Принцип работы насоса отопления: Циркуляционный насос – как работает, зачем он нужен?

Содержание

Принцип функционирования теплового насоса | Эйркул

Виды холодильного оборудования
Обзор климатического оборудования
Виды холодильных компрессоров
Драйкулеры: назначение
Программы обслуживания и ремонта компрессоров
Назначение и сферы применения промышленных осушителей воздуха
По каким характеристикам выбирать чиллер?
Как работают теплообменники и на какие типы они делятся?
Где и для каких задач используется щит управления?
За счет чего работают тепловые насосы?
Использование тепловых насосов для отопления
Принцип работы теплового насоса
Основные типы холодильных камер по функциональному назначению
Полезная информация по выбору промышленного охладительного оборудования
Какие признаки указывают на неисправность холодильного оборудования?
Где применяются холодильные камеры?
Винтовые компрессора Bitzer серии HSN– надежное и эффективное решение для холодоснабжения любого предприятия

Новости

29:12:2022

Режим работы 30. 12.2022-09.01.2023

29:12:2022

С Новым Годом!

Уважаемые коллеги, партнеры, друзья! Поздравляем Вас с наступающим 2023 Годом!

Тепловыми насосами называются агрегаты, которые обеспечивают передачу теплоэнергии от менее нагретых предметов к более нагретым и при этом увеличивают их температуру. Они стали чрезвычайно популярными в последние годы, поскольку позволяют получать дешевое тепло и при этом не загрязнять окружающую среду.

Оборудование включает такие элементы, как:

компрессор, функционирующий от обычной электросети;
конденсатор;
испаритель;
терморегулятор;
капилляр;
рабочая среда или хладагент, в качестве которого зачастую применяется фреон.

Принцип работы насосных изделий схож с функционалом кондиционеров, холодильников и прочей техники, способной переносить теплоэнергию из окружающей среды во внутрь помещений. Устройства поглощают тепло грунтовых вод, земли, воздуха.

Незамерзающая жидкость движется по внешнему контуру отопительной системы, забирает тепло из окружающей среды и подает его к насосу.
В испарителе происходит передача энергии фреону, который закипает и переходит в газообразное состояние.
Компрессор сжимает газ. Это способствует повышению его температуры.
При попадании в теплообменник (радиаторы, систему «теплый пол») газ отдает теплоэнергию внутреннему контуру отопления, остывает, снова превращается в жидкость, а затем возвращается в испаритель. Так завершается рабочий цикл.
Далее процесс повторяется по такому же принципу.

Проще говоря, устройства забирают теплоэнергию с улицы (снаружи) и направляют ее внутрь зданий, создавая там приятный микроклимат и обеспечивая оптимальные температурные показатели.

Принцип работы и расчет мощности циркуляционного насоса

Циркуляционные насосы прекрасно зарекомендовали себя при обустройстве отопительных систем. Конструктивно насос имеет очень схожее строение с конструкцией помпы. Как правило корпус насосного оборудования выполняется из достаточно прочных и коррозиестойких материалов (латунь, бронза, чугун, нержавеющая сталь). Данный материал способен отлично взаимодействовать как с агрессивной средой, так и с высокими температурами.

Принцип работы

Принцип работы циркуляционного насоса заключается в его способности создавать центробежную силу внутри корпуса, в следствии чего происходит повышение давления во внутреннем резервуаре насоса. Благодаря этому происходит выталкивание теплоносителя в выходное отверстие насоса. Повторение цикла обеспечивает устойчивый напор во всей системе.

Все циркуляционные насосы делятся на два типа:

насосы с «мокрым» ротором;
насосы с «сухим» ротором.

Оборудование с «сухим» ротором

Данный механизм отличается высоким уровнем КПД. Этот показатель доходит до 80%, что позволяет использовать данное оборудование при монтаже отопительных систем в больших и производственных помещениях. При этом непосредственно ротор работает без прямого контакта с жидкостью. Данный тип циркуляционных насосов имеет и ряд значительных недостатков. Главным из которых можно отнести тот факт, что работа насоса требует постоянного контроля за качеством перекачиваемой среды. Оборудование очень восприимчиво к наличию посторонних примесей и воздушных пузырьков, что может привести к нарушению герметичности в уплотнительных кольцах. Высокий шум работающего механизма так же можно отнести к его недостаткам при использовании в системах отопления частных домом и небольших помещений. На данный момент на рынке представлены следующие виды циркуляционных насосов с «сухим» ротором

блочные
вертикальные, здесь выходные и входные патрубки расположены вертикально на одной оси
горизонтальные(консольные), здесь оба патрубка перпендикулярно друг другу.

