Čerpacie zariadenia zaujímajú dôležité miesto v organizácii vodovodných a vykurovacích systémov. Na základnej úrovni táto technika zabezpečuje čerpanie kvapaliny zo zdroja do miesta spotreby. Optimalizáciou a racionalizáciou procesov prepravy kvapalných médií sa však vyčlenila úloha udržať dostatočnú rýchlosť pohybu v prívodnom okruhu. Jeho prevedením sa riadi zariadenie obehového čerpadla na báze elektromotora s rotorom
Unit design
Karoséria je vyrobená prevažne na monoblokovej báze, čo zvyšuje stupeň tesnosti, ale zároveň znižuje možnosť opravy. Prevádzku hydraulickej infraštruktúry zabezpečuje elektromotor s výstupom na pripojenie do siete (niektoré prevedenia umožňujú obojstranný káblový vstup). Mimochodom, v modernom zariadeníVodné obehové čerpadlo je vybavené širokou škálou elektrických ochrán vrátane adaptérov s premenlivou rýchlosťou záťaže, bezpečnostného bloku a systému automatického vypnutia.
Základňa čerpadla zahŕňa aj stator, obežné koleso, hriadeľ, prírubové komponenty, svorkovnicu, potrubia na pripojenie podvodnej komunikácie atď. Na tejto pracovnej skupine je založená väčšina čerpadiel určených pre vykurovacie systémy. Osobitná pozornosť by sa mala venovať pomocným zariadeniam obehového čerpadla. Opravné operácie sú spravidla spojené s ich výmenou. To platí najmä pre tesnenia, axiálne ložiská, zátky a izolačné materiály. Tieto prvky majú rôzne prevádzkové zdroje, ale v určitých časových intervaloch sú deformované alebo opotrebované, čo si vyžaduje obnovu.
Spoľahlivosť obehového čerpadla a jeho komponentov závisí vo veľkej miere od kvality materiálov výroby. Telo je často vyrobené z liatiny alebo zliatiny ocele, aj keď niektoré modely používajú na zníženie hmotnosti vysokopevnostný plast. Tvarovky sú vyrobené z kompozitov, gumy (syntetickej gumy), termoplastov a extrudovaného hliníka. V najnovších verziách čerpadiel dochádza k odmietnutiu kovových trecích prvkov v prospech keramických. Toto rozhodnutie ovplyvňuje cenovku smerom nahor, ale zvyšuje zdroj rovnakého ložiska.
Všeobecný princíp fungovania zariadenia
Funkcia obehových čerpadiel je iná v tom, že sa priamo nezúčastňujú na činnostiach nasávania a vracania vody. Tradičná konštrukcia obehového čerpadla na vykurovanie je prinajmenšom navrhnutá tak, aby udržala dostatočnú rýchlosť pohybu vody v okruhu v dôsledku pôsobenia obežného kolesa. V mieste inštalácie jednotky kvapalina vystupuje pod vyšším tlakom, čo ovplyvňuje prietok. Inými slovami, rýchlostný režim na ceste k obežnému kolesu čerpadla je transformovaný zvýšením tlaku, ktorý minimálne zabezpečuje neustály pohyb chladiacej kvapaliny.
Už bolo poznamenané, že vykurovacie systémy sú cieľom pre použitie obehového čerpadla. Môžu sa však použiť vo vodovodnom systéme? Rovnako ako vo vykurovacom okruhu, takéto zariadenie môže dobre slúžiť ako stabilizátor tlaku a prietoku. Je však dôležité vziať do úvahy, že funkcie regulácie tlaku v systémoch vykurovania a zásobovania vodou sa líšia podľa zaťaženia. Ak je v prvom prípade potrebné iba udržiavať pohyb toku, potom plnohodnotná dodávka vody, napríklad do druhého poschodia, vyžaduje oveľa viac zdrojov, pre ktoré nie je princíp činnosti obehového čerpadla vypočítané. Zariadenie niektorých modelov umožňuje pripojenie expanznej nádrže (hydraulickej nádrže), ktorej prítomnosť môže zvýšiť tlakovú kapacitu, ale odstredivé samonasávacie čerpadlá zvládajú úlohy zásobovania vodou lepšie.
