Особенно распространенными в настоящее время становятся системы отопления с принудительной конвекцией, движение носителя тепла в которых осуществляется с помощью работы циркуляционного насоса. Данная система отопления может с уверенностью заменить систему отопления с естественной (гравитационной) конвекцией в силу некоторых недостатков последней (медленное движение воды, охватывает небольшую площадь для обогрева).

 

Циркуляционные насос

Циркуляционный насос представляет собой конструкцию, состоящую из корпуса, в котором находится ротор с рабочим лопастным колесом, и двигателя.

Принцип работы циркуляционного насоса таков - за счет двигателя, ротор приводится во вращение, затем, жидкость, поступающая через всасывающее отверстие, лопастями перемещается к выходному отверстию и выталкивается из него с определенной силой и скоростью, достаточной для преодоления сопротивление трубы. Таким образом, в трубе возникает необходимое для движения воды, давление.

Для того, чтобы правильно выбрать циркуляционный насос, необходимо сравнить характеристики системы и самого насоса и найти расчетную рабочую точку системы отопления.

Характеристика циркуляционного насоса изложена в графике.

Циркуляционные насос

(график 1 и 2)»

 

Где:

  • Н - давление, единица измерения - миллиметры водяного столба, Паскали, бары и д.р. Это показатель удельной механической работы, которую совершает насос, что бы преобразовать энергию двигателя в кинетическую энергию жидкости;
  • Q - объем подачи жидкости, измеряется в кубометрах в час или литрах в секунду. Это показатель перемещенной насосом жидкости за единицу времени.

 

На графике системы координат отображена взаимозависимость показателей напора Н и подачи Q, она и определяет функциональную характеристику циркуляционного насоса (горизонтальная ось графика - Q, вертикальная - Н).

При закрытом входном клапане возникает максимальное давление, этот показатель еще можно назвать напором насоса при нулевой подаче. Когда открывается клапан и начинает поступать жидкость, то ей передается часть энергии привода насоса, и изначально максимальное давление начинает снижаться.

 

График характеристики системы отопления.

Циркуляционные насос

(график 3)

 

В характеристике системы отопления существует такое понятие, как величина потери давления, на которую влияют следующие факторы:

  • гидравлическое сопротивление трубопровода (может зависеть от наличия разветвлений, количества вентилей, материала, длины и диаметра всех участков);
  • внутреннее сопротивление (обуславливается температурой, вязкостью и скоростью течения).

Потери напора в трубопроводе, при заданном лопастями насоса, направлении потока, определяется как квадрат скорости движения жидкости. Таким образом, график характеристики системы с осями Н и Q выглядит в виде параболической кривой с центром в нулевом показателе напора и подачи.

 

Расчет рабочей точки циркуляционного насоса.

Если представить графики характеристики насоса и системы отопления в одной координатной плоскости, то точка пересечения этих кривых будет называться рабочей. С ее помощью можно определить максимальное значение, передаваемой циркуляционным насосом, жидкости. В рабочей точке значение напора насоса равно сопротивлению трубопровода, а показатель мощность, которую потребляет трубопровод, имеет такое же значение, как и показатель полезной мощности насоса. Рабочая точка определяет максимально возможную подачу насоса, но для обеспечения нормальной работы насоса также необходимо рассчитать минимальную точку подачи (предельную точку минимума). Когда величина подачи ниже этой точки, происходит перегрев двигателя насоса, что может привести к его повреждению.

 

циркуляционный насос

 

Особенности выбора циркуляционного насоса.

Расчет гидравлического сопротивления системы отопления - задача довольно непростая, но это необходимо для определения характеристики данной системы и выбора оптимального насоса. Часто, рассчитав рабочую точку системы, проектировщики выбирают модель насоса "с запасом".

При изменении сопротивления системы, рабочая точка смещается влево от первоначальной. Следовательно, уменьшается подача жидкости и увеличивается сила напора насоса, что может быть причиной появления шума в клапанах.

 

циркуляционный насос

 

Применение циркуляционного насоса с автоматическим регулированием частоты вращения ротора является оптимальным вариантом решения этого вопроса. Если уменьшается скорость вращения, насос, оснащенный частотным преобразователем, снижает уровень подачи, при этом гидравлическое сопротивление системы и потребляемая мощность снижаются. Это ведет к бесшумной работе насоса, к увеличению срока его эксплуатации и экономии энергии.