Агрегаты с «мокрым» ротором

В данном случае ротор так же не имеет прямого контакта с перекачиваемой жидкостью. Но особенность конструкции позволяют осуществлять поддержку ротора в механизме за счет специальных металлических или керамических уплотнителей, выполненных в виде колец. Вот непосредственно наличие этих уплотнительных колец и обеспечивают защиту механизма от прямого воздействия жидкости на ротор. Принцип работы заключается в следующем: между двумя трущимися друг об друга уплотнительными кольцами возникает еле заметный, очень тонкий слой жидкости. Вот именно наличие этого слоя и обеспечивает поддержание необходимой разницы давления в рабочей камере насоса. Одновременно при работе оборудования происходит сильное сжатие колец друг другу, этот фактор обеспечивает еще большую герметичность насоса. Охлаждение и смазывание двигателя, в этом варианте исполнения, происходит за счет жидкости, которая проходит через рабочую полость агрегата. Данный вид циркуляционных насосов обладает рядом преимуществ перед насосами с «сухим» ротором. Практически бесшумный, обладает скромным весом и небольшими габаритами, не требует постоянного присутствия во время длительной эксплуатации, энергоэкономичен.

Наибольшей популярностью при установки автономного отопления естественно пользуются циркуляционные насосы с «мокрым» ротором. Неоспоримым лидером на российском рынке являются насосы голландской фирмы Grundfos. Давайте на примере ее линейки разберем основные функции, которыми обладают циркуляционные насосы сегодня.

Компания с многолетним опытом работы в области производства оборудования для систем отопления представляет насосы новой линейки Alpha. Данные модели пришли на смену уже известным насосам линейки UPS.

Модели насосов Grundfos

Насосы UPS – это агрегаты с циркуляционного типа, с мокрым ротором. На данных моделях применяется двигатель с асинхронным видом действия. Насос укомплектован специальной клеммой коробкой, которая обеспечивает подключение агрегата к электроэнергии. При первоначальном запуске рекомендуется открыть технологическое отверстие и спустить воздух из рабочей камеры насоса. Так же в конструкции предусмотрена возможность ручной прокрутки ротора в случае его закисания. Данные насосы обладают тремя скоростными режимами работ, которые выставляются вручную и обеспечивают устойчивую работу определенных систем.

Насосы новой модели AIpha 2 (L) являются первыми в общей линейки серии. Данный наос обладает более широкими возможностями чем насосы серии UPS. Здесь присутствует электродвигатель, который имеет постоянные магниты на корпусе. Если один из магнитов удалить, что во многих случаях делают русские умельцы, можно значительно сократить энергопотребление агрегата. Так же в новой конструкции отсутствует технологическая гайка для выпуска воздуха. В этой модели происходит автоматический сброс воздуха при кратковременном включении насоса на третьей скорости. Подключение к электропитанию стало проще, это происходит с помощью штекерного разъема. Данная модель обладает уже семью режимами работы. К имеющимся трем прибавилось еще два режима работы с постоянным перепадом давления и два режима пропорционального регулирования.

Работа насоса в режиме постоянного перепада – предполагает устойчивую работу насоса даже в тех случаях, когда в системе происходит изменения расхода жидкости и перепад давления. Создаваемый насосом определенный уровень давления, всегда будет автоматически поддерживается на одном уровне.

Режим пропорционального регулирования – данный режим работы обеспечивает надежное функционирование насоса в случае, когда в системе происходит переменный расход. Данный режим не заменим если в процессе эксплуатации происходит периодическое перекрывание радиаторов, что приводит к возрастанию давления в системе. Происходит автоматическое снижение скорость вращения насоса, в результате расход и напор в системе будет пропорционально уменьшаться. Основных режимов работ все же три. Системы, в которых они применяются;

теплые полы,
однотрубные системы,
тупиковые системы,
коллекторные системы,
двухтрубные системы,
радиаторные системы.

Самой инновационной можно назвать модель AIpha 3. Эту модель можно рассматривать как очень точный инструмент способным одновременно обеспечивать надежную работу всей системы и в тоже время позволяет контролировать расход теплоносителя. Эту возможность можно использовать совместно с приложением Grundfos GO Balance. Наличие этих приложений позволяют производит настройку всей топливной системы на удаленном расстоянии. Данное оборудование можно использовать и для измерения и балансировки всей системы отопления, устанавливая его на место другого циркуляционного насоса, подходящего по своим габаритам и размерам. Особенно хорош насос при балансировке радиаторов, коротких петель в системе теплый пол, а также при малых расходах теплоносителя. Наличие возможности трехкратной градации режимов как постоянного, так и пропорционального напора делают данную модель очень надежной и продуктивной. Ведь как известно, для любого мастера производящим монтаж отопительной системы, очень важным является способность монтируемого оборудования обеспечить нормальный расход теплоносителя, а для заказчика важным является надежность и экономичность данной системе. Циркуляционный насос дает положительный результат обоим. Экономичный и достаточно простой в обслуживании данный насос очень хорошо подходит для обустройства автономного отопления в загородных домах и отдельных квартирах.

Расчет мощности циркуляционного насоса

Для долговременной и качественной работы всей системы отопления необходимо грамотно произвести расчеты по выбору циркуляционного насоса. Не всегда, наличие нескольких насосов в системе обеспечивают надежную работу всей системы. Да к тому же это приводит к излишним, и довольно ощутимых материальным затратам, как в период монтажа, так и период эксплуатации. Правильно выбранное оборудование поможет существенно сэкономит бюджет и оградит от ненужных затрат в дальнейшем.