A naopak, nie každé povrchové čerpadlo z odstredivej skupinymožno integrovať do vykurovacieho systému. Faktom je, že chladiace médium sa vyznačuje nielen vysokou teplotou až 110 ° C, ale aj prítomnosťou nemrznúcich zmesí. Na obsluhu takýchto médií je potrebné najskôr použiť špeciálne tepelne odolné potrubia vo vykurovacom systéme a čerpadlá s prijateľnými vlastnosťami vnútorných povrchov, ktoré odlišujú cirkulačné inštalácie.
Prevádzka modelov s mokrým rotorom
Miesto rotora je v tomto prípade v zóne vnútorného prúdenia chladiacej kvapaliny, to znamená, že prvok je v priamom kontakte s obsluhovaným médiom. Kľúčovým prevádzkovým efektom tejto konfigurácie je nepriame mazanie kvapalinou nesenou jednotkou. Výsledkom je optimalizovaná konštrukcia obehového čerpadla s mokrým rotorom, ktoré nemá špeciálnu infraštruktúru na mazanie trecích častí motora. Medzi vonkajšie faktory použitia takéhoto zariadenia patrí nízka hladina hluku a jednoduchá údržba.
Zjednodušenie konštrukcie čerpadla má však aj svoje nevýhody. Napríklad výrobcovia kladú prísne požiadavky na umiestnenie čerpadla. Jeho telo musí byť umiestnené tak, aby rotor zaujímal striktne vodorovnú polohu, inak zariadenie zlyhá. Tiež kvôli citlivosti náplne na kontamináciu zariadenie „mokrého“obehového čerpadla v niektorých verziách zahŕňa zavedenie čistiaceho filtra na vstupné potrubie. Je to spôsobené práve tým, že mazivochladiaca kvapalina môže obsahovať malé pevné inklúzie, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú stav toho istého rotora počas dlhodobej prevádzky. Z toho vyplýva ďalší negatívny faktor - pokles produktivity až o 40%. Z tohto dôvodu sa modely s mokrým rotorom používajú iba v sieťach s niekoľkými krátkymi vetvami.
Prevádzka modelov so suchým rotorom
V tejto konfigurácii čerpadla je rotor izolovaný od prúdu chladiacej kvapaliny pomocou tesnení a upchávkových prvkov. Úloha mazania pohyblivých častí je riešená samostatne pomocou technických olejov. Existujú však aj rôzne variácie zariadenia a princíp činnosti obehového čerpadla so „suchým“rotorom:
- Modely konzoly. Má oddeliť elektromotor a jeho pracovnú infraštruktúru vďaka špeciálnej spojke. Obe časti sú v rôznych blokoch, ale na rovnakej úrovni, čo vylučuje možnosť ich neparalelnej interakcie.
- Monoblokové konštrukcie. Motor je tiež oddelený od pracovnej časti, ale všetko je umiestnené v jednom bloku, čo uľahčuje inštaláciu a údržbu čerpadla.
- Inline konfigurácia. V skutočnosti modifikácia konzolového systému, ale s vylepšenou implementáciou prepojovacieho zariadenia. Na to sa používa nielen spojka, ale aj sada tesniacich krúžkov z keramiky alebo ocele. Prostredníctvom týchto krúžkov je zabezpečený vysoký stupeň tesnosti vodonosnej časti, čo zvyšuje spoľahlivosť jednotky. Okrem toho zariadenie obehového čerpadla v konfigurácii Inline predpokladá lineárneumiestnenie výstupných a prítokových potrubí. Na porovnanie, iné verzie modelov suchého rotora sa vyznačujú radiálnym alebo kruhovým umiestnením trysiek na podporu komunikácie.
Vo všeobecnosti má izolácia rotora od chladiacej kvapaliny pozitívny efekt z hľadiska výkonu (účinnosť nad 70 %), preto sa táto technika často používa pri údržbe dlhých vykurovacích sietí s vysokou priepustnosťou. Toto je najlepšie riešenie pre priemyselné zariadenia, ale v domácej sfére je to dosť problematické a nepohodlné z hľadiska údržby.
