Küttesüsteemide tsirkulatsioonipumbad

Selles artiklis: Tsirkulatsioonipumpade ajalugu seade ja tööpõhimõte; küttepumpade tüübid; kuidas tsirkulatsioonipumpa valida; kus ja kuidas paigaldada pump kütmiseks.

Kui köetavate ruumide kogupindala on sadu ruutmeetreid ja kui just need arvestid võtavad mitu korrust, siis klassikalisest küttest, mis põhineb jahutusvedeliku looduslikul ringlusel, ei piisa. Ja see pole üllatav – loodusliku ringlusega süsteemides ei ületa rõhk 0,6 MPa. Sellistes küttesüsteemides on rõhu suurendamiseks ja vee ringluse parandamiseks ainult kaks võimalust – ehitada suure läbimõõduga torudega suletud süsteem või viia selle sisse tsirkulatsioonipump. Suure läbimõõduga torud ei ole odavad, nii et parim lahendus küttealadele 100-150 m² – tsirkulatsioonipump.

Küttepumbad – ajalugu

Sajand tagasi üritasid insenerid lahendada jahutusvedeliku ringluse probleemi veeküttesüsteemides, püüdes selle ülesande kuidagi usaldada elektrimootoriga pumbale. Kuid 20. sajandi alguses eksisteerinud elektrimootoritel olid avatud kontaktid, vee sattumine nendesse põhjustas koheseid õnnetusi.

1920. aastatel lõi Bauknechti ettevõtte asutanud Saksa insener Gottlob Bauknecht esimese hermeetilise elektrimootori. Mõni aasta hiljem lõi Wilo omanik ja asutaja Wilhelm Oplander tsirkulatsioonipumba, mis kasutas Bauknechti elektrimootorit. “Kuivas” Oplenderi pumbas viidi mootorikäigult toru küünarnukisse paigaldatud aksiaalrattale vedamine võlli abil, mis oli suletud tihenduskarbi tihenditega. Wilhelm Oplender nimetas oma tsirkulatsioonipumpa “tsirkulatsioonikiirendiks”; aastatel 1929 kuni 1955 toodeti selle disainiga pumbasid Euroopas ja USA-s küttesüsteemides kõikjal.

Tsirkulatsioonipumba Oplederi peamiseks puuduseks oli tihenduskarbi tihend, mis kulub kiiresti võlli pinna väikseimate ebakorrapärasuste korral ja tihenduskarbi materjal ei olnud eriti vastupidav. Näärme tihendi tihendamine oli vajalik sagedamini, võlli pind nõudis perioodilist lihvimist ja poleerimist.

70 aastat tagasi loodi esimene “märg” tsirkulatsioonipump – selle leiutas Šveitsi insener ja Rutschi pumppen AG asutaja Karl Rutchi. Ryutchi pumba elektrimootor paigaldati põlvele, mille kaudu vett pumbati, ja suleti usaldusväärselt. Sel juhul määrati vesi määrdeaine rolli.

Hiljem asendati põlv, millest mööda jahutusvedelik kulus, “tigu”, sellest hetkest alates kasutatakse “tigu” iga kaasaegse küttesüsteemi pumba kujundamisel.

Seade ja tööpõhimõte

Tsirkulatsioonipumpadel on kitsas spetsialiseerumine – need on ette nähtud soojuskandja (vee) sunnitud ringluseks suletud küttesüsteemides. Oma struktuuris on need sarnased drenaažipumpadele: roostevabast metallist või sulamitest (teras, malm, alumiinium, messing või pronks) valmistatud korpus; terasest või keraamilisest rootorist; rootori võll on varustatud tiiviku-tiivikuga; rootori mootor.

