Выбор насосов

Выбор насосов

Выбор насоса определяется основными параметрами: подачей и напором. Расход жидкости определяется потребителем на стадии проектирования сети или гидравлической системы.

В том случае, если не имеется проекта на систему или сеть, или если в проекте не указан расход жидкости, то подача насоса определяется исходя из характеристик оборудования, установленного в сети, например по производительности котла или бойлера.

Если насос устанавливается для подачи воды в водопроводную сеть, то подачу можно определить, приняв за основу расход воды на одного человека. Этот метод пригоден и для определения производительности насоса в системе канализации.

Более ответственным этапом в подборе конкретного типа насоса является определение его напора. Этот этап существенно упрощается, если в проекте системы имеются результаты гидравлического расчета, на основании которых получена гидравлическая характеристика сети.

Гидравлической характеристикой сети называется графическая зависимость напора, расходуемого в сети, от расхода жидкости Q (рис. 6 и 7, кривая H(Q)_A).

При увеличении сопротивления (например, при закрытии задвижки) сопротивление увеличивается (кривая H(Q)_B).

Если приемный и напорный резервуары расположены на разных уровнях , то характеристика сети смещается (кривая H(Q)_C) на ?h=H_н-H_п, где H_н — высота расположения напорного резервуара, H_п — высота расположения приемного резервуара.

Точка пересечения напорной характеристики насоса с гидравлической характеристикой сети называется рабочей точкой системы насос – -сеть.

При установившемся режиме работы системы может быть только одна рабочая точка, координаты которой представляют рабочий напор насоса H и его подачу Q.

На практике рабочая точка определяется наложением гидравлической характеристики сети на изображение напорной характеристики насоса. Рабочей точкой насоса будет являться точка пересечения построенных характеристик. Далее по рабочей точке определяется потребляемая мощность. Напорные характеристики насосов приводятся в паспортах, справочниках и каталогах насосного оборудования или в технических условиях на насосы.

В случае, если у потребителя нет гидравлической характеристики сети, для подбора насоса можно воспользоваться диаграммой, приведенной на рис. 1(с. 6), и данными табл. 2 (с. 11).

По оси абсцисс отложены расходы воды, а по оси ординат — потери напора на 100 м длины трубопровода. Наклонными линиями изображены гидравлические характеристики сети в зависимости от диаметра трубопровода. К полученному значению необходимо прибавить потери напора на местных сопротивлениях: аппаратах, установленных в сети, коленах, регулирующих и запорных устройствах (вентиль, задвижка, обратный клапан), необходимые значения подъема и давления на выходе сети.

При выборе насоса следует стремиться к тому, чтобы рабочая точка системы насос-–сеть соответствовала точке с максимальным КПД насоса.

Следует внимательно рассмотреть кавитационные характеристики. Насосы, выпущенные разными заводами, с различиями в конструкционных исполнениях, могут существенно различаться друг от друга по кавитационным характеристикам.

В этой части процесса выбора насоса целесообразноруководствоваться следующими правилами: допустимый кавитационный запас насоса должен быть минимальным, а допустимая вакуумметрическая высота всасывания — максимальной.

1. Выбор и эксплуатация насоса ЭЦВ

Выбор насоса для скважины определяется ее паспортными характеристиками: глубиной скважины, динамическим уровнем воды, дебитом, диаметром и требуемым давлением в сети.

Насос устанавливается в скважине с соблюдением следующих условий:

расстояние от нижней точки насоса до верхней границы фильтра должно быть не менее 1 метра;
расстояние от динамического уровня воды в скважине до верхней точки насоса не менее 1 метра.

Нагрев корпуса насоса ЭЦВ не допускается: при монтаже запрещено приваривать к корпусу другие детали.

Дебит скважины должен быть больше подачи насоса не меньше чем на 20 %. Работа с подачей, большей дебита, приводит к попаданию песка в насос и как следствие — к ускоренному износу проточной части и подшипников. При длительной работе в этом режиме происходит срыв подачи, колебания давления в сети и тока насоса, что приводит к перегреву и выходу из строя электродвигателя, разрушению проточной части.

Напор определяется по гидравлической характеристике сети. В случае системы с водонапорной башней высотой H_вб напор насоса Н =H_вб+H_д+ ?H, где H_д — динамический уровень воды в скважине, ?H – потери напора в трубопроводе.

Основная причина выхода насосов ЭЦВ из строя—работа в недопустимой области подач. Чтоб избежать этого, необходимо использовать СУЗ с датчиками уровня в скважине и правильно установить рабочую точку насоса.

Если в сети нет счетчика (водомера), рабочую точку выставляют по потребляемому току: открывают задвижку так, чтобы ток был в рабочем диапазоне (Imin

Дебит сважины, как правило, уменьшается со временем, поэтому необходимо следить за ее параметрами. Уменьшение вызывается как «старением» скважины, так и изменением гидрогеологического режима вследствие засухи, бурения новых скважин и других причин.

2. Выбор циркуляционных насосов (по материалам фирмы GRUNDFOS)

Циркуляционные насосы используются в системах отопления (радиаторных, типа «теплый пол») и горячего водоснабжения. Основная особенность их конструкции — «мокрый» ротор, отделенный от статора гильзой из нержавеющей стали. Подшипники смазываются перекачиваемой жидкостью.

Выбор насоса для системы отопления.

Система отопления здания предназначена для компенсации потерь тепла, поэтому для полного расчета системы отопления необходимо определение теплового баланса здания. Если известны удельные теплопроводности отдельных конструкций здания (стены, окна, потолочное перекрытие с чердаком, двери…), то потери тепла P можно подсчитать по формуле

P=?(K_i·-S_i)·-(t₁-t₂),

где Р — потери тепла, Вт; K_i и S_i — коэффициент теплопроводности, Вт/м²·-К, и площадь участка S_i с теплопроводностью K_i; t₁ — средняя температура воздуха в помещении, t₂ — средняя температура наружного воздуха.

Отметим, что средняя температура наружного воздуха в отопительный сезон меняется от +10^O до –30^O и соответственно потребление тепла изменяется в 3 — 5 раз.

В большинстве случаев необходимую тепловую мощность можно подсчитать по упрощенной формуле

N=K·-S,
где N — тепловая мощность, кВт; K=0,1кВт/м²; S — отапливаемая площадь здания.

Расход теплоносителя (подача насоса) определяется по формуле

Q=N·-0,86/(t_п-t_o), где Q — подача насоса, м³/ч; P — потери тепла; t_п — температура воды в подающем трубопроводе, ^ОС; t_o — температура воды в обратном трубопроводе, 0,86 — коэффициент пересчета кВт в ккал/ч. В отечественных системах обычно t_п =90^ОС, t_o =70^ОС и разность температур равна 20^ОС.

Напор насоса (м):

H=(R·-L·-k-)/100,

где L=2(a+b+h) — общая длина трубопровода между наиболее удаленными точками дома, м. Здесь a,b,h — размеры дома (ширина, длина. высота). R — потери напора на 100 м трубы (для рассчитанного расхода по графикам сопротивлений или таблицам).

Коэффициент k учитывает местные сопротивления. Для систем с терморегулирующими головками на радиаторах k=2,2; для систем без них k=1,3.

Ступенчатое переключение скорости или плавное изменение частоты вращения насоса позволяет уменьшить подачу тепла при повышении температуры. Как правило, при установке насоса предусматривается дополнительная ветка трубопровода с переключающим краном, позволяющая использовать систему отопления при выключенном насосе (с естественной циркуляцией теплоносителя) при высокой температуре воздуха.

Если при строительстве здания не применялись специальные меры по теплоизоляции, то в большинстве случаев для подбора насоса можно воспользоваться таблицей:

S — отапливаемая площадь здания, м2.

Выбор насоса для системы горячего водоснабжения

Циркуляционный насос устанавливается в дополнительный рециркуляционный трубопровод и обеспечивает поддержание температуры в основном трубопроводе горячей воды. Это позволяет уменьшить расход горячей воды (не приходится сливать большое количество остывшей воды из труб). Подача насоса определяется объемом воды в трубах и кратностью обмена. В большинстве случаев выбирается кратность от 1 до 3. Потребление горячей воды обычно резко неравномерное– утром и вечером. Поэтому удобно, если включение/выключение насоса обеспечивает таймер или термостат. Для подобных условий специально разработаны насосы UP 15-14B, UP 20-14 BX, UP 20-07N и др. Они отличаются применяемыми материалами (нержавеющая сталь, бронза).

В случае, если температура воды более +60^ОС, возможно отложение накипи в проточной части. Для таких условий желательно использовать насосы с сухим ротором (например, типа ТР).