Циркуляционный насос

Циркуляционный насос для домашнего использования.

Циркуляционный насос или циркуляционный насос — это особый тип насоса, используемый для циркуляции газов , жидкостей или суспензий в замкнутом контуре с небольшими перепадами высот. Они обычно встречаются в циркулирующей воде в гидравлических системах отопления или охлаждения. Они специализируются на обеспечении большой скорости потока, а не на большом напоре , поскольку они должны преодолевать только трение в системе трубопроводов, в отличие от обычного центробежного насоса , которому может потребоваться значительный подъем жидкости.

Циркуляционные насосы, используемые в гидравлических системах, обычно представляют собой центробежные насосы с электрическим приводом. При использовании в домах они часто небольшие, герметичные и рассчитаны на долю лошадиной силы , но в коммерческих целях их размер варьируется до многих лошадиных сил, а электродвигатель обычно отделен от корпуса насоса какой-либо формой механической муфты. . Герметичные агрегаты, используемые в быту, часто имеют ротор двигателя, рабочее колесо насоса и опорные подшипники, объединенные и герметизированные внутри водяного контура. Это позволяет избежать одной из основных проблем, с которыми сталкиваются более крупные двухкомпонентные насосы: поддержание водонепроницаемого уплотнения в месте, где приводной вал насоса входит в корпус насоса.

Циркуляционные насосы малого и среднего размера обычно полностью поддерживаются фланцами труб, которые соединяют их с остальной частью гидравлической системы . Большие насосы обычно монтируются на подставке.

Насосы, которые используются исключительно в закрытых гидравлических системах, могут быть изготовлены из чугунных компонентов, поскольку вода в контуре либо обескисляется , либо обрабатывается химическими веществами для предотвращения коррозии . Но насосы, через которые течет постоянный поток насыщенной кислородом питьевой воды , должны быть изготовлены из более дорогих материалов, таких как бронза .

Использование с горячей водой.

Бытовой циркуляционный насос забит загрязнителями

Циркуляционные насосы часто используются для циркуляции горячей воды для бытового потребления, так что кран подает горячую воду мгновенно по требованию или (для более экономии энергии) через короткое время после запроса пользователя на горячую воду. В регионах, где вопросы экономии воды становятся все более важными из-за быстрого роста и урбанизации населения, местные органы водоснабжения предлагают скидки домовладельцам и строителям, которые устанавливают циркуляционный насос для экономии воды. В типичной односторонней водопроводной системе без циркуляционного насоса вода просто подается от водонагревателя по трубам к крану. После закрытия крана оставшаяся в трубах вода остывает, что приводит к привычному ожиданию горячей воды при следующем открытии крана. За счет добавления циркуляционного насоса и постоянной циркуляции небольшого количества горячей воды по трубам от водонагревателя до самого дальнего прибора и обратно в водонагреватель вода в трубах всегда горячая, и во время ожидания вода не тратится зря. Компромиссом являются затраты энергии на работу насоса и дополнительная потребность водонагревателя в компенсации потерь тепла из постоянно горячих труб.

Смоделированный в САПР в разобранном виде вид циркуляционного насоса с электродвигателем

Хотя большинство этих насосов монтируются ближе всего к водонагревателю и не имеют возможности регулировки температуры, значительного снижения энергопотребления можно добиться, используя циркуляционный насос с регулируемой температурой и термостатом, установленный на последнем приспособлении контура. Циркуляционные насосы с термостатическим управлением позволяют владельцам выбирать желаемую температуру горячей воды, которая будет поддерживаться в трубах горячей воды, поскольку в большинстве домов не требуется мгновенная подача воды температурой 120 ° F (49 ° C) из кранов. Циркуляционные насосы с термостатическим управлением включаются и выключаются для поддержания выбранной пользователем температуры и потребляют меньше энергии, чем постоянно работающий насос. При установке насоса с термостатическим управлением сразу после самого дальнего приспособления в контуре циклическая перекачка поддерживает готовую горячую воду до последнего приспособления в контуре вместо того, чтобы тратить энергию на нагрев трубопровода от последнего приспособления до водонагревателя. Установка циркуляционного насоса на самой дальней арматуре контура циркуляции горячей воды часто невозможна из-за ограниченного доступного пространства, косметических средств, ограничений по шуму или отсутствия доступной электроэнергии. Последние достижения в технологии циркуляции горячей воды позволяют использовать насос с регулируемой температурой без необходимости устанавливать насос на последнем приспособлении в контуре горячей воды. В этих усовершенствованных системах циркуляции горячей воды используется датчик температуры, контактирующий с водой, стратегически установленный на последнем приспособлении контура, чтобы минимизировать затраты энергии на нагрев длинных возвратных труб. Теплоизоляция, нанесенная на трубы, помогает смягчить эту вторую потерю и свести к минимуму количество воды, которое необходимо перекачивать, чтобы горячая вода была постоянно доступна.

