Keringető szivattyúk fűtési rendszerekhez

A cikk tartalma

• Fűtőszivattyúk – történelem
• Készülék és működési elv
• A keringető szivattyúk típusai
• Fűtőszivattyúk – hogyan válasszuk ki őket
• Helyszín kiválasztása és a keringető szivattyú telepítése

Ebben a cikkben: A keringési szivattyúk története eszköz és működési elv; típusú szivattyúk fűtésre; hogyan válasszuk ki a cirkulációs szivattyút; hol és hogyan kell telepíteni a szivattyút fűtésre.

Ha a fűtött helyiségek teljes területe száz négyzetméter, és ha ezek a számlálók több emeletet foglalnak el, akkor a hűtőfolyadék természetes keringésén alapuló klasszikus fűtés nem lesz elegendő. És ez nem meglepő – a természetes keringtetéssel rendelkező rendszerekben a nyomás nem haladja meg a 0,6 MPa-t. Csak kétféle módon lehet növelni a nyomást és javítani a víz áramlását az ilyen fűtési rendszerekben – zárt rendszert építeni nagy átmérőjű csövekkel vagy cirkulációs szivattyút vezetni bele. A nagy átmérőjű csövek nem lesznek olcsók, tehát a legjobb megoldás 100-150 m-es fűtési területekre² – cirkulációs szivattyú.

Fűtőszivattyúk – történelem

Egy évszázaddal ezelőtt a mérnökök megpróbálták megoldani a hűtőfolyadék keringésének a problémáját a vízmelegítő rendszerekben, és megpróbálták valamilyen módon ezt a feladatot egy elektromos motorral ellátott szivattyúra bízni. A 20. század elején létező villanymotoroknak azonban nyitott érintkezéseik voltak, a víz behatolása azonnali balesetekhez vezetett.

Az 1920-as években, a német mérnök Gottlob Bauknecht, aki megalapította a Bauknecht társaságot, létrehozta az első hermetikusan lezárt elektromos motort. Néhány évvel később, Wilhelm Oplander, a Wilo tulajdonosa és alapítója, egy cirkulációs szivattyút készített, amely Bauknecht villanymotort használt. A „száraz” Oplender szivattyúban a motortól a tengelyirányú kerékig történő vezetést a cső könyökében egy tömítéssel ellátott tengely hajtotta végre. Wilhelm Oplender cirkulációs szivattyúját „cirkulációs gyorsítónak” nevezte, 1929 és 1955 között ilyen kivitelű szivattyúkat gyártottak és használtak fűtési rendszerekben Európában és az Egyesült Államokban mindenütt..

Az Opleder cirkulációs szivattyú fő hátránya a tömítés dobozának tömítése volt, amely gyorsan elhasználódik a tengely felületének legkisebb egyenetlenségeinél, és a tömítő doboz anyaga nem volt különösebben erős. A tömítődoboz tömítésének gyakori cseréje, a tengely felületének időszakos csiszolása és csiszolása szükséges.

70 évvel ezelőtt létrehozták az első „nedves” cirkulációs szivattyút – Karl Rutchi, a svájci mérnök és a Rutschi pumppen AG alapítója találta ki. A Ryutchi szivattyú elektromos motorját térdre szerelték, amelyen keresztül vizet szivattyúztak, és megbízhatóan lezárták. Ebben az esetben a víz a kenőanyag szerepét kapta.

Később a térd, amelyen a hűtőfolyadék áthaladt, helyébe egy „csiga” került; ettől a pillanattól kezdve a „csiga” felhasználásra kerül minden fűtőrendszer modern szivattyújának tervezésekor..

Készülék és működési elv

A keringető szivattyúk szűk specializációval rendelkeznek – azokat a hűtőfolyadék (víz) kényszerített áramlásához tervezték zárt fűtési rendszerekben. Szerkezetükben hasonlóak a vízelvezető szivattyúkhoz: rozsdamentes fémekből vagy ötvözetekből (acél, öntöttvas, alumínium, sárgaréz vagy bronz) készült test; acél vagy kerámia forgórész; a forgórész tengelye járókerékkel van ellátva; rotor motor.

