Циркуляційні насоси в системах опалення

Циркуляційні насоси в системах опалення

В даний час системи опалення з гравітаційною (природною) конвекцією теплоносія мають обмежену сферу застосування - їх використовують лише в малоповерхових будинках і квартирах. В силу деяких недоліків гравітаційних систем (невеликий радіус дії, уповільнений рух рідини і т.д.), все більш поширеними стають системи опалення з примусовою конвекцією, в яких рух теплоносія по трубах відбувається за рахунок роботи циркуляційного насоса.

Циркуляційний насос складається з корпусу з горизонтально розміщеним всередині ротором з лопатевим робочим колесом і двигуна. Двигун приводить в обертання ротор, при цьому надходить через всмоктувальний отвір рідина переміщається лопатями на виходi насоса і виштовхується з нього з певною силою і швидкістю в радіальному напрямку, долаючи гідравлічний опір труби.

В результаті в трубопроводі створюється тиск, необхідний для руху рідини. Для правильного підбору циркуляційного насоса потрібно зіставити характеристики системи і насоса і визначити робочу точку системи опалення.

Графік характеристики циркуляційного насоса

Напір або тиск Н - показник питомої механічної роботи, яку здійснюють насосом для перетворення енергії двигуна в кінетичну енергію рідини, вимірюється в міліметрах водяного стовпа (мм вод. Ст.), Паскалях (Па), барах та ін. Подача Q - обсяг рідини, перекачаною насосом за одиницю часу, вимірюється в кубометрах на годину (м3 / год) або в літрах в секунду (л / с).

Взаємозалежність величин напору H і подачі Q визначає робочу характеристику циркуляційного насоса, що наочно відображає графік характеристики в системі координат з горизонтальною віссю Q і вертикальної H. Максимальний тиск створюється при закритому вхідному клапані - цей показник називають напором насоса при нульовій подачі (режим закритого клапана) . У момент відкриття клапана частина енергії приводу насоса повідомляється рідини, що поступає, і початкове максимальний тиск починає падати.

Графік характеристики системи опалення

Система опалення характеризується величиною втрати тиску, зумовленої такими факторами, як гідравлічним опором трубопроводу (залежить від форми, матеріалу, довжини і перетину всіх ділянок, наявності розгалужень і перекривають термостатичних вентилів) і внутрішнім опором середовища теплоносія (залежить від температури, в`язкості, швидкості течії) . Втрати напору в трубопроводах при задається лопатями насоса радіальному напрямку потоку виражаються через квадрат швидкості течії рідини. Тому графік характеристики системи в системі координат з осями Q і H має вигляд параболічної кривої з центром в нульовій точці напору і подачі.

Визначення робочої точки

Якщо зобразити графіки характеристики насоса і характеристики системи в одній координатної площини (H, Q), вони перетнуться в точці, яка називається робочою. У робочій точці потужність, споживана трубопроводом, дорівнює корисної потужності насоса, а натиск насоса має те ж значення, що опір системи. За робочій точці визначається максимум можливої ​​подачі, забезпечується насосом. При цьому необхідно враховувати, що для нормальної роботи насоса також визначена гранична точка мінімуму подачі. Якщо величина подачі нижче цієї точки, відбувається пошкодження мотора насоса через його перегріву.

Вибір циркуляційного насоса

Для визначення характеристики опалювальної системи необхідно правильно розрахувати її гідравлічний опір, що є досить важко здійснюваною завданням. Тому проектувальники при виборі оптимального насоса, спираючись на робочу точку системи, часто підбирають модель підходящої характеристики з "запасом". Якщо в процесі роботи насоса змінюється опір системи, робоча точка зміщується вліво від розрахованої. Відбувається зменшення подачі теплоносія і збільшення сили натиску насоса, що призводить до виникнення шуму в клапанах.

Вирішити цю проблему дозволяє використання циркуляційних насосів з автоматичним регулюванням частоти обертання ротора. У насосах з частотним перетворювачем при зменшенні швидкості обертання знижується рівень подачі, при цьому зменшуються гідравлічний опір системи і споживана потужність, що призводить не тільки до безшумної роботі, а й до значної економії енергії та збільшення експлуатаційного строку служби насоса.