Традиционная система рециркуляции горячей воды использует существующую линию холодной воды в качестве обратной линии от точки использования, расположенной дальше всего от резервуара с горячей водой, обратно в резервуар с горячей водой. В первом из двух типов систем насос установлен на водонагревателе, а «нормально открытый» термостатический регулирующий клапан устанавливается на самом дальнем от водонагревателя приспособлении и закрывается, как только горячая вода контактирует с клапаном, для регулирования перекрестного потока между горячей и горячей водой. холодные линии. Второй тип системы использует насос с термостатическим управлением, который устанавливается на самом дальнем от водонагревателя приспособлении. Эти насосы с термостатическим управлением часто имеют встроенный «нормально закрытый» обратный клапан, который предотвращает попадание воды из линии холодной воды в линию горячей воды. По сравнению со специальной возвратной линией, использование линии холодной воды в качестве возврата имеет тот недостаток, что она нагревает трубу холодной воды (и содержащуюся в ней воду). Точный контроль температуры и активное управление потоком могут свести к минимуму потери холодной воды в линии холодной воды.

Технологические достижения в отрасли позволяют включать таймеры для ограничения операций в определенные часы дня, чтобы сократить потери энергии, работая только тогда, когда жильцы могут использовать горячую воду. Дополнительные достижения в технологии включают насосы, которые включаются и выключаются по циклу для поддержания температуры горячей воды по сравнению с постоянно работающим насосом, который потребляет больше электроэнергии. Снижение потерь энергии и дискомфорта возможно за счет предотвращения сифонирования линии горячей воды в системах циркуляции горячей воды с открытым контуром, которые используют линию холодной воды для возврата воды обратно в водонагреватель. Сифонирование линии горячей воды происходит, когда вода из линии горячей воды перекачивается или вытесняется в линию холодной воды из-за разницы в давлении воды между линиями горячей и холодной воды. Использование «нормально закрытого» электромагнитного клапана значительно снижает потребление энергии, предотвращая перекачивание негорячей воды из линий горячей воды во время использования холодной воды. Использование холодной воды мгновенно снижает давление воды в линиях холодной воды, более высокое давление воды в линиях горячей воды заставляет воду проходить через «нормально открытые» термостатические перепускные клапаны и обратные клапаны (которые только предотвращают попадание холодной воды в линию горячей воды). , увеличивая потребление энергии водонагревателем.

Возможные побочные эффекты циркуляционного насоса

Важно принять во внимание повышенное тепло в системе трубопроводов, что, в свою очередь, увеличивает давление в системе. Трубопроводы, чувствительные к состоянию воды (например, медь и мягкая вода), будут подвергаться негативному воздействию постоянного потока. Хотя вода и сохраняется, паразитные потери тепла через трубопровод будут больше в результате увеличения проходящего через него тепла.

Количественные меры функции

Во время работы насоса происходит падение потока жидкости в центре ротора, вызывающее приток жидкости через всасывающее отверстие. В случае чрезмерного снижения давления в некоторых частях ротора давление может оказаться ниже давления насыщения, соответствующего температуре перекачиваемой жидкости, вызывая так называемую кавитацию , т.е. испарение жидкости. Чтобы предотвратить это, давление во всасывающем отверстии (на входе насоса) должно быть выше давления насыщения, соответствующего температуре жидкости, на чистую положительную высоту всасывания (NPSH).

Для циркуляционных насосов характерны следующие параметры: производительность Q, давление насоса ∆p (напор ∆H), энергопотребление P при КПД насосного агрегата η, частота вращения рабочего колеса n, NPSH и уровень шума L. На практике используется графическая связь между значениями Q, ∆p(∆H), P и η. Они называются кривыми насоса. Они определяются исследованиями, методология которых стандартизирована. Эти кривые приведены при перекачке воды плотностью 1000 кг/м3 и кинематической вязкостью 1 мм2/с. При использовании циркуляционного насоса для жидкостей разной плотности и вязкости кривые насоса необходимо пересчитывать. Эти кривые приведены в каталогах и руководствах по эксплуатации и техническому обслуживанию, однако на их ход распространяется гарантия производителя насоса.

Регламент ЕС для циркуляторов

С 1 января 2013 года циркуляторы должны соответствовать европейскому регламенту 641/2009. Этот регламент является частью политики экодизайна Европейского Союза.

См. также

• Зональный клапан

Библиография

• Рубика, М, изд. (2005). Монтаж газопровода, отопления, вентиляции, водоснабжения и канализации в строительстве (на польском языке). Познание: Издательство Forum Sp. з оо
• Рубик М. Циркуляционные насосы в системах центрального отопления и горячего водоснабжения (на польском языке).