en større rotordiameter. Det er netop på grund af den lave effektivitet, at pumper af "våd" type for det meste bruges til at forbedre cirkulationen i opvarmningssystemer med kort længde, dvs. i husvarme.

Typer af cirkulationspumper
Typer af cirkulationspumper

Moderne "våde" cirkulationspumper er modulopbyggede. Der er fem sådanne modeller: pumpehus; elektrisk motor med en stator; kasse med klemmer; Arbejdshjul; en patron indeholdende en rotor og en aksel med lejer. En enkelt patronenhed gør det let at fjerne luft, der er akkumuleret i pumpehuset under opstart, og det modulære design letter selve reparationsarbejdet - du skal bare udskifte det defekte modul med et nyt.

Følgelig er de "våde" pumper til opvarmning udstyret med en- og trefasede elektriske motorer. Pumperne er fastgjort til varmesystemets rørledning med en gevind- eller flangeforbindelse - dens type afhænger af pumpens kapacitet.

Da vand i pumper med en våd rotor spiller rollen som smøremiddel, skal der konstant strømme vand til lejerne gennem muffen, der adskiller kølevæske og stator. Den eneste måde at forsyne lejerne med tilstrækkelig smøring er strengt vandret position af akslen - enhver anden position af akslen vil medføre, at pumpen ikke fungerer korrekt, og snart bliver den ubrugelig.

Varmepumper - hvordan man vælger dem

Lad os først beregne, hvor meget kølemiddel der passerer gennem kedlen pr. Minut. De fleste producenter af varmekedler anbefaler, at man bruger en simpel beregningsmetode - ligning af kedeleffekten til vandstrømningshastigheden, dvs. ved en effekt på 30 kW vil 30 liter vand passere gennem kedlen i minuttet. Når vi beregner strømningshastigheden af kølemidlet i forhold til et bestemt afsnit af cirkulationsringen, bruger vi den samme metode: vi kender effekten af varmelegeme, og derfor beregnes vandstrømmen for den.

Det næste trin er at beregne strømningshastigheden af kølemidlet i rørledningen i henhold til diameteren på rørene, hvorfra den er bygget:

  • i rør med en diameter på ½ tomme vil vandgennemstrømningen være 5,7 l / min.
  • i rør med en diameter på ¾ "vil vandgennemstrømningen være 15 l / min.
  • i rør med en diameter på 1 tomme vil vandforbruget være 30 l / min.
  • i rør med en diameter på 1 cm vil vandgennemstrømningshastigheden være 53 l / min.
  • med en rørdiameter på 1½ "vil vandgennemstrømningen være 83 l / min.
  • med en rørdiameter på 2 tommer vil vandgennemstrømningen være 170 l / min.
  • med 2½”rør vil vandgennemstrømningen være 320 l / min.

Kølemidlets bevægelseshastighed tages som 1,5 m pr. Sekund - som regel er dette en tilstrækkelig hastighed til vand i varmesystemer.

Lad os beregne pumpens effekt til opvarmning på basis af, at der er behov for et løftehøjde på 0,6 m til en ti-meters sektion af rørledningen - for et hundrede meter varmesystem er det derfor nødvendigt med en pumpe, der skaber et hoved på 6 meter. Pumpen skal vælges i henhold til de opnåede resultater.

Hvis dit varmesystem bruger rør med en mindre diameter end dem, der er angivet ovenfor, skal du øge den indstillede pumpeeffekt, da den hydrauliske modstand i dem vil være højere. Og omvendt - med en større diameter af rør kræves en cirkulationspumpe med mindre effekt.

Ovenstående beregning af pumpeegenskaber til varmesystemer er ret vilkårlig og enkel - hvis der kræves en beregning for et varmesystem med lang længde og kompleks konstruktion, ville det være mest korrekt at henvende sig til specialister inden for varmekonstruktion. Du vil ikke være i stand til uafhængigt at beregne for et komplekst og multi-niveau varmesystem! Men hvis du alligevel beslutter at prøve, er beregningsformlen angivet i SNiP 2.04.05-91 *.

En cirkulationspumpe med minimumsegenskaber - effekt 30 W, maksimalt løftehøjde 2 m, vandgennemstrømning 2 m 3 / h, med en tomme tilslutning - koster i gennemsnit 4.300 rubler. De største leverandører af hus- og industripumper til varmesystemer på det russiske marked er italienske "DAB", "Lowara", "Ebara" og "Pedrollo", "Grundfos" (Danmark), "Wilo" (Tyskland). Russiske producenter fremstiller som regel industripumper; der er ingen indenlandske cirkulationspumper i deres produktserie.

Bemærk, at du ikke kan vælge en pumpe, der er 100% egnet - hvert varmesystem har sine egne egenskaber, og pumperne er en serieproduceret enhed med gennemsnitlige parametre. Hvis du vælger en pumpemodel med overdreven effekt, end det virkelig er nødvendigt, vil det medføre støj i rørene under drift. Derfor er det værd at vælge den pumpemodel, der har flere justerbare driftstilstande og indstille empirisk den tilstand, hvor pumpen fungerer mest effektivt. Det vil være korrekt at vælge en pumpe, hvis effekt overstiger det krævede til dette varmesystem med 5-10%.