Все циркуляционные насосы обладают двумя основными характеристиками – это объём и напор. Эти характеристики необходимы знать, чтобы правильно рассчитать производительность выбранного оборудования. Рассмотрим вариант расчета подбора насосного оборудования для частного дома в 200 кв. м.

Первое, определимся с объемом, который насос способен прокачать. Эта одно из главных технических параметров насоса он должен обеспечивать надежную и долговременную работу оборудования. Объем вычисляется с помощью формулы П=3,6 х Q/ (c х ∆Т). Где 3,6 это постоянная величина. Q- это мощность тепловой системы, высчитывается из расчёта десять квадратных метров равна одному киловатту тепловой энергии. С- величина удельной теплоемкости теплоносителя, как правило роль теплоносителя исполняет вода, удельная емкость воды составляет 4,2 кДж/кг. И наконец ∆Т- это разница температуры теплоносителя. Замеры должны производится в двух точках- это на точке выхода теплоносителя из нагревающего оборудования и на точке возврата теплоносителя обратно в нагреватель. Нормальным параметром считается разница в 20 градусов. Для систем с теплым полом эта разница должна достигать всего пяти градусов.

В итоге получаем следующий расчёт:

П= 3,6х 20/(4,2х20)

Получили 0,857 куб/ч такой объем должен обеспечивать насос для перекачивания жидкости в доме площадью в 200 кв. м.

В дальнейшем нужно произвести расчёт напора, который должен выдавать насос. Данный показатель так же очень важен для нормальной работы всего оборудования. Произвести данные расчёты можно с помощью формулы; Н= NхК

N– это количество этажей в доме, здесь нужно учитывать цокольные и подвальные помещения если предусматривается их отопление данной системой.

К- величина усредненного сопротивления в системе отопления, такая величина как правило составляет с лучевой разводкой 1,85, а с двухтрубной системой разводки величина составляет 1,1. Двухтрубная система имеет меньше изгибов что и обуславливает меньшую единицу сопротивления.

В рассматриваемом варианте мы возьмем самый распространённый способ разводки – это лучевая.

Производим расчёт, в данном случае мы имеет одноэтажное строение, но приборы отопления расположены в подвальном помещении из этого получаем: Н= 2х1,85, итого необходимый напор для обеспечения нормальной работы системы отопления требуется в размере 3,7 метра.

В итоге мы высчитали параметры, которые должен поддерживать циркуляционный насос. Стоит так же учитывать, что насос нужно выбирать с небольшим запасом по показателям.

Проведя эти достаточно простые вычисления можно произвести подборку циркуляционного насоса, который в полной мере удовлетворит стабильную работу всей системы отопления.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!

Как работает тепловой насос – Будущее тепловых насосов – Анализ

МЭА (2022), Будущее тепловых насосов , МЭА, Париж https://www.iea.org/reports/the-future-of-heat-pumps, Лицензия: CC BY 4.0

Поделиться в Твиттере Твиттер
Поделиться на Facebook Facebook
Поделиться в LinkedIn LinkedIn
Поделиться по электронной почте Электронная почта
Выложить в печать Распечатать

Скачать

Будущее тепловых насосовБудущее тепловых насосов

В тепловом насосе используется технология, аналогичная той, что используется в холодильнике или кондиционере. Он извлекает тепло1 из источника, такого как окружающий воздух, геотермальная энергия, хранящаяся в земле, или близлежащие источники воды или отработанное тепло завода. Затем он усиливает и передает тепло туда, где это необходимо. Поскольку большая часть тепла передается, а не вырабатывается, тепловые насосы намного эффективнее традиционных технологий отопления, таких как бойлеры или электрические нагреватели, и могут быть дешевле в эксплуатации. Выход энергии в виде тепла обычно в несколько раз больше, чем требуется для питания теплового насоса, обычно в виде электричества. Например, коэффициент полезного действия (КПД) для типичного бытового теплового насоса составляет около четырех, т. е. выходная энергия в четыре раза превышает электроэнергию, используемую для его работы. Это делает текущие модели в 3-5 раз более энергоэффективными, чем газовые котлы. Тепловые насосы можно комбинировать с другими системами отопления, обычно газовыми, в гибридных конфигурациях.

Тепловой насос состоит из компрессора, который перемещает хладагент по холодильному циклу, и теплообменника, отбирающего тепло от источника.

Затем тепло передается на радиатор через другой теплообменник. В зданиях тепло доставляется либо с помощью принудительной вентиляции, либо с помощью водяных систем, таких как радиаторы или полы с подогревом. Тепловые насосы могут быть подключены к баку для производства горячей санитарной воды или обеспечения гибкости гидравлических систем. Многие из тепловых насосов могут также обеспечивать охлаждение помещений летом в дополнение к удовлетворению потребностей в отоплении помещений зимой. В промышленности тепловые насосы используются для подачи горячего воздуха, воды или пара или для непосредственного нагрева материалов. Крупномасштабные тепловые насосы в коммерческих или промышленных целях или в сетях централизованного теплоснабжения требуют более высоких температур на входе, чем в жилых помещениях, которые