Küttesüsteemi paigaldatuna imbub pump ühelt poolt vett ja pumbab selle teiselt poolt torujuhtmesse tsentrifugaaljõu tõttu, mis tekib tiiviku pöörlemisel – sisendtorus tekib vaakum ja väljalasketorul surumine. Pumba ühtlase töö korral jahutusvedeliku tase paisupaagis ei muutu, s.t. tema abiga ei ole võimalik küttesüsteemis rõhku tõsta – selle ülesande täitmiseks on vaja võimenduspumpa. Tsirkulatsioonipumba ülesanne on abistada jahutusvedelikku kütteseadmete teatud sektsioonides tekkiva takistuse ületamisel.

Tsirkulatsioonipumpade tüübid

Põhimõtteliselt jagunevad küttepumbad kahte tüüpi – “kuiv” ja “märg”.

Esimese tüübi konstruktsioonides ei puutu rootor pumbatava veega kokku, selle tööosa eraldatakse elektrimootorist O-rõngastega, mis on enamasti valmistatud süsiniku aglomeraadist, harvemini roostevabast terasest või keraamikast, alumiiniumoksiidist või volframkarbiidist (otsa tihendi materjal sõltub jahutusvedeliku tüübist). Pumba mootori käivitamisel pöörlevad O-rõngad üksteise suhtes – poleeritud ja hoolikalt paigaldatud rõngaste vahel on õhuke kiht vesikilet, mis tihendab ühendust välisõhu ja küttesüsteemi rõhu erinevuse tõttu (küttesüsteemis on rõhk suurem). Vedru surub ühe tihendusrõnga teise, töötamise ajal rõngad kuluvad ja sobivad üksteisega iseenesest, nende kasutusiga on vähemalt 3 aastat – need on tõhusamad kui tihenduskarbi pakkimine, mis vajab pidevat määrimist ja jahutamist. Kuiva rootoriga tsirkulatsioonipumpade efektiivsus on kuni 80%. Kuiva rootoriga pumbad eraldavad “märgade” pumpadega töö ajal valju müra, seetõttu paigaldatakse need hea heliisolatsiooniga eraldi ruumi.

Kui kasutate libisevate mehaaniliste tihenditega kuiva rootoriga pumbasid, jälgige hoolikalt suspendeerunud ainete olemasolu pumbatavas vees ja tolmu seisundit õhus ruumis, kuhu pump on paigaldatud. “Kuiva” pumba töö põhjustab õhuturbulentsi, mis meelitab tolmuosakesi – jahutusvedelikus olevad tolmuosakesed ja hõljuvad ained võivad tihendusrõngaste pindu kahjustada, kahjustades nende tihedust.

Sõltumata tihendi tüübist, olgu see siis täitekast või libisev mehaaniline tihend, “kuiva” pumba töötamisel need hävitatakse, seega vajavad nad määrdeaine rolli täitmiseks vedeliku olemasolu – selle puudumisel on mehaanilise tihendi hävitamine vältimatu.

“Kuivad” pumbad jagunevad kolme tüüpi: horisontaalsed (konsoolne), vertikaalne ja plokk. Esimese tüübi pumpade korral asub imitoru toru “voluti” otsas ja tühjendusharu toru radiaalselt. Konsoolipumpade elektrimootor on paigaldatud horisontaalselt.

Vertikaalsed pumbad (reas) on varustatud sama avaga düüsidega, mis asuvad piki sama telge. Elektrimootori asukoht selliste pumpade projekteerimisel on vertikaalne.

Jahutusvedelik siseneb plokipumba telje suunas, see vabastatakse radiaalsuunas.

Märjad küttepumbad erinevad kuivadest pumpade poolest selle poolest, et tiivik on sukeldatud jahutusvedelikku koos rootoriga, samal ajal kui jahutusvedelik täidab töötava mootori määrimise ja jahutamise funktsioone. Rootorit ja staatorit eraldav metallist tass, mille materjal on roostevaba teras, tagab pingestatud elektrimootori osa tiheduse. Küttesüsteemide “märja” pumba rootor on valmistatud keraamikast, laagrid on keraamilisest või grafiidist, korpus on tavaliselt malmist – küttesüsteemide jaoks sobivad paremini messingist või pronksist korpuses olevad “märjad” tsirkulatsioonipumbad. Võrreldes “kuivade” pumpadega on “märjad” pumbad vähem mürarikkad, ei vaja aastaid hooldust ning neid on kergem parandada ja reguleerida. Kuid nende peamine ja oluline puudus on madal efektiivsus, mis ei ületa 50%. “Märgade” pumpade madala jõudluse põhjuseks on asjaolu, et staatori ja suurema rootori läbimõõduga jahutusvedeliku hülsi on praktiliselt võimatu pitseerida. Just madala efektiivsuse tõttu kasutatakse enamasti “märja” tüüpi pumpasid ringluse parandamiseks lühikese pikkusega küttesüsteemides, s.o. koduküttes.

Kaasaegsed “märjad” tsirkulatsioonipumbad on moodulkujundusega. Selliseid mudeleid on viis: pumba korpus; staatoriga elektrimootor; klemmliistudega karp; Töötav ratas; rootorit ja laagritega võlli sisaldav kassett. Üks kassetiseade hõlbustab käivitamisel pumba korpusesse kogunenud õhu eemaldamist ning moodulkonstruktsioon hõlbustab ise remonditöid – asendage vigane moodul lihtsalt uuega.

Sellest lähtuvalt on kütteks mõeldud võimsus, “märjad” pumbad varustatud ühe- ja kolmefaasiliste elektrimootoritega. Pumbad kinnitatakse küttesüsteemi torujuhtmele keermestatud või äärikuühendusega – selle tüüp sõltub selle pumba jõudlusest.

Kuna märja rootoriga pumbades olev vesi mängib määrdeaine rolli, peab vesi jahutama jahutusvedelikku ja staatorit eraldava hülsi kaudu pidevalt laagritele. Ainus viis laagrite piisavaks määrimiseks on võlli rangelt horisontaalne asend – võlli mis tahes muu asend põhjustab pumba rikke ja varsti muutub see kasutamiskõlbmatuks.

Küttepumbad – kuidas neid valida

Esiteks arvutame välja, kui palju jahutusvedelikku läbib katla minutis. Enamik küttekatelde tootjaid soovitab kasutada lihtsat arvutusmeetodit – katla võimsuse võrdsustamine vee voolukiirusega, s.t. võimsusel 30 kW läbib katla minutis 30 liitrit vett. Jahutusvedeliku voolukiiruse arvutamisel ringlusrõnga teatud lõigu suhtes kasutame sama meetodit: teame kütteradiaatorite võimsust ja vastavalt sellele arvutatakse veevool.

Järgmine samm on torujuhtmes oleva jahutusvedeliku voolukiiruse arvutamine vastavalt torude läbimõõdule, millest see on ehitatud:

• läbimõõduga torudes? vee sissevoolu kiirus on 5,7 l / min;
• läbimõõduga torudes? tolli veevoolu kiirus on 15 l / min;
• torudes, mille läbimõõt on 1 tolli, on veetarve 30 l / min;
• torudes läbimõõduga 1? veetarbimine on 53 l / min;
• toru läbimõõduga 1? veetarbimine on 83 l / min;
• toru läbimõõduga 2 tolli on veevool 170 l / min;
• toru läbimõõduga 2? tolli, veekulu on 320 l / min.

Jahutusvedeliku liikumiskiiruseks loetakse 1,5 m sekundis – reeglina on see küttesüsteemide vee jaoks piisav kiirus.

Arvutame kütmiseks kasutatava pumba võimsuse selle põhjal, et torujuhtme kümnemeetrise lõigu jaoks on vaja 0,6 m pead – vastavalt sellele on saja-meetrise küttesüsteemi jaoks vaja pumpa, mis loob 6-meetrise pea. Vastavalt saadud tulemustele tuleks valida pump.

Kui teie küttesüsteem kasutab torusid, mille läbimõõt on väiksem kui ülaltoodud, peate suurendama seatud pumba võimsust, kuna neis on suurem hüdrauliline takistus. Ja vastupidi – suurema läbimõõduga torude korral on vaja väiksema võimsusega tsirkulatsioonipumpa.

Ülaltoodud küttesüsteemide pumbaomaduste arvutamine on üsna meelevaldne ja lihtne – kui arvutus on vajalik pika pikkusega ja keeruka ehitusega küttesüsteemi jaoks, siis oleks kõige õigem pöörduda soojustehnika valdkonna spetsialisti poole. Te ei saa keeruka ja mitmetasandilise küttesüsteemi jaoks iseseisvalt arvutada! Kui otsustate siiski proovida, on arvutusvalem esitatud SNiP 2.04.05-91 *.

Tsirkulatsioonipump minimaalsete omadustega – võimsus 30 W, maksimaalne pea 2 m, veevool 2 m³/ h, tolliühendusega – maksab keskmiselt 4 300 rubla. Venemaa turu suurimad kodumaiste ja tööstuslike küttesüsteemide pumbad on Itaalia “DAB”, “Lowara”, “Ebara” ja “Pedrollo”, “Grundfos” (Taani), “Wilo” (Saksamaa). Vene tootjad toodavad reeglina tööstuslikke pumbasid, nende tootesarjas pole kodumaiseid tsirkulatsioonipumpasid.

Pidage meeles, et te ei saa valida 100% sobivat pumpa – igal küttesüsteemil on oma omadused ja pumbad on seeriaviisiliselt toodetud seade, mille parameetrid on keskmised. Kui valite ülemäärase võimsusega pumba mudeli, kui see tegelikult vajalik on, põhjustab töö ajal torudes müra. Seetõttu tasub valida pumba mudel, millel on mitu reguleeritavat töörežiimi, ja seada empiiriliselt režiim, milles pump töötab kõige tõhusamalt. On õige valida pump, mille võimsus ületab selle küttesüsteemi jaoks vajalikku 5-10%.

Asukoha valik ja tsirkulatsioonipumba paigaldamine

“Märja” pumba saab paigaldada nii tagasivoolu kui ka toitetorusse. Paigalduse populaarsus tagasivoolutorustikul on seotud vanade pumbamudelitega – need paigaldati ainult tagasivoolutorule, sest külmema vee läbimine nende kaudu pikendas tihendikarbi, rootori ja laagrite eluiga.

Pumba töö ajal tekitatakse torustikus enne paisupaaki ja pärast seda torustikus erinevad rõhud: esimesel juhul surumine, teisel – vaakum. Staatiline rõhk, mille paisupaak loob, mõjutab tsirkulatsioonipumba abil küttesüsteemi tööd. Tuleb meeles pidada, et hüdrostaatiline rõhk pumba väljastustsoonis on kõrgem kui tavaline (puhkeolekus) veesurve. Teisest küljest, selles küttesüsteemi osas, millest pump imeb jahutusvedelikku, väheneb rõhk, selle tase võib mitte ainult langeda atmosfääri, vaid põhjustada ka vaakumi. Diferentsiaalrõhud küttesüsteemis võivad põhjustada vee keemiseni ja õhku pääseda või sisse imeda..

Jahutusvedeliku ringlus küttesüsteemis ei häiri, kui selle ehitamisel võetakse arvesse ühte tingimust – imemistsooni mis tahes punktis peaks hüdrostaatiline rõhk olema ainult ülemäärane. Vastavuse saab saavutada järgmistel viisidel:

1. Tõstke paisupaak 0,8 m üle küttetoru kõrgeima punkti. See meetod on kõige lihtsam, kui küttesüsteem muudetakse looduslikust ringlusest sunnitud ringluseks, kuid selle rakendamine on võimalik ainult pööninguruumi piisava kõrgusega ja paisupaagi on vaja hästi isoleerida;
2. Pange paisupaak torujuhtme ülaossa, et viia küttesüsteemi ülemine osa pumba väljalaskealasse. Kaasaegsed küttesüsteemid (see tehnika on nende jaoks rakendatav), mis on ette nähtud sunniviisilise ringluse jaoks, on ehitatud torujuhtme kaldega “katla poole”, mitte “sellest”, nagu loodusliku tsirkulatsiooniga küttesüsteemides. Eesmärgid on järgmised: sellise kallakukonstruktsiooni korral liiguvad õhumullid mööda veevoolu, kinni tõmmates tsirkulatsioonipumba rõhu, s.o. õhumullide vastuvoolu liikumine, mis on tavaline loodusliku ringlusega süsteemides, ei ole võimalik. Selle tulemusel ei asu küttesüsteemi kõrgeim punkt peamisel püstikul, vaid kõige kaugemal. Teie ülesandeks on seda meetodit kasutada või mitte. Olemasoleva küttesüsteemi muutmine on seetõttu keeruline ning uue süsteemi rajamine sellel pole täiesti mugav, kuna on olemas lihtsamaid viise;
3. Toru viimine paisupaagiga ülevoolutorustikust ja selle sisestamine tagasivoolutorusse tsirkulatsioonipumba lähedal, imitoru ette. Sellise olemasoleva küttesüsteemi rekonstrueerimisega saavutame optimaalsed tingimused pumba sunnitud tsirkulatsiooni toimimiseks;
4. See meetod ei sobi kõigi pumbamudelite jaoks – tsirkulatsioonipumba ühendamine gaasijuhtme toitesektsiooniga, otse paisupaagi sisenemispunkti taga. Väliselt näib olemasoleva küttesüsteemi selline modifitseerimine lihtne, kuid jahutusvedeliku temperatuur on selles küttekontuuri osas eriti kõrge – veenduge enne, et see pump saaks sellistele ebasoodsatele töötingimustele tõesti vastu..

Olles otsustanud pumba paigaldamise koha, jätkame paigaldamist ise. Teil on vaja jämedat filtrit, tagasilöögiklappi (suletud süsteemide jaoks rõhu all), möödavoolu ja mutrivõtmeid (19 kuni 36 mm) – kõiki elemente pumba keermestatud läbimõõdu jaoks. Põhitorul, sisselõigatud ümbersõidu sisse- ja väljalaskeava vahel, on vaja paigaldada sulgeventiil piki selle läbimõõtu. See on eriti mugav, kui valitud pumbamudelis on eemaldatavad niidid, vastasel juhul peate need eraldi ostma.

Küttesüsteemides kasutatav ümbersõit on torujuhtme väike osa, mis on paigaldatud paralleelselt sulgemis- ja juhtventiilidega, selle ülesandeks on elektrikatkestuse ja pumba rikke korral küttesüsteemi loodusliku ringluse lülitamine. Kütteseadmete normaalseks tööks peab möödavoolutoru läbimõõt olema võrdne tõusutoru läbimõõduga, millesse see lõikab.

Seadmete paigaldamise ümbersõidule jahutusvedeliku suunas: filter, tagasilöögiklapp (vajadusel) ja tsirkulatsioonipump. Ümbersõidu sisselaskeavad tõusutorusse peaksid toimuma sulgurite kaudu – kui süsteem lülitatakse looduslikku ringlusse ja möödasõidul asuvate seadmete rikke korral on need kraanid kinni, möödavoolu all olev sulgurkraan avaneb.

“Märja” pumba tõhusaks tööks ja õhu kogunemise vältimiseks paigaldatakse möödaviik rangelt horisontaalselt. Igaks juhuks võib möödavoolule paigaldatud seadmete seas paigaldada automaatse õhuava – ükskõik kuhu, mitte tähtsasse kohta, vaid püstisesse asendisse. Automaatse õhutusventilatsiooni eelised klassikalise Mayevsky kraani ees, mis on varustatud mõne kütteradiaatoriga – selle seadme vabastamine ja hilisem seiskamine toimub automaatselt ning Mayevsky disainventiil tuleb lahti keerata ja käsitsi alla keerata..