Разгонять дальше или уже тормозить: на какой скорости должен работать насос отопления?


Принцип работы насоса

В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.

Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.

Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса , вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.

С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.

В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности – в дозировочных насосах и насосах высокого давления.


Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.

На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.

Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.

Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении

Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).

Основное применение – выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.

Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.


Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.

При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.

Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.


При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)

Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200. 400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.

Применяются в пищевой и химической промышленности.

Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.

Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.

Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разряжение на всасывании.

Что происходит дальше видно на картинке.

Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).

Преимущество – простота конструкции.

Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.

Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.


Разгонять дальше или уже тормозить: на какой скорости должен работать насос отопления?

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).

При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.


Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.

Преимущества винтовых насосов:

– самовсасывание (до 7. 9 метров),

– бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,

– возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,

– возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.


При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.

Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.


Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.

Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны

Разгонять дальше или уже тормозить: на какой скорости должен работать насос отопления?

Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).

Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)


Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов – износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.

Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм. По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.

(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

Насосы этого типа применяются:

– на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,

– в системах гидравлики,

– в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.

Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).


для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды – водоструйными насосами.

Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением – инжекторами.

Принцип работы гидротаранного насоса:

По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.

Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.

Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

Каждый насос состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости) расположенных со смещением в 180° друг относительно друга. Одна спираль неподвижна, а другая крутится двигателем.


Подвижная спираль совершает орбитальное вращение, что приводит к последовательному уменьшению газовых полостей, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.

Спиральные вакуумные насосы относятся к категории «сухих» форвакуумных насосов, в которых не используются вакуумные масла для уплотнения сопряженных деталей (нет трения – не нужно масло).

Одной из сфер применения данного вида насосов являются ускорители частиц и синхротроны, что само по себе уже говорит о качестве создаваемого вакуума.

Какую ставить скорость на насосе отопления при малой мощности котла

Регулировка мощности циркуляционного насоса, как правило, проводится с целью повысить или, наоборот, снизить его производительность. Чем выше его скорость, тем быстрее горячая вода проходит по трубам и тем больше тепла она отдаёт. В свою очередь, чем она ниже, тем медленнее жидкость проходит по системе, быстрее остывает и соответственно теплоотдача будет меньше.

Фото 2

Минимальную мощность отопительного оборудования устанавливают преимущественно весной. В это время на улице уже довольно тепло, но сам дом прогревается недостаточно и есть необходимость в небольшом подогреве помещения.

Скоростные режимы насосов могут отличаться в зависимости от модели и комплектации. В среднем минимальный показатель составляет 30—35 л/мин, максимальный — 80—90 л/мин.

Для чего нужно проверять настройки

Чтобы удостовериться в максимальной производительности прибора перед началом эксплуатации рекомендуется проверить его настройки. Делается это, как правило, по двум параметрам.

Шумоизоляция. Существует несколько причин, по которым отопительный прибор может издавать сильный шум:

  • неправильный монтаж;
  • воздух в трубах;
  • перепады напряжения;
  • неисправность устройства.

Фото 3

Чтобы избежать этих проблем установку лучше доверить мастеру, который проведёт комплексную диагностику, убедится в правильности монтажа и функциональности аппарата.

Равномерный обогрев. Главной причиной неравномерного обогрева радиаторов является недостаточная мощность. Невысокая скорость способствует быстрому остыванию воды, в результате чего тепло просто не доходит в конец системы.

К аналогичной проблеме приводит также завоздушенность или неправильно подобранный режим терморегулятора. Может повлиять на производительность прибора и неправильный монтаж. Особенно это касается алюминиевых и биметаллических батарей, которые должны быть установлены максимально ровно.

Как должны работать циркуляционные насосы с электронным управлением

Модели с электронным типом отопления имеют два вида регулировки скорости: ручной и автоматический. Ручное регулирование подразумевает установку мощности прибора на нужном уровне. Корректировка перепадов давления при этом не осуществляется.

Фото 4

Фото 1. Схема управления циркуляционным насосом DAB EVOSTA с электронным регулированием. Выбор режима работы делается одной кнопкой.

В случае с автоматической регулировкой снижение или увеличение скорости осуществляется самой системой и напрямую зависит от температуры в трубопроводе. Автопилот сам определяет оптимальный уровень работоспособности и при необходимости снижает энергопотребление, не уменьшая при этом производительности.

Важно! Автоматическое снижение скорости насоса возможно только после гидравлической балансировки системы.

Перепад температуры на улице — повод включить другую скорость

Наличие нескольких режимов в насосе отопления позволит корректировать уровень обогрева в том или ином помещении. Эта функция важна при резком перепаде температуры на улице. В таком случае прибор можно вручную перевести на необходимую мощность или же включить автопилот, и система сама подстроится под нужную температуру.

   От скорости насоса напрямую зависит теплообмен в теплообменниках котла и в отопительных приборах (чем выше скорость насоса, тем лучше идет теплоотдача). Поэтому все производители рекомендуют работу на III скорости. Иногда возможен переход на II скорость (если заузили диаметры и появляется характерный шум журчащей воды), но, в общем-то работа на заниженных скоростях не желательна, так как возможен перегрев первичного теплообменника. К тому же, снижая скорость насоса, мы можем искуственно получить ситуацию «слабая циркуляция», которая характерна для систем отопления с большой потерей напора. То есть, из-за того, чт орасход теплоносителя через теплообменник котла уменьшается ,котел способен быстрее «прогреть» эту воду. На практике получается, что котел включился, быстро достиг нужной температуры подачи и выключился, а следующее включение — только через 3 минуты. Таким образом, котел не успевает выйти на модуляцию, ведь для модуляции котлу нужно проработать непрерывно около 10 минут.

Когда автоматику нужно перенастраивать?

Есть разные причины, по которым насос может не обеспечивать необходимого значения. Кратко перечислим наиболее распространенные:

  • оборудование работает при большой глубине всасывания, не может добиться подачи воды нужной силы;
  • износ рабочего колеса помпы, не может нагнать воду до нужной силы;
  • повышенный износ уплотнительных сальников, подсос воздуха;
  • необходимость подать воду с большим напором в многоэтажный дом или высоко расположенную накопительную емкость;
  • потребляющим воду механизмам требуется большее давление.

В этих и других схожих случаях потребуется изменение выставленных на заводе настроек.

Подготовка к процессу

Прежде, чем проводить регулировку, следует устранить возможные неполадки, которые могли нарушить работу насосной станции. А также выполнить регламентные меры по обслуживанию насоса и аккумулирующего бака.

Следует посмотреть герметичность всасывающего патрубка, заменить изношенные сальники, сальниковую набивку, сантехническую подмотку на резьбовых соединениях. В благоприятных условиях, помпе будет легче добиться заданного напора.

Проверить напор воздуха в воздушной камере расширителя. Накачано должно быть с таким же давлением или слабее на 10 %, как установленное для пуска помпы. Если будет меняться нижнее давление в ходе регулирования, то накачать с учетом нового значения.

Подкачивать воздух в расширитель нужно при отсутствии давления в водопроводе. Для чего следует обесточить помпу и слить воду через любой вентиль. Не закрывая вентиля, проверить, с какой силой накачан воздух в расширитель и накачать с учетом нового значения. При добавлении воздуха из водопровода будет выливаться часть воды — это допустимо. Накачать можно любым автомобильным насосом.

Выполнив техническое обслуживание станции и поправив давление воздуха в расширителе, можно перейти к перестройке регулировок.

Какие характеристики следует менять?

foto18707-3Простой блок управления имеет две изменяемые характеристики:

  1. Первая, давление запуска помпы (Р), это нижняя граница, при которой запускается помпа.
  2. Вторая, это дельта (ΔР) давления между точкой пуска и верхней отсечкой, при которой помпа останавливается.

Следует отметить особенность всех механических реле. Если перестроить нижнюю границу пуска, то верхняя граница тоже перестроится на такую же величину. Вот пример, при 1,5 атмосферах пуска и 3,0 остановки, повышая силу пуска помпы  до 2,0 атм., повысится верхняя отсечка до 3,5 атм.

Однако, при перестройке дельты (ΔР), устанавливая давление отключения помпы, сила пуска помпы останется прежней.

Пример: при 1,5 атм. и 3,0 атм., ΔР равняется 1,5 атм. Уменьшив ΔР до 1,0 атм., верхняя отсечка станет 2,5 атм. Точка запуска останется прежней, 1,5 атм.

Зная эту особенность реле, при перестройке верхней отсечки помпы, достаточно регулировки ΔР, то есть выполнить 1 переделку.

А вот при перестройке нижней границы давления на пуск, поменяется верхняя отсечка остановки. Возможно, ее придется тоже откорректировать. То есть надо выполнить 2 настройки.

При изменении регулировок, следует знать, что отсечка помпы, должна быть ниже на 0,3 – 0,5 бара максимального уровня напора, который может создать помпа. Этот уровень напора обязательно написан в руководстве (инструкции) к насосу.

Например, при максимальном напоре в 55 метров, которого может достичь помпа, отсечка должна быть не выше 5,0 – 5,2 бара. Иначе помпа будет длительное время работать не выключаясь, пытаясь достигнуть максимального заданного уровня. Это приведет к ее преждевременному износу и повышенному расходу электроэнергии.

Величина ΔР влияет еще на один параметр – как часто насос будет включаться. Чем выше дельта, тем реже помпа будет запускаться, дольше прослужит.

Но слишком большую разницу устанавливать тоже не стоит, иначе помпа будет дольше качать, после прекращения разбора воды, пока не сможет поднять напор до заданного уровня. К тому же, пользоваться водой из крана, при высоком напоре, не удобно.

Ниже приведена таблица для возможных ситуаций, требующих регулировки регулятора, и какие пружины следует перенастроить:

Ситуация Регулируемые точки Вариант переделки
Помпа долго работает не останавливаясь Следует изменить верхнюю отсечку остановки помпы 1-й: понизить ΔР (точка пуска сохранится), насос станет включаться чаще
2-й: понизить Р, отсечка тоже понизится
Вода слабо льется из крана Следует поднять давление пуска, сохранить давление отключения Сжать пружину Р, ослабить пружину ΔР, вернув прежнее значение
Сделать больше общий напор Следует повысить давление включения Сжать пружину Р, отсечка так же станет выше, может понадобиться ее уменьшить
Сделать меньше общий напор Следует снизить давление пуска Ослабить пружину Р, верхняя отсечка так же понизится
Насос часто запускается, надо сделать реже Следует повысить давление отключения Сжать пружину ΔР, не допуская превышения максимального напора (95% от напора насоса)

Последствия не проведения необходимой регулировки

Если насос работает в диапазоне режимов, рекомендованных инструкцией, то никаких серьезных последствий для него не будет. Пользователи лишь могут испытывать определенные неудобства из-за слишком высокого или низкого напора.

Если станция работает за пределами установленных рекомендаций, например, длительно не отключается или очень часто включается — в этом случае станция испытывает повышенные нагрузки, которые приведут к преждевременному износу крыльчатки, электротехнической части установки. Насос мало прослужит и преждевременно сломается.

Заключение

Перенастройку блока управления вполне по силам сделать самостоятельно. Для этого не нужны специальные инструменты. Если установка стала работать в нестандартном режиме, то в некоторых случаях перестройка реле обязательна.

В случае не уверенности в собственных умениях, надо пригласить мастера. Но его действия уже будут понятны для владельца станции, после прочтения этой статьи.


Использованные источники

  1. lucheeotoplenie.ru/tipy-otopleniya/vodyanoe/printsip-raboty-vodyanogo-nasosa.html
  2. ogon.guru/otoplenie/komponenti-sistemi/nasos/na-kakoy-skorosti.html
  3. teplo-faq.net/issledovanie-nastennyx-kotlov/2-gazovye/840-dobryj-den-proizvoditel-kotlov-ukazyvaet-v-instrukczii-chto-nasos-imeet-3-skorosti-i-rekomenduet-ne-menyat-zavodskie-ustanovki-podskazhiet-na-chto-v
  4. forum.abok.ru/index.php?showtopic=71153
  5. o-vode.net/vodosnabzhenie/davlenie/rele/nastrojka

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.