Čerpací zařízení zaujímá důležité místo v organizaci vodovodních a topných systémů. Tato technika na základní úrovni zajišťuje čerpání kapaliny ze zdroje do místa spotřeby. S optimalizací a racionalizací procesů dopravy kapalných médií byl však vyčleněn úkol udržet dostatečnou rychlost pohybu v dopravním okruhu. Svým provedením se řídí zařízení oběhového čerpadla na bázi elektromotoru s rotorem
Design jednotky
Těleso je převážně vyrobeno na bázi monobloku, což zvyšuje stupeň těsnosti, ale také snižuje možnost oprav. Provoz hydraulické infrastruktury zajišťuje elektromotor s výstupem pro připojení do sítě (některá provedení umožňují oboustranný kabelový vstup). Mimochodem, v moderním zařízeníVodní oběhové čerpadlo je vybaveno širokou škálou elektrických ochran, včetně adaptérů s proměnnou rychlostí zátěže, bezpečnostního bloku a systému automatického vypínání.
Základ čerpadla dále zahrnuje stator, oběžné kolo, hřídel, přírubové součásti, svorkovnici, potrubí pro připojení podvodních komunikací atd. Na této pracovní skupině je založena většina čerpadel určených pro topné systémy. Zvláštní pozornost by měla být věnována pomocným zařízením oběhového čerpadla. Opravné operace jsou zpravidla spojeny s jejich výměnou. To platí zejména pro těsnění, axiální ložiska, zátky a izolační materiály. Tyto prvky mají různé provozní zdroje, ale v určitých časových intervalech se deformují nebo opotřebovávají a vyžadují obnovu.
Spolehlivost oběhového čerpadla a jeho součástí hodně závisí na kvalitě materiálů výroby. Tělo je často vyrobeno z litiny nebo slitiny oceli, i když některé modely používají pro snížení hmotnosti vysoce pevný plast. Tvarovky jsou vyrobeny z kompozitů, pryže (syntetické pryže), termoplastů a extrudovaného hliníku. V nejnovějších verzích čerpadel dochází k odmítnutí kovových třecích prvků ve prospěch keramických. Toto rozhodnutí ovlivňuje cenovku směrem nahoru, ale zvyšuje zdroj stejného ložiska.
Obecný princip fungování zařízení
Funkce oběhových čerpadel je odlišná v tom, že nejsou přímo zapojena do provozu nasávání a vracení vody. Minimálně tradiční konstrukce oběhového čerpadla pro vytápění je navržena tak, aby udržovala dostatečnou rychlost pohybu vody v okruhu působením oběžného kola. V místě instalace jednotky vystupuje kapalina pod vyšším tlakem, což ovlivňuje průtok. Jinými slovy, rychlostní režim na cestě k oběžnému kolu čerpadla je transformován zvýšením tlaku, což minimálně zajišťuje konstantní pohyb chladicí kapaliny.
Již bylo poznamenáno, že otopné systémy jsou cílem pro použití oběhového čerpadla. Lze je ale použít ve vodovodním systému? Stejně jako v topném okruhu může takové zařízení dobře sloužit jako stabilizátor tlaku a průtoku. Je však důležité vzít v úvahu, že funkce regulace tlaku v systémech vytápění a zásobování vodou se liší podle zatížení. Pokud je v prvním případě vyžadováno pouze udržení pohybu toku, pak plnohodnotná dodávka vody, například do druhého patra, vyžaduje mnohem více zdrojů, pro které není princip činnosti oběhového čerpadla vypočítané. Zařízení některých modelů umožňuje připojení expanzní nádrže (hydraulické nádrže), jejíž přítomnost může zvýšit tlakovou kapacitu, ale odstředivá samonasávací čerpadla zvládají úkoly zásobování vodou lépe.
A naopak, ne každé povrchové čerpadlo z odstředivé skupinylze integrovat do topného systému. Faktem je, že chladicí médium se vyznačuje nejen vysokou teplotou až 110 ° C, ale také přítomností nemrznoucích směsí. K servisu takových médií musí být zpočátku použity speciální žáruvzdorné trubky v topném systému a čerpadla s přijatelnými vlastnostmi vnitřních povrchů, které odlišují cirkulační instalace.
Provoz modelů s mokrým rotorem
V tomto případě je místo rotoru v zóně vnitřního proudění chladiva, to znamená, že prvek je v přímém kontaktu s obsluhovaným médiem. Klíčovým provozním účinkem této konfigurace je nepřímé mazání kapalinou nesenou jednotkou. Výsledkem je optimalizovaná konstrukce oběhového čerpadla s mokrým rotorem, které nemá speciální infrastrukturu pro mazání třecích částí motoru. Mezi vnější faktory použití takového zařízení lze zaznamenat nízkou hladinu hluku a snadnou údržbu.