Výkon
Pri hodnotení charakteristík obehového čerpadla by ste sa mali najskôr uistiť, že je v zásade vhodné na prácu s cieľovým kvapalným médiom v špecifickom teplotnom režime. Ako už bolo spomenuté, takéto zariadenie môže vydržať od 90 do 110 ° C. Potom môžete prejsť na konštrukčné parametre, z ktorých hlavným bude okrem rozmerov a konfigurácie umiestnenia motora aj priemer závitového spojenia. Napríklad zariadenie obehového čerpadla Grundfos UPS-25/40 umožňuje pripojenie na potrubie s vonkajším priemerom závitu 25 mm. Druhá číslica v označení dánskej jednotky označuje silu tlaku. V číselnom vyjadrení ide o 40 dm alebo 4 m vodného stĺpca, ktorý je možné udržať pri maximálnom kapacitnom vyťažení. Opäť platí, že táto hodnota by sa nemala považovať za hlavný prevádzkový parameter, ktorý bude dodávať vodu do danej výšky. Už to nie jeako úroveň stúpania v rámci vykurovacej cirkulačnej siete. Pre porovnanie, pretlakové modely pre vodovodné systémy sú schopné v bežnom prevádzkovom režime zdvihnúť kvapalinu o 12-15 m. V rámci servisu vykurovacích okruhov môžu čerpadlá s priemerom vstupného potrubia 32 mm a dopravným tlakom okolo 60 dm použiť aj.
Pre jednoduchosť výpočtu požadovaného výkonu výrobcovia čerpadiel špecificky uvádzajú rýchlosť chladiacej kvapaliny. Táto hodnota priamo závisí od výkonového potenciálu motora a veľkosti trysky. Zvyčajne sa 1 kW rovná 0,06 m3/h. Alternatívny výpočtový systém navrhuje vychádzať zo skutočnosti, že ak je priemer výstupu v zariadení obehového čerpadla na vykurovanie rovnaký 25 mm, potom prietok dosiahne 30 l / min. Je to však malá hodnota, pretože väčšina moderných modelov dokonca aj segmentu domácností dosahuje z hľadiska výkonu 170 - 180 l / min. Rovnováha medzi konštrukčnou kapacitou a výkonom motora je zabezpečená funkciou nastavenia otáčania hriadeľa. Modely s touto schopnosťou umožňujú krokové radenie z 2 na 4 rýchlosti.
Elektrotechnika čerpadiel
Ako pohonná jednotka sa zvyčajne používajú asynchrónne elektromotory zapojené do siete 220 V. Priemerná prúdová sila je 0, 12-0, 18 A. Základom zapojenia je komplex svorkovnice, frekvenčný spínač a káblové pripojenia. V zariadení obehových čerpadiel Wilo z radu Star-RS je ajzabezpečuje odvod kondenzátu a obojstranné káblové pripojenie so systémom ochrany blokovacieho prúdu.
Nie je však vždy možné implementovať celý rad zariadení na elektrickú ochranu na základe samotného čerpadla. Preto budú externé zariadenia tiež hrať významnú úlohu pri organizácii systému napájania. Minimálne by mal byť zabezpečený stabilizátor napätia a systém ochrany proti skratu - samozrejme nemožno ignorovať požiadavky na uzemnenie. Ešte dôležitejšie je, že v sieťach s periodickými výpadkami napájania nebude od veci zvážiť otázku poskytovania záložného napájania obehovému čerpadlu. Zariadenia na riešenie takýchto problémov sú prezentované v širokom rozsahu - od externých batérií (batérií) až po autonómne generátory. Výber konkrétneho zariadenia závisí od podmienok a režimov prevádzky čerpadla. Ak hovoríme o súkromnom dome, kde sa vo výnimočných prípadoch preruší napájanie, potom si môžete vybrať batériu vhodnej veľkosti s pravidelnou podporou pre zdroj energie. Ale v podmienkach akútneho nedostatku elektriny na vzdialených miestach je lepšie použiť generátorovú jednotku na benzín alebo naftu so systémom automatického štartovania. Mimochodom, prevádzka nízkoenergetických čerpadiel do 30 W na pár dní môže byť podporená autobatériou, ale túto možnosť by ste mali využívať iba v extrémnych prípadoch.
Inštalácia čerpadla
V čase inštalácie musí byť pripravené miesto prevádzky aj samotná jednotka. Čo sa týka prvej podmienky, musíme byť pripravenípripojenie potrubia s uzatváracími kohútikmi pred pripojovacími bodmi na uzavretie vody. Čerpadlo je potrebné dôkladne prepláchnuť a skontrolovať jeho štrukturálnu integritu. Vloženie sa vykonáva pomocou spojky a poistnej matice s tesniacimi materiálmi. Na zvýšenie spoľahlivosti regulačného okruhu je niekedy v montážnom zariadení obehového čerpadla umiestnený obtok. Ide o pásový dopravník na okruhu umiestňovania zariadení, čo je potrubný úsek, ktorý prebieha paralelne s kritickou procesnou zónou a plní funkciu záložnej trasy prívodu chladiva. Na ten istý segment môžete nainštalovať ďalšie funkčné vybavenie, ako sú filtre, vzduchové otvory a len uzatváracie ventily.
Údržba
V režime intenzívnej prevádzky sa odporúča kontrolovať stav pracovnej časti a pripojiť čerpadlo mesačne. Pred a po vykurovacej sezóne sa vykonávajú komplexné údržbárske práce spolu s tlakovou skúškou vodovodného systému. Medzi hlavné činnosti údržby čerpadla treba zdôrazniť nasledovné:
- Kontrola technického a konštrukčného stavu zariadenia.
- V prípade potreby výmena dielov podliehajúcich opotrebeniu. Ako už bolo uvedené, zariadenie obehového čerpadla obsahuje časti s obmedzenými zdrojmi nastavenými výrobcom. Napríklad tesnenia a spojky vydržia v priemere 1 až 1,5 roka, kým ich treba vymeniť.
- Čistenie povrchov krytu a funkčnosťčasti pred kontamináciou.
- Kontrola chodu motora - je potrebné skontrolovať jeho schopnosť udržať výkonovú záťaž, hladinu hluku a vibrácií.
- Zvláštnu pozornosť treba venovať tesnosti konštrukcie a spojovacích uzlov.
- Kontrola elektrickej infraštruktúry a kvality pripojení so zariadeniami pripojenými k pumpe.
Možné poruchy a opravy
Počas prevádzky zariadenia sa môžete stretnúť s nasledujúcimi technickými problémami:
- Jednotka sa nespustí. Medzi možné príčiny patrí prerušené elektrické spojenie alebo zlyhaný kondenzátor. Ak je v zariadení obehového čerpadla umiestnený „mokrý“rotor, môže sa motor v dôsledku jeho kontaminácie nečistotami chladiacej kvapaliny dobre zablokovať. V súlade s tým bude potrebná všeobecná revízia elektrického systému s komunikáciou, kontrola kondenzátora a čistenie rotora.
- Pumpa je hlučná a veľmi vibruje. Spravidla sú takéto problémy spojené s vysokou spotrebou vody, ktorá nezodpovedá kapacite zariadenia. Nie je vylúčené ani vetranie vykurovacieho okruhu. Systém sa musí pravidelne odvzdušňovať pomocou automatického vzduchového potrubia.
- Jednotka sa zapne a okamžite vypne. Bežný problém, bežnejší na modeloch s konzolovým zariadením. Oprava obehového čerpadla na vykurovanie v tomto prípade spočíva v obnovení tesnosti konštrukcie na rozhraní pracovných jednotiek. V oblasti medzi plášťom statora a rotorom by mal byť tiežvyčistite vodný kameň, ak je prítomný.
Záver
Obeh chladiacej kvapaliny môže byť organizovaný bez podpory čerpacieho zariadenia v prirodzenom režime pohybu. Takéto schémy sa používajú v súkromných domoch, ale nelíšia sa vo vysokom výkone, pokiaľ ide o prenos tepla. Súčasne napríklad zariadenie obehového čerpadla Grundfos poskytuje možnosť pripojenia kotlového zariadenia, ktoré presahuje funkciu jednotky ďaleko za reguláciu prietoku samotného vykurovacieho systému. Otvárajú sa nové možnosti pre zabezpečenie systému TÚV, avšak v rámci technických a prevádzkových možností použitých zariadení. Je tiež možné kombinovať vykurovací okruh s klimatizačným systémom, v ktorom bude použité obehové čerpadlo, avšak takéto konfigurácie si vyžadujú starostlivý výpočet vo fáze návrhu.