Valg af sted og installation af cirkulationspumpen

Den "våde" pumpe kan installeres i både retur- og forsyningsrørledningerne. Populariteten af installationen på returledningen er forbundet med de gamle pumpemodeller - de blev kun installeret på returledningen, fordi passage af koldere vand gennem dem forlængede pakdåsen, rotoren og lejerne.

Under pumpens drift oprettes forskellige tryk i rørledningen før ekspansionstanken og i rørledningen efter den: i det første tilfælde kompression, i det andet vakuum. Det statiske tryk, som ekspansionstanken skaber, vil påvirke driften af varmesystemet med en cirkulationspumpe. Det skal huskes, at det hydrostatiske tryk i pumpeleveringszonen vil være højere end det normale (i hvile) vandtryk. På den anden side, i den del af varmesystemet, hvorfra pumpen suger kølemidlet ind, vil trykket være lavt, dets niveau kan ikke kun falde til atmosfærisk, men også føre til et vakuum. Differenstryk i varmesystemet kan medføre, at vandet koger, og luft frigøres eller suges ind.

Varmepumper
Varmepumper

Kølemidlets cirkulation i varmesystemet forstyrres ikke, hvis der tages højde for en tilstand i dets konstruktion - på ethvert tidspunkt i sugezonen skal det hydrostatiske tryk kun være for stort. Overholdelse kan opnås på følgende måder:

  1. Løft ekspansionsbeholderen 0,8 m over varmeledningens højeste punkt. Denne metode er mest enkel, hvis opvarmningssystemet med naturlig cirkulation skiftes til tvungen cirkulation, men dets implementering er kun mulig med en tilstrækkelig højde på loftsrummet, og ekspansionstanken skal være godt isoleret;
  2. Placer ekspansionsbeholderen øverst på rørledningen for at bringe den øverste del af varmesystemet ind i pumpens afgangsområde. Moderne varmesystemer (denne teknik kan anvendes specifikt til dem), der på forhånd er designet til tvungen cirkulation, er bygget med en rørhældning "til kedlen" og ikke "fra den", som i varmeanlæg med naturlig cirkulation. Målene er som følger: Med en sådan hældningskonstruktion bevæger luftbobler sig langs vandstrømmen, medført af trykket fra cirkulationspumpen, dvs. modstrømsbevægelsen for luftbobler, som er almindelig i systemer med naturlig cirkulation, er ikke mulig. Som et resultat vil det højeste punkt i varmesystemet ikke være på hovedstigeren, men på den længste. Det er op til dig at bruge denne metode eller ej, men det vil være svært at ændre det eksisterende varmesystem,og det er ikke helt praktisk at opbygge et nyt system, fordi der er enklere måder;
  3. Overførsel af røret med en ekspansionsbeholder fra forsyningsstigrøret og dets indsættelse i returledningen nær cirkulationspumpen foran dets sugerør Med en sådan rekonstruktion af det eksisterende varmesystem opnår vi optimale betingelser for drift af tvungen pumpecirkulation;
  4. Denne metode er ikke egnet til alle pumpemodeller - tilslutning af cirkulationspumpen til forsyningssektionen på rørledningen, direkte bag indgangspunktet til ekspansionstanken. Udadtil ser en sådan ændring af det eksisterende varmesystem simpelt ud, men temperaturen på kølemidlet i dette afsnit af varmekredsen vil være særlig høj - sørg for, før denne pumpemodel virkelig kan modstå sådanne ugunstige driftsforhold.

Efter at have besluttet, hvor pumpen skal installeres, fortsætter vi til selve installationen. Du skal bruge et groft filter, en kontraventil (til lukkede systemer under tryk), en bypass og skruenøgler (fra 19 til 36 mm) - alle elementer til pumpens gevinddiameter. På hovedrøret mellem indløbet og udløbet af den indskårne bypass er det nødvendigt at installere en afspærringsventil langs dens diameter. Det er især praktisk, hvis den valgte pumpemodel har aftagelige gevind, ellers bliver du nødt til at købe dem separat.

Bypasset, der anvendes i varmesystemer, er en lille del af rørledningen, der er installeret parallelt med lukke- og styreventiler, og dens opgave er at skifte varmesystemet til naturlig cirkulation i tilfælde af strømsvigt og pumpesvigt. Ved normal drift af opvarmningsanordninger skal bypass-rørets diameter være lig med stigrørets diameter, som det skæres i.

Fremgangsmåden til installation af enheder på bypass i retning af kølevæske: filter, kontraventil (om nødvendigt) og cirkulationspumpe. Bypassindgangene i stigrøret skal udføres gennem stophanerne - når systemet skiftes til naturlig cirkulation, og i tilfælde af nedbrud på enhederne på bypasset lukkes disse ventiler, stophanen under bypass åbnes.

For effektiv drift af den "våde" pumpe og for at forhindre ophobning af luft installeres bypass strengt vandret. Bare hvis der blandt de enheder, der er installeret på bypass, kan der installeres en automatisk udluftning - hvor som helst, ikke vigtigt, men i opretstående position. Fordelene ved en automatisk luftudluftning i forhold til det klassiske Mayevsky-hane, der er udstyret med nogle radiatorer - frigørelsen og den efterfølgende nedlukning af denne enhed er automatisk, og Mayevsky-designventilen skal skrues af og skrues ned manuelt.

Anbefalet: