Circulatiepompen voor verwarmingssystemen

In dit artikel: De geschiedenis van circulatiepompen apparaat en werkingsprincipe; soorten pompen voor verwarming; hoe een circulatiepomp te kiezen; waar en hoe de pomp voor verwarming te installeren.

Als de totale oppervlakte van het verwarmde pand honderden vierkante meters is en als deze meters meerdere verdiepingen beslaan, is klassieke verwarming op basis van de natuurlijke circulatie van het koelmiddel niet voldoende. En dit is niet verrassend – de druk in systemen met natuurlijke circulatie is niet hoger dan 0,6 MPa. Er zijn maar twee manieren om de druk te verhogen en de circulatie van water in dergelijke verwarmingssystemen te verbeteren – om een ​​gesloten systeem te bouwen met leidingen met een grote diameter of om er een circulatiepomp in te introduceren. Buizen met een grote diameter zullen niet goedkoop zijn, dus de beste oplossing voor het verwarmen van ruimtes van 100-150 m² – circulatiepomp.

Warmtepompen – geschiedenis

Een eeuw geleden probeerden ingenieurs het probleem van de circulatie van het koelmiddel in waterverwarmingssystemen op te lossen, door deze taak op de een of andere manier toe te vertrouwen aan een pomp met een elektromotor. Maar de elektromotoren die aan het begin van de 20e eeuw bestonden, hadden open contacten, het binnendringen van water leidde tot onmiddellijke ongevallen.

In de jaren 1920 creëerde de Duitse ingenieur Gottlob Bauknecht, die het bedrijf Bauknecht oprichtte, de eerste hermetisch afgesloten elektromotor. Een paar jaar later creëerde Wilhelm Oplander, eigenaar en oprichter van Wilo, een circulatiepomp die gebruik maakte van een Bauknecht-elektromotor. In de “droge” Oplender-pomp werd de aandrijving van de motor naar het axiale wiel dat in de pijpbocht was geïnstalleerd uitgevoerd door een as die was afgedicht met pakkingbusafdichtingen. Wilhelm Oplender noemde zijn circulatiepomp “circulatieversneller”, van 1929 tot 1955 werden pompen van dit ontwerp geproduceerd en gebruikt in verwarmingssystemen in Europa en de Verenigde Staten overal.

Het belangrijkste nadeel van de Opleder-circulatiepomp was de pakkingbusafdichting, die snel slijt bij de kleinste onregelmatigheden op het asoppervlak, en het materiaal van de pakkingbus was niet bijzonder sterk. Regelmatige veranderingen van de stopbuspakking waren vereist, het asoppervlak moest periodiek worden geslepen en gepolijst.

70 jaar geleden werd de eerste “natte” circulatiepomp gemaakt – deze werd uitgevonden door Karl Rutchi, een Zwitserse ingenieur en oprichter van Rutschi pumpen AG. De elektromotor in de Ryutchi-pomp was op een knie gemonteerd, waardoor water werd gepompt, en werd betrouwbaar afgedicht. In dit geval kreeg water de rol van smeermiddel.

Later werd de knie waarlangs de koelvloeistof passeerde vervangen door een “slak”; vanaf dat moment wordt de “slak” gebruikt in het ontwerp van elke moderne pomp voor verwarmingssystemen.

Apparaat en werkingsprincipe

Circulatiepompen hebben een smalle specialisatie – ze zijn ontworpen voor geforceerde circulatie van de warmtedrager (water) in gesloten verwarmingssystemen. In hun structuur lijken ze op drainagepompen: een lichaam gemaakt van roestvrij staal of legeringen (staal, gietijzer, aluminium, messing of brons); stalen of keramische rotor; de rotoras is uitgerust met een waaier-waaier; rotormotor.

Wordt geïnstalleerd in het verwarmingssysteem, zuigt de pomp water van de ene kant aan en pompt het in de pijpleiding aan de andere kant vanwege de middelpuntvliedende kracht die voortvloeit uit de rotatie van de waaier – er treedt een vacuüm op in de inlaatleiding en compressie op de uitlaatleiding. Bij gelijkmatige pompwerking verandert het koelvloeistofpeil in het expansievat niet, d.w.z. het zal niet mogelijk zijn om de druk in het verwarmingssysteem ermee te verhogen – er is een boosterpomp nodig om deze taak te voltooien. De taak van de circulatiepomp is om het koelmiddel te helpen bij het overwinnen van de weerstand die ontstaat in bepaalde secties van verwarmingssystemen.

Soorten circulatiepompen

In principe zijn verwarmingspompen onderverdeeld in twee typen – “droog” en “nat”.

In constructies van het eerste type komt de rotor niet in contact met het verpompte water, het werkende deel is gescheiden van de elektromotor door O-ringen die meestal gemaakt zijn van koolstofagglomeraat, minder vaak van roestvrij staal of keramiek, aluminiumoxide of wolfraamcarbide (het materiaal van de eindafdichting hangt af van het type koelmiddel). Bij het starten van de pompmotor roteren de O-ringen ten opzichte van elkaar – tussen de gepolijste en zorgvuldig aangebrachte ringen zit een dunne laag waterfilm, die de verbinding afdicht door het drukverschil in de externe atmosfeer en in het verwarmingssysteem (de druk is hoger in het verwarmingssysteem). De veer duwt de ene afdichtring naar de andere, tijdens het gebruik slijten de ringen en passen ze zichzelf aan elkaar aan, hun levensduur is minimaal 3 jaar – ze zijn effectiever dan de stopbuspakking, die constant moet worden gesmeerd en gekoeld. Het rendement van circulatiepompen met een droge rotor is tot 80%. In vergelijking met “natte” pompen maken droge rotorpompen veel lawaai tijdens het gebruik, daarom worden ze geïnstalleerd in een aparte ruimte met een goede geluidsisolatie..

Wanneer u pompen met een droge rotor met mechanische afdichtingen gebruikt, moet u zorgvuldig de aanwezigheid van zwevende stoffen in het verpompte water en de mate van stoffigheid in de lucht in de ruimte waar de pomp is geïnstalleerd, controleren. De werking van een “droge” pomp veroorzaakt luchtturbulentie die stofdeeltjes aantrekt – stofdeeltjes en zwevende materie in de koelvloeistof kunnen de oppervlakken van de afdichtringen beschadigen en hun dichtheid verminderen.

Ongeacht het type afdichting, of het nu een pakkingbus of een glijdende mechanische afdichting is, bij het gebruik van een “droge” pomp worden ze vernietigd, dus hebben ze de aanwezigheid van vloeistof nodig voor de rol van een smeermiddel – bij afwezigheid hiervan is vernietiging van de mechanische afdichting onvermijdelijk.

“Droge” pompen zijn onderverdeeld in drie typen: horizontaal (console), verticaal en blok. Voor pompen van het eerste type bevindt de aanzuigaftakleiding zich aan de eindzijde van het “slakkenhuis” en de afvoeraftakleiding bevindt zich radiaal op het lichaam. De elektromotor van de consolepompen is horizontaal gemonteerd.

Verticale pompen (in-line) zijn uitgerust met dezelfde boringsproeiers langs dezelfde as. De locatie van de elektromotor bij het ontwerp van dergelijke pompen is verticaal.

Het koelmiddel komt de blokpomp binnen in de richting van de as, het wordt vrijgegeven in de radiale richting.

“Natte” verwarmingspompen onderscheiden zich van droge pompen doordat de waaier qua ontwerp samen met de rotor in het koelmiddel wordt ondergedompeld, terwijl het koelmiddel de functies van smering en koeling van de draaiende motor vervult. Een metalen kom die de rotor en de stator scheidt, waarvan het materiaal roestvrij staal is, zorgt voor de dichtheid van dat deel van de elektrische motor dat wordt bekrachtigd. De rotor van een “natte” pomp voor verwarmingssystemen is gemaakt van keramiek, lagers zijn van keramiek of grafiet, de behuizing is meestal gietijzer – voor verwarmingssystemen zijn “natte” circulatiepompen in een messing of bronzen behuizing geschikter. Vergeleken met “droge” pompen zijn “natte” pompen minder luidruchtig, vergen ze jarenlang geen onderhoud en zijn ze gemakkelijker te repareren en af ​​te stellen. Maar hun belangrijkste en significante nadeel is hun lage efficiëntie, niet meer dan 50%. De reden voor de lage prestatie van “natte” pompen is te wijten aan het feit dat het praktisch onmogelijk zal zijn om de huls tussen de stator en het koelmiddel af te dichten met een grotere rotordiameter. Juist vanwege het lage rendement worden pompen van het “natte” type voor het grootste deel gebruikt om de circulatie in verwarmingssystemen van korte lengte te verbeteren, d.w.z. bij huishoudelijke verwarming.

Moderne “natte” circulatiepompen zijn modulair opgebouwd. Er zijn vijf van dergelijke modellen: pomphuis; elektromotor met stator; doos met aansluitblokken; Werkend wiel; een patroon met een rotor en een as met lagers. Een enkele cartridge-eenheid maakt het eenvoudig om lucht die zich tijdens het opstarten in het pomphuis heeft opgehoopt, te verwijderen en het modulaire ontwerp zelf vergemakkelijkt reparatiewerkzaamheden – u hoeft alleen de defecte module te vervangen door een nieuwe.

Dienovereenkomstig zijn de capaciteit, “natte” pompen voor verwarming uitgerust met een- en driefasige elektromotoren. De pompen zijn bevestigd aan de pijpleiding van het verwarmingssysteem met een schroefdraad- of flensverbinding – het type hangt af van de capaciteit van de pomp.

Omdat water in pompen met een natte rotor de rol van smeermiddel speelt, moet water constant naar de lagers stromen via de huls die het koelmiddel en de stator scheidt. De enige manier om de lagers van voldoende smering te voorzien, is een strikt horizontale positie van de as – elke andere positie van de as zal een storing in de pomp veroorzaken en zal spoedig onbruikbaar worden..

Verwarmingspompen – hoe ze te kiezen

Laten we eerst eens berekenen hoeveel van de koelvloeistof per minuut door de ketel gaat. De meeste fabrikanten van verwarmingsketels raden aan om een ​​eenvoudige berekeningsmethode te gebruiken – door het ketelvermogen gelijk te stellen aan het waterdebiet, d.w.z. bij een vermogen van 30 kW gaat er 30 liter water per minuut door de ketel. Bij het berekenen van het debiet van het koelmiddel in relatie tot een bepaald gedeelte van de circulatiering, gebruiken we dezelfde methode: we kennen het vermogen van de verwarmingsradiatoren en dienovereenkomstig wordt de waterstroom berekend.

De volgende stap is om het debiet van het koelmiddel in de pijpleiding te berekenen op basis van de diameter van de pijpen waaruit het is opgebouwd:

• in buizen met een diameter? inch het waterdebiet is 5,7 l / min;
• in buizen met een diameter? inch zal het waterdebiet 15 l / min zijn;
• in leidingen met een diameter van 1 inch is het waterverbruik 30 l / min;
• in buizen met een diameter van 1? inch zal het waterdebiet 53 l / min zijn;
• met een buisdiameter van 1? inch het waterverbruik is 83 l / min;
• met een buisdiameter van 2 inch is de waterstroom 170 l / min;
• met een buisdiameter van 2? inch, is het waterverbruik 320 l / min.

De bewegingssnelheid van het koelmiddel wordt genomen als 1,5 m per seconde – in de regel is dit een voldoende snelheid voor water in verwarmingssystemen.

Laten we het vermogen van de pomp voor verwarming berekenen op basis van het feit dat een opvoerhoogte van 0,6 m nodig is voor een stuk van tien meter van de pijpleiding – dienovereenkomstig is voor een verwarmingssysteem van honderd meter een pomp nodig die een opvoerhoogte van 6 meter creëert. Afhankelijk van de verkregen resultaten, moet de pomp worden geselecteerd.

Als uw verwarmingssysteem leidingen gebruikt met een kleinere diameter dan hierboven vermeld, moet u het ingestelde pompvermogen verhogen, aangezien de hydraulische weerstand daarin hoger zal zijn. En omgekeerd – met een grotere diameter van leidingen is een circulatiepomp met minder vermogen vereist.

De bovenstaande berekening van pompkarakteristieken voor verwarmingssystemen is nogal willekeurig en eenvoudig – als een berekening vereist is voor een verwarmingssysteem met een lange lengte en een complexe constructie, dan zou het het meest correct zijn om contact op te nemen met een specialist op het gebied van verwarmingstechnologie. U kunt niet zelfstandig rekenen voor een complex verwarmingssysteem met meerdere niveaus! Maar als u toch besluit om het te proberen, wordt de berekeningsformule gegeven in SNiP 2.04.05-91 *.

Circulatiepomp met minimale kenmerken – vermogen 30 W, maximale opvoerhoogte 2 m, waterstroom 2 m³/ h, met een inch-aansluiting – kost gemiddeld 4300 roebel. De grootste leveranciers van huishoudelijke en industriële pompen voor verwarmingssystemen op de Russische markt zijn de Italiaanse “DAB”, “Lowara”, “Ebara” en “Pedrollo”, “Grundfos” (Denemarken), “Wilo” (Duitsland). Russische fabrikanten produceren in de regel industriële pompen, er zijn geen huishoudelijke circulatiepompen in hun productlijn.

Houd er rekening mee dat u geen pomp kunt kiezen die 100% geschikt is – elk verwarmingssysteem heeft zijn eigen kenmerken en de pompen zijn een in serie geproduceerde eenheid met gemiddelde parameters. De keuze voor een pompmodel met een te hoog vermogen dan echt nodig is, zal tijdens het bedrijf geluid in de leidingen veroorzaken. Daarom is het de moeite waard om het pompmodel te kiezen dat verschillende instelbare bedrijfsmodi heeft en empirisch de modus in te stellen waarin de pomp het meest efficiënt werkt. Het is correct om een ​​pomp te kiezen waarvan het vermogen het vereiste voor dit verwarmingssysteem met 5-10% overschrijdt.

Locatieselectie en installatie van de circulatiepomp

De “natte” pomp kan zowel in de retour- als in de aanvoerleiding worden geïnstalleerd. De populariteit van de installatie op de retourleiding hangt samen met de oude pompmodellen – ze werden alleen op de retourleiding geïnstalleerd, omdat de passage van kouder water erdoorheen verlengde de levensduur van de pakkingbus, rotor en lagers.

Tijdens de werking van de pomp worden verschillende drukken gecreëerd in de pijpleiding vóór het expansievat en in de pijpleiding erachter: in het eerste geval compressie, in het tweede vacuüm. De statische druk die het expansievat creëert, heeft invloed op de werking van het verwarmingssysteem met circulatiepomp. Houd er rekening mee dat de hydrostatische druk in de pompopvoerzone hoger zal zijn dan de normale (in rust) waterdruk. Aan de andere kant, in dat deel van het verwarmingssysteem van waaruit de pomp het koelmiddel aanzuigt, wordt de druk verlaagd, het niveau kan niet alleen dalen tot atmosferisch, maar ook tot een vacuüm leiden. Door drukverschillen in het verwarmingssysteem kan water gaan koken en kan lucht worden vrijgelaten of aangezogen..

De circulatie van het koelmiddel in het verwarmingssysteem zal niet worden verstoord als bij de constructie rekening wordt gehouden met één voorwaarde – op elk punt in de aanzuigzone mag de hydrostatische druk alleen te hoog zijn. Naleving kan op de volgende manieren worden bereikt:

1. Breng het expansievat 0,8 m boven het hoogste punt van de verwarmingsbuis omhoog. Deze methode is de eenvoudigste als het verwarmingssysteem wordt veranderd van natuurlijke circulatie naar geforceerde circulatie, maar de implementatie ervan is alleen mogelijk met een voldoende hoogte van de zolderkamer en het zal nodig zijn om het expansievat goed te isoleren;
2. Plaats het expansievat bovenaan de leiding om het bovenste gedeelte van het verwarmingssysteem in de pompuitlaatruimte te brengen. Moderne verwarmingssystemen (deze techniek is voor hen toepasbaar), van tevoren ontworpen voor geforceerde circulatie, worden gebouwd met een pijpleidinghelling “naar de ketel”, en niet “daaruit”, zoals in verwarmingssystemen met natuurlijke circulatie. De doelen zijn als volgt: bij een dergelijke hellingconstructie zullen luchtbellen langs de waterstroom bewegen, weggevoerd door de druk van de circulatiepomp, d.w.z. de tegenstroombeweging voor luchtbellen, die gebruikelijk is in natuurlijke circulatiesystemen, zal niet mogelijk zijn. Als gevolg hiervan bevindt het hoogste punt van het verwarmingssysteem zich niet op de hoofdverhoger, maar op het verst. Het is aan jou om deze methode al dan niet te gebruiken, maar het wijzigen van het bestaande verwarmingssysteem zal moeilijk zijn, en het bouwen van een nieuw systeem op basis daarvan is niet helemaal handig, omdat er eenvoudiger manieren zijn;
3. Overdracht van de buis met een expansievat van de aanvoerstijgbuis en het inbrengen in de retourleiding, niet ver van de circulatiepomp, voor de aanzuigleiding. Met een dergelijke reconstructie van het bestaande verwarmingssysteem zullen we optimale omstandigheden verkrijgen voor de werking van geforceerde pompcirculatie;
4. Deze methode is niet geschikt voor alle pompmodellen – de circulatiepomp aansluiten op het toevoergedeelte van de pijpleiding, direct achter het ingangspunt van het expansievat. Uiterlijk ziet een dergelijke aanpassing van het bestaande verwarmingssysteem er eenvoudig uit, maar de temperatuur van het koelmiddel in dit gedeelte van het verwarmingscircuit zal bijzonder hoog zijn – zorg ervoor dat dit pompmodel echt bestand is tegen dergelijke ongunstige bedrijfsomstandigheden.

Nadat we de plaats van installatie van de pomp hebben bepaald, gaan we verder met de installatie zelf. Je hebt een grof filter nodig, een terugslagklep (voor gesloten systemen onder druk), een bypass en sleutels (van 19 tot 36 mm) – alle elementen voor de schroefdraaddiameter van de pomp. Op de hoofdleiding, tussen de inlaat en uitlaat van de ingeschakelde bypass, is het noodzakelijk om een ​​afsluitklep langs zijn diameter te installeren. Het is vooral handig als het geselecteerde pompmodel afneembare schroefdraden heeft, anders moet u ze apart kopen.

Een bypass die in verwarmingssystemen wordt gebruikt, is een klein gedeelte van de pijpleiding die parallel is geïnstalleerd aan afsluit- en regelkleppen.Het heeft als taak het verwarmingssysteem om te schakelen naar natuurlijke circulatie in het geval van een stroomstoring en pompstoring. Voor normale werking van verwarmingsapparaten moet de diameter van de bypass-buis gelijk zijn aan de diameter van de stijgbuis waarin deze snijdt.

De procedure voor het installeren van apparaten op de bypass, in de richting van de koelvloeistof: filter, terugslagklep (indien nodig) en circulatiepomp. De bypass-inlaten in de stijgleiding moeten via de afsluiters worden uitgevoerd – wanneer het systeem wordt overgeschakeld naar natuurlijke circulatie en in het geval van storingen van de apparaten op de bypass, worden deze kleppen gesloten, gaat de afsluiter onder de bypass open.

Voor een efficiënte werking van de “natte” pomp en om ophoping van lucht te voorkomen, wordt de bypass strikt horizontaal geïnstalleerd. Voor het geval dat onder de apparaten die op de bypass zijn geïnstalleerd, een automatische ontluchter kan worden geïnstalleerd – op elke plaats, niet belangrijk, maar in een rechtopstaande positie. De voordelen van een automatische ontluchter ten opzichte van de klassieke Mayevsky-kraan, die zijn uitgerust met enkele verwarmingsradiatoren – de vrijgave en daaropvolgende uitschakeling van dit apparaat is automatisch en de Mayevsky-ontwerpklep moet handmatig worden losgeschroefd en vastgeschroefd.

Vergelijkbare inzendingen:

1. Overzicht circulatiepompen Wat moet u weten over pompen voor gesloten verwarmings- en sanitaire systemen? Hoe werkt een huiscirculatiepomp met “natte rotor”? In deze review zullen we de technische kenmerken en kenmerken van het...
2. Inductieketel is de beste bron van elektrische warmte voor verwarmingssystemen In dit artikel: De geschiedenis van het maken van inductieketels; het werkingsprincipe en het apparaat van de ketel; voor- en nadelen van inductieketels; hoe een ketel in een gesloten verwarmingssysteem te...
3. Ontwerp en installatie van watervoorziening en verwarmingssystemen voor een huis gemaakt van metalen polymeerbuizen Metaal-polymeerbuizen vervangen in toenemende mate metalen buizen bij de constructie en reparatie van watervoorziening en verwarmingssystemen voor privéwoningen. In dit artikel zullen we de wettelijke vereisten van staatsnormen delen, praten over...
4. Ontwerp en installatie van watervoorziening en verwarmingssystemen voor een huis gemaakt van koperen leidingen Koperen buizen hebben unieke prestatie-eigenschappen en zijn nog steeds de beste optie voor het leggen van interne communicatie in huis. In dit materiaal zullen we de principes en regels overwegen voor...

Meer lezen  Ventilatie in toilet en badkamer: hoe maak je een geforceerde trek