A fűtőrendszerbe beépítve a szivattyú az egyik oldalról vizet szív, majd a járókerék forgásából származó centrifugális erő miatt a másik oldalról szivattyúzza a csővezetékbe – vákuum keletkezik a bemeneti csőben, és nyomás a kimeneti csőbe. A szivattyú egyenletes működésével a hűtőfolyadék szintje a tágulási tartályban nem változik, azaz segítségével nem lehet növelni a nyomást a fűtési rendszerben – ehhez a feladathoz szükség van emlékeztető szivattyúra. A cirkulációs szivattyú feladata, hogy segítse a hűtőfolyadékot a fűtési rendszerek egyes szakaszaiban felmerülő ellenállás leküzdésében.

A keringető szivattyúk típusai

A fűtési szivattyúkat alapvetően két típusra osztják: „száraz” és „nedves”.

Az első típusú konstrukciókban a forgórész nem kerül érintkezésbe a szivattyúzott vízzel, működő részét az elektromos motortól O-gyűrűk választják el, amelyek leggyakrabban szén-agglomerátumból, ritkábban rozsdamentes acélból vagy kerámiából, alumínium-oxidból vagy volfrám-karbidból készülnek (a végtömítés anyaga a hűtőfolyadék típusától függ). A szivattyúmotor indításakor az O-gyűrűk egymáshoz viszonyítva forognak – a csiszolt és gondosan felszerelt gyűrűk között egy vékony réteg vízfólia van, amely a külső légkörben és a fűtőrendszerben levő nyomáskülönbség miatt lezárja a kapcsolatot (a fűtési rendszerben a nyomás magasabb). A rugó az egyik tömítőgyűrűt a másikhoz tolja, működés közben a gyűrűk elhasználódnak és egymáshoz illeszkednek, élettartama legalább 3 év lesz – hatékonyabbak, mint a tömítődoboz tömítése, amely állandó kenést és hűtést igényel. A száraz rotorú cirkulációs szivattyúk hatékonysága akár 80%. A „nedves” szivattyúkhoz képest a száraz rotoros szivattyúk működés közben hangos zajt bocsátanak ki, tehát külön helyiségben vannak felszerelve, jó hangszigeteléssel..

Csúszó mechanikus tömítésekkel ellátott száraz rotoros szivattyúk használatakor gondosan ellenőriznie kell a szuszpendált anyag jelenlétét a szivattyúzott vízben, valamint a porosság állapotát a levegőben a szivattyú telepítésekor. A „száraz” szivattyú működése a légszűrést vonzza a porrészecskékhez – a porrészecskék és a hűtőközegben lebegő anyagok károsíthatják a tömítőgyűrűk felületét, és ronthatják azok tömörségét.

A tömítés típusától függetlenül, függetlenül attól, hogy tömítő doboz vagy csúszó mechanikus tömítés – egy „száraz” szivattyú működése közben megsemmisülnek, ezért folyadék jelenlétére van szükségük a kenőanyag szerepéhez – ennek hiányában a mechanikus tömítés elpusztulása elkerülhetetlen..

A „száraz” szivattyúkat három típusra osztják: vízszintes (konzol), függőleges és blokk. Az első típusú szivattyúk esetében a szívó elágazó cső a „kanál” végoldalán helyezkedik el, a kisülő elvezető cső sugárirányban a testén van. A konzolszivattyúk villanymotorját vízszintesen kell felszerelni.

A függőleges szivattyúk (sorban) ugyanazon furatfúvókákkal vannak felszerelve, amelyek ugyanazon tengely mentén helyezkednek el. Az elektromos motor helyzete az ilyen szivattyúk kialakításakor függőleges.

A hűtőfolyadék a tengely irányába kerül a tömbszivattyúba, sugárirányban szabadul fel.

A „nedves” fűtőszivattyúk abban különböznek a szárazszivattyúktól, hogy kialakításukban a járókeréket a rotorral együtt a hűtőfolyadékba merítik, míg a hűtőfolyadék a futó motor kenésére és hűtésére szolgál. A forgórészt és az állórészt elválasztó fémpoharat, amelynek anyaga rozsdamentes acél, biztosítja az elektromotor energiájának azon részének tömítettségét. A „nedves” fűtési rendszerek szivattyújának forgórésze kerámia, a csapágyak kerámiai vagy grafitból készültek, a ház általában öntöttvasból van – a fűtési rendszerekhez jobban megfelelnek a sárgaréz vagy bronz burkolatú „nedves” keringtető szivattyúk. A „száraz” szivattyúkhoz képest a „nedves” szivattyúk kevésbé zajosak, évekig nem igényelnek karbantartást, és könnyebben javíthatók és beállíthatók. Fő és jelentős hátrányuk azonban az alacsony hatékonyság, azaz nem haladja meg az 50% -ot. A „nedves” szivattyúk alacsony teljesítményének oka az a tény, hogy gyakorlatilag lehetetlen lezárni az állórészt és a hűtőfolyadékot elválasztó hüvelyt nagyobb rotorátmérővel. Pontosan az alacsony hatékonyság miatt legtöbbször a „nedves” típusú szivattyúkat használják a rövid hosszúságú fűtési rendszerek, pl. háztartási fűtésnél.

A modern „nedves” keringető szivattyúk moduláris kialakításúak. Öt ilyen modell létezik: szivattyúház; elektromotor statorral; doboz sorkapcsokkal; Munkakerék; egy forgórészt és egy csapágyakkal ellátott tengelyt tartalmazó patron. Egyetlen kazettaegység megkönnyíti a szivattyúházban felhalmozódott levegő kiküszöbölését az üzembe helyezés során, és a moduláris kialakítás is megkönnyíti a javítási munkákat – csak a hibás modult kell kicserélnie egy újra..

Ennek megfelelően a fűtési kapacitású, „nedves” szivattyúk egy- és háromfázisú villanymotorokkal vannak felszerelve. A szivattyúkat menetes vagy karimás csatlakozással rögzítik a fűtési rendszer csővezetékéhez – típusa a szivattyú teljesítményétől függ.

Mivel a nedves rotorú szivattyúkban a víz a kenőanyag szerepét kapja, a víznek folyamatosan kell áramolnia a csapágyakhoz a hűtőfolyadékot és az állórészt elválasztó hüvelyen keresztül. A csapágyak megfelelő kenéssel történő ellátásának egyetlen módja a tengely szigorú vízszintes elhelyezése – a tengely bármely más helyzete a szivattyú hibás működését okozza, és hamarosan használhatatlanná válik..

Fűtőszivattyúk – hogyan válasszuk ki őket

Először számítsuk ki, hogy hűtőfolyadék mekkora része megy át percenként a kazánon. A fűtőkazánok legtöbb gyártója javasolja egy egyszerű számítási módszer alkalmazását – a kazán teljesítményének a vízárammal való egyenlőségével, azaz 30 kW teljesítménynél percenként 30 liter víz halad át a kazánon. A hűtőfolyadék áramlási sebességének kiszámításakor a keringető gyűrű egy adott szakaszához viszonyítva ugyanezt a módszert fogjuk használni: ismerjük a fűtőtestek teljesítményét, és ennek megfelelően kiszámítjuk a vízáramot.

A következő lépés a hűtőfolyadék áramlási sebességének kiszámítása a csővezetékben annak a csőnek az átmérője alapján, amelyből épül:

• átmérőjű csövekben? a vízáram sebessége 5,7 l / perc;
• átmérőjű csövekben? hüvelykben a víz áramlási sebessége 15 l / perc lesz;
• 1 hüvelyk átmérőjű csövekben a vízfogyasztás 30 l / perc lesz;
• 1 átmérőjű csövekben hüvelykben a víz áramlási sebessége 53 l / perc lesz;
• 1 csőátmérővel a vízfogyasztás 83 l / perc lesz;
• 2 hüvelyk átmérőjű cső esetén a víz áramlása 170 l / perc lesz;
• 2 csőátmérővel hüvelyk, a vízfogyasztás 320 l / perc lesz.

A hűtőfolyadék mozgásának sebességét másodpercenként 1,5 m-nek vesszük – általában ez a fűtési rendszerek vízének megfelelő sebessége.

Számítsuk ki a szivattyú teljesítményét a fűtéshez az alapján, hogy a csővezeték tíz méteres szakaszára 0,6 m-es fej szükséges – ennek megfelelően egy száz méteres fűtési rendszerhez olyan szivattyúra lesz szükség, amely 6 méteres fejet teremt. A kapott eredmények alapján ki kell választani a szivattyút.

