Циркуляційний насос.
- Графік характеристики системи опалення.
- Розрахунок робочої точки циркуляційного насоса.
- Особливості вибору циркуляційного насоса.
Особливо поширеними в даний час стають системи опалення з примусовою конвекцією, рух теплоносія в яких здійснюється за допомогою циркуляційного насоса. Дана система опалення може з упевненістю замінити систему опалення з природною (гравітаційною) конвекцією в силу деяких недоліків останньої (повільний рух води, охоплює невелику площу для обігріву).
Циркуляційний насос являє собою конструкцію, що складається з корпусу, в якому знаходиться ротор з робочим лопатевим колесом, і двигуна.
Принцип роботи циркуляційного насоса такий - за рахунок двигуна, ротор приводиться в обертання, потім, рідина, яка надходить через всмоктувальний отвір, лопатями переміщається до вихідного отвору і виштовхується з нього з певною силою і швидкістю, достатньою для подолання опір труби. Таким чином, в трубі виникає необхідне для руху води, тиск.
Для того, щоб правильно вибрати циркуляційний насос, необхідно порівняти характеристики системи і самого насоса і знайти розрахункову робочу точку системи опалення.
Характеристика циркуляційного насоса викладена в графіку.
(Графік 1 і 2) »
де:
- Н - тиск, одиниця виміру - міліметри водяного стовпа, Паскалі, бари і д.р. Це показник питомої механічної роботи, яку здійснює насос, що б перетворити енергію двигуна в кінетичну енергію рідини;
- Q - обсяг подачі рідини, вимірюється в кубометрах на годину або літрах в секунду. Це показник переміщеної насосом рідини за одиницю часу.
На графіку системи координат відображена взаємозалежність показників напору Н і подачі Q, вона і визначає функціональну характеристику циркуляційного насоса (горизонтальна вісь графіка - Q, вертикальна - Н).
При закритому вхідному клапані виникає максимальний тиск, цей показник ще можна назвати напором насоса при нульовій подачі. Коли відкривається клапан і починає надходити рідина, то їй передається частина енергії приводу насоса, і спочатку максимальний тиск починає знижуватися.
Графік характеристики системи опалення.
(Графік 3)
У характеристиці системи опалення існує таке поняття, як величина втрати тиску, на яку впливають такі чинники:
- гідравлічний опір трубопроводу (може залежати від наявності розгалужень, кількості вентилів, матеріалу, довжини і діаметру всіх ділянок);
- внутрішній опір (обумовлюється температурою, в'язкістю і швидкістю течії).
Втрати напору в трубопроводі, при заданому лопатями насоса, напрямку потоку, визначається як квадрат швидкості руху рідини. Таким чином, графік характеристики системи з осями Н і Q виглядає у вигляді параболічної кривої з центром в нульовому показнику напору і подачі.
Розрахунок робочої точки циркуляційного насоса.
Якщо уявити графіки характеристики насоса і системи опалення в одній координатної площині, то точка перетину цих кривих буде називатися робочої. З її допомогою можна визначити максимальне значення, що передається циркуляційним насосом, рідини. У робочій точці значення напору насоса дорівнює опору трубопроводу, а показник потужність, яку споживає трубопровід, має таке ж значення, як і показник корисної потужності насоса. Робоча точка визначає максимально можливу подачу насоса, але для забезпечення нормальної роботи насоса також необхідно розрахувати мінімальну точку подачі (граничну точку мінімуму). Коли величина подачі нижче цієї точки, відбувається перегрів двигуна насоса, що може привести до його пошкодження.
Особливості вибору циркуляційного насоса.
Розрахунок гідравлічного опору системи опалення - завдання досить непросте, але це необхідно для визначення характеристики даної системи і вибору оптимального насоса. Часто, розрахувавши робочу точку системи, проектувальники вибирають модель насоса "з запасом".
При зміні опору системи, робоча точка зміщується вліво від початкової. Отже, зменшується подача рідини і збільшується сила напору насоса, що може бути причиною появи шуму в клапанах.
Застосування циркуляційного насоса з автоматичним регулюванням частоти обертання ротора є оптимальним варіантом вирішення цього питання. Якщо зменшується швидкість обертання, насос, оснащений частотним перетворювачем, знижує рівень подачі, при цьому гідравлічний опір системи і споживана потужність знижуються. Це веде до безшумної роботі насоса, до збільшення терміну його експлуатації і економії енергії.