Zjednodušení konstrukce čerpadla má však své stinné stránky. Výrobci například kladou přísné požadavky na umístění čerpadla. Jeho tělo musí být umístěno tak, aby rotor zaujímal přísně vodorovnou polohu, jinak zařízení selže. Také kvůli citlivosti náplně na znečištění zahrnuje zařízení „mokrého“oběhového čerpadla v některých verzích zavedení čisticího filtru na vstupní potrubí. To je způsobeno právě tím, že mazivochladicí kapalina může obsahovat malé pevné vměstky, které nepříznivě ovlivňují stav téhož rotoru při dlouhodobém provozu. Z toho plyne další negativní faktor - pokles produktivity až o 40 %. Z tohoto důvodu se modely s mokrým rotorem používají pouze v sítích s několika krátkými větvemi.
Provoz modelů se suchým rotorem
V této konfiguraci čerpadla je rotor izolován od proudu chladicí kapaliny pomocí těsnění a ucpávkových prvků. Úloha mazání pohyblivých částí je řešena samostatně pomocí technických olejů. Existují však také různé varianty zařízení a princip činnosti oběhového čerpadla se „suchým“rotorem:
- Modely konzoly. Ta má díky speciální spojce oddělit elektromotor a jeho pracovní infrastrukturu. Obě části jsou v různých blocích, ale na stejné úrovni, což vylučuje možnost jejich neparalelní interakce.
- Monoblokové konstrukce. Motor je také oddělen od pracovní části, ale vše je umístěno v jednom bloku, což usnadňuje instalaci a údržbu čerpadla.
- Inline konfigurace. Ve skutečnosti jde o modifikaci konzolového systému, ale s vylepšenou implementací spojovacího zařízení. K tomu se používá nejen spojka, ale také sada těsnících kroužků z keramiky nebo oceli. Prostřednictvím těchto kroužků je zajištěn vysoký stupeň těsnosti vodonosné části, což zvyšuje spolehlivost jednotky. Kromě toho zařízení oběhového čerpadla v konfiguraci Inline předpokládá lineárníumístění odchozích a přítokových potrubí. Pro srovnání, jiné verze modelů se suchým rotorem se vyznačují radiálním nebo kruhovým umístěním trysek pro podporu komunikace.
Obecně má izolace rotoru od chladicí kapaliny pozitivní efekt z hlediska výkonu (účinnost přes 70 %), proto se tato technika často používá při údržbě dlouhých topných sítí s vysokým výkonem. Toto je nejlepší řešení pro průmyslová zařízení, ale v domácí sféře je to spíše problematické a nepohodlné z hlediska údržby.
Výkon
Při hodnocení vlastností oběhového čerpadla byste se měli nejprve ujistit, že je v zásadě vhodné pro práci s cílovým kapalným médiem v konkrétním teplotním režimu. Jak již bylo zmíněno, takové zařízení vydrží od 90 do 110 ° C. Poté můžete přejít na konstrukční parametry, z nichž hlavní bude kromě rozměrů a konfigurace umístění motoru průměr závitového spojení. Například zařízení oběhového čerpadla Grundfos UPS-25/40 umožňuje připojení k potrubí s vnějším průměrem závitu 25 mm. Druhá číslice v označení dánské jednotky označuje sílu tlaku. V číselném vyjádření se jedná o 40 dm nebo 4 m vodního sloupce, které lze udržet při maximálním kapacitním využití. Tato hodnota by opět neměla být považována za hlavní provozní parametr, který bude dodávat vodu do dané výšky. Už to nenínež úroveň nárůstu v topné cirkulační síti. Pro srovnání, přetlakové modely pro vodovodní systémy jsou schopny v normálním provozním režimu zvednout kapalinu o 12-15 m. V rámci servisu topných okruhů mohou čerpadla s průměrem vstupní trubky 32 mm a dopravním tlakem cca 60 dm také použít.
Pro snadnější výpočet požadovaného výkonu uvádějí výrobci čerpadel konkrétně rychlost chladicí kapaliny. Tato hodnota přímo závisí na výkonovém potenciálu motoru a velikosti trysky. Obvykle se 1 kW rovná 0,06 m3/h. Alternativní výpočetní systém navrhuje vycházet ze skutečnosti, že pokud je průměr výstupu v zařízení oběhového čerpadla pro vytápění stejný 25 mm, pak průtok dosáhne 30 l / min. To je však malá hodnota, protože většina moderních modelů i v segmentu domácností dosahuje výkonu 170-180 l / min. Rovnováha mezi konstrukční kapacitou a výkonem motoru je zajištěna funkcí nastavení rotace hřídele. Modely s touto schopností umožňují krokové řazení ze 2 na 4 rychlosti.
Elektrotechnika čerpadel
Jako pohonná jednotka se obvykle používají asynchronní elektromotory připojené k síti 220 V. Průměrná proudová síla je 0, 12-0, 18 A. Základem pro připojení je komplex svorkovnice, a frekvenční spínač a kabelová připojení. V zařízení oběhových čerpadel Wilo z řady Star-RS je takézajišťuje odvod kondenzátu a oboustranné kabelové připojení se systémem ochrany blokovacího proudu.
Zdaleka ne vždy je však možné implementovat celou řadu zařízení pro elektrickou ochranu na základě samotného čerpadla. Externí zařízení proto také budou hrát významnou roli v organizaci napájecího systému. Minimálně by měl být zajištěn stabilizátor napětí a systém ochrany proti zkratu - samozřejmě nelze ignorovat požadavky na uzemnění. Ještě důležitější je, že v sítích s periodickými výpadky proudu nebude od věci zvážit otázku poskytování záložního napájení oběhovému čerpadlu. Zařízení pro řešení takových problémů jsou prezentována v široké škále - od externích baterií (baterií) až po autonomní generátory. Výběr konkrétního zařízení závisí na podmínkách a režimech provozu čerpadla. Pokud mluvíme o soukromém domě, kde je ve výjimečných případech přerušeno napájení, můžete si vybrat baterii vhodné velikosti s pravidelnou podporou zdroje energie. Ale v podmínkách akutního nedostatku elektřiny na vzdálených místech je lepší použít generátorovou jednotku běžící na benzín nebo naftu se systémem automatického spouštění. Mimochodem, provoz nízkoenergetických čerpadel do 30 W na pár dní lze podpořit autobateriemi, ale tato možnost by se měla používat pouze v extrémních případech.
Instalace čerpadla
V době instalace musí být připraveno místo provozu i samotná jednotka. Pokud jde o první podmínku, musíme být připravenipřipojení potrubí s uzavíracími kohouty před připojovacími body pro uzavření vody. Čerpadlo je zase nutné důkladně propláchnout a zkontrolovat strukturální integritu. Vložení se provádí pomocí spojky a pojistné matice s těsnicími materiály. Pro zvýšení spolehlivosti regulačního obvodu je někdy v montážním zařízení oběhového čerpadla umístěn bypass. Jedná se o pásový dopravník na okruhu umístění zařízení, což je část potrubí probíhající paralelně s kritickou procesní zónou a plnící funkci záložní trasy přívodu chladiva. Na stejném segmentu můžete nainstalovat další funkční vybavení, jako jsou filtry, vzduchové otvory a pouze uzavírací ventily.
Údržba
V režimu intenzivního provozu se doporučuje měsíčně kontrolovat stav pracovní části a připojovat čerpadlo. Před a po topné sezóně jsou prováděny komplexní údržbové práce spolu s tlakovou zkouškou vodovodního systému. Mezi hlavní činnosti údržby čerpadla je třeba zdůraznit následující:
- Kontrola technického a konstrukčního stavu zařízení.
- V případě potřeby výměna opotřebitelných dílů. Jak již bylo uvedeno, zařízení oběhového čerpadla obsahuje díly s omezenými zdroji nastavenými výrobcem. Například těsnění a spojky vydrží v průměru 1–1,5 roku, než je bude nutné vyměnit.
- Čištění povrchů pouzdra a funkčnostčásti před kontaminací.
- Kontrola chodu motoru - je nutné prověřit jeho schopnost udržet výkonové zatížení, hladinu hluku a vibrací.
- Zvláštní pozornost by měla být věnována těsnosti konstrukce a spojovacích uzlů.
- Kontrola elektrické infrastruktury a kvality připojení se zařízeními připojenými k čerpadlu.
Možné poruchy a opravy
Během provozu zařízení se můžete setkat s následujícími technickými problémy:
- Jednotka se nespustí. Mezi možné příčiny patří přerušené elektrické spojení nebo vadný kondenzátor. Pokud je v zařízení oběhového čerpadla umístěn „mokrý“rotor, může se motor v důsledku jeho kontaminace nečistotami chladicí kapaliny dobře zablokovat. V souladu s tím bude vyžadována obecná revize elektrického systému s komunikací, kontrola kondenzátoru a vyčištění rotoru.
- Pumpa je hlučná a hodně vibruje. Takové problémy jsou zpravidla spojeny s vysokou spotřebou vody, která neodpovídá kapacitě zařízení. Není vyloučeno ani větrání topného okruhu. Systém musí být pravidelně odvětráván pomocí automatického vzduchového potrubí.
- Jednotka se zapne a okamžitě vypne. Běžný problém, častější u modelů s konzolovým zařízením. Oprava oběhového čerpadla pro vytápění v tomto případě spočívá v obnovení těsnosti konstrukce na rozhraní pracovních jednotek. Také v oblasti mezi pláštěm statoru a rotoremvyčistěte vodní kámen, pokud je přítomen.
Závěr
Oběh chladicí kapaliny lze organizovat bez podpory čerpacího zařízení v přirozeném režimu pohybu. Taková schémata se používají v soukromých domech, ale neliší se ve vysokém výkonu, pokud jde o přenos tepla. Současně např. zařízení oběhového čerpadla Grundfos poskytuje možnost připojení kotlového zařízení, které funkci jednotky daleko přesahuje samotnou regulaci průtoku topného systému. Existují nové možnosti pro zajištění systému TUV, avšak v rámci technických a provozních možností použitých zařízení. Je také možné kombinovat topný okruh s klimatizačním systémem, ve kterém bude použito oběhové čerpadlo, ale takové konfigurace vyžadují pečlivý výpočet ve fázi návrhu.