Ha a fűtőrendszer a fent megadottaktól kisebb átmérőjű csöveket használ, akkor növelnie kell a beállított szivattyúteljesítményt, mivel ezekben a hidraulikus ellenállás nagyobb lesz. És fordítva: nagyobb átmérőjű csövek esetén kisebb teljesítményű cirkulációs szivattyúra van szükség.

A fűtési rendszerek szivattyújellemzőinek fenti számítása meglehetősen önkényes és egyszerű – ha egy hosszúságú és összetett szerkezetű fűtőrendszerre számításra van szükség, akkor a leg helyesebb lenne a hőmérnöki szakértőhöz fordulni. Nem lesz képes önállóan kiszámítani egy összetett és többszintű fűtési rendszerre! De ha mégis úgy dönt, hogy megpróbálja, a számítási képletet az SNiP 2.04.05-91 tartalmazza *.

Keringtető szivattyú minimális jellemzőkkel – teljesítmény 30 W, maximális fej 2 m, vízáram 2 m³/ h, hüvelyk csatlakozással – átlagosan 4 300 rubelt fizet. A fűtési rendszerek háztartási és ipari szivattyúinak legnagyobb beszállítói az orosz piacon: az olasz DAB, Lowara, Ebara és Pedrollo, Grundfos (Dánia), Wilo (Németország). Az orosz gyártók általában ipari szivattyúkat állítanak elő, terméksorukban nincs háztartási cirkulációs szivattyú.

Felhívjuk figyelmét, hogy nem tud választani a 100% -ban megfelelő szivattyút – minden fűtőrendszernek megvannak a saját jellemzői, és a szivattyúk egy sorozatgyártású egység, átlagos paraméterekkel. A ténylegesen szükséges túlzott teljesítményű szivattyú-modell kiválasztása zavart okoz a csövekben működés közben. Ezért érdemes választani azt a szivattyú-modellt, amely több beállítható üzemmóddal rendelkezik, és empirikusan beállítani azt a módot, amelyben a szivattyú a leghatékonyabban működik. Helyes lesz olyan szivattyút választani, amelynek teljesítménye 5-10% -kal meghaladja a fűtési rendszer igényét.

Helyszín kiválasztása és a keringető szivattyú telepítése

A „nedves” szivattyú beépíthető mind a visszatérő, mind az ellátó csővezetékekbe. A visszatérő csővezetékre történő telepítés népszerűsége összekapcsolódik a régi szivattyú-modellekkel – csak a visszatérő vezetékre telepítették őket, mert a hidegebb víz áthaladása meghosszabbította a tömítődoboz, a forgórész és a csapágyak élettartamát.

A szivattyú működése közben a nyomáskülönbség kialakulása a csővezetékben a tágulási tartály előtt és az azt követő csővezetékben történik: az első esetben a sűrítés, a másodikban a vákuum. A tágulási tartály által létrehozott statikus nyomás befolyásolja a cirkulációs szivattyúval működő fűtőrendszer működését. Figyelembe kell venni, hogy a szivattyú szállító zónájában a hidrosztatikus nyomás magasabb lesz, mint a normál (nyugalmi) víznyomás. Másrészt a fűtési rendszer azon részében, ahonnan a szivattyú szívja a hűtőfolyadékot, csökken a nyomás, szintje nemcsak atmoszferikusra eshet, hanem vákuumhoz is vezethet. A fűtési rendszerben a nyomáskülönbség miatt a víz felforrhat, és a levegő kiszabadulhat vagy beszívható..

A hűtőfolyadék keringése a fűtési rendszerben nem zavarja meg, ha építésénél figyelembe veszik az egyik feltételt – a szívózóna bármely pontján a hidrosztatikus nyomásnak csak túl magasnak kell lennie. A megfelelés a következő módon érhető el:

1. Emelje fel a tágulási tartályt 0,8 m-rel a fűtőcső legmagasabb pontja felett. Ez a módszer a legegyszerűbb, ha a fűtési rendszert természetes cirkulációról kényszerkeringésre cserélik, azonban megvalósítása csak a tetőtéri szoba megfelelő magasságával lehetséges, és a tágulási tartályt jól szigetelni kell;
2. Helyezze a tágulási tartályt a csővezeték tetejére annak érdekében, hogy a fűtési rendszer felső szakasza a szivattyú kisülő területére kerüljön. A modern fűtési rendszereket (ez a technika alkalmazható számukra), amelyeket előre terveztek a kényszerkeringetésre, egy csővezeték lejtőjével „a kazán felé” építik, nem pedig „abból”, mint a természetes keringetéssel rendelkező fűtési rendszerekben. A célok a következők: egy ilyen lejtős szerkezetnél a légbuborékok a vízáram mentén mozognak, amelyet a keringtető szivattyú nyomása elvisel, azaz a légbuborékok elleni áramlása, amely a természetes cirkulációs rendszerekben gyakori, nem lesz lehetséges. Ennek eredményeként a fűtési rendszer legmagasabb pontja nem a fő emelkedőn lesz, hanem a legtávolabbi. Önnek kell ezt a módszert alkalmaznia, vagy sem, azonban a meglévő fűtési rendszer megváltoztatása nehéz lesz, és egy új rendszer építése ezen alapul nem teljesen kényelmes, mivel vannak egyszerűbb módszerek;
3. A cső átvezetése egy tágulási tartállyal a tápegységről és beillesztése a visszatérő vezetékbe, nem messze a cirkulációs szivattyútól, a szívócső előtt. A meglévő fűtési rendszer ilyen rekonstrukciójával optimális feltételeket kapunk a szivattyú kényszerkeringtetésének működéséhez;
4. Ez a módszer nem alkalmas minden szivattyúmodellre – a cirkulációs szivattyút a csővezeték ellátó szakaszához kell csatlakoztatni, közvetlenül a tágulási tartály belépési pontja mögött. Külsőleg a meglévő fűtési rendszer ilyen módosítása egyszerűnek tűnik, de a hűtőfolyadék hőmérséklete a fűtési kör ezen szakaszában különösen magas lesz – először ellenőrizze, hogy ez a szivattyúmodell valóban ellenáll-e az ilyen kedvezőtlen működési feltételeknek..

Miután eldöntöttük a szivattyú telepítésének helyét, maga folytatjuk a telepítést. Szüksége lesz egy durva szűrőre, visszacsapószelepre (zárt rendszerekben nyomás alatt), bypass-ra és villáskulcsokra (19-36 mm) – az összes elemhez a szivattyú menetes átmérőjéhez. A főcsövön, a bemeneti bypass bemenete és kimenete között, el kell helyezni egy elzáró szelepet annak átmérője mentén. Különösen kényelmes, ha a kiválasztott szivattyúmodell leszerelhető menettel rendelkezik, különben külön kell megvásárolnia.

A fűtési rendszerekben használt bypass a csővezeték egy kis része, amely az elzáró és szabályozó szelepekkel párhuzamosan van felszerelve, feladata az, hogy áramkimaradás és szivattyú meghibásodása esetén a fűtési rendszert természetes cirkulációra állítsa. A fűtőberendezések normál működéséhez a bypass-cső átmérőjének meg kell egyeznie annak a felszálló rész átmérőjével, amelybe vágja.

Az eszközöknek a bypassra történő felszerelése a hűtőfolyadék irányában: szűrő, visszacsapó szelep (ha szükséges) és cirkulációs szivattyú. A felmerülő áthidaló bemeneteket a reteszelőkön keresztül kell elvégezni – amikor a rendszert természetes cirkulációra kapcsolják, és ha a megkerülő készülékek meghibásodnak, ezeket a csapokat becsukják, a reteszelő nyílás megkerülve nyílik..

A „nedves” szivattyú hatékony működtetése és a levegő felhalmozódásának megakadályozása érdekében a bypass szigorúan vízszintesen van felszerelve. Csak arra az esetre, ha a bypassra felszerelt eszközök között automatikus szellőzőnyílás telepíthető – bárhol, nem fontos, de függőleges helyzetben. Az automatikus légtelenítő előnyei a klasszikus Mayevsky csaphoz képest, amely néhány fűtőtesttel van felszerelve – ennek a készüléknek a kioldása és későbbi leállítása automatikusan megtörténik, a Mayevsky tervezési szelepet pedig csavarja le és csavarja le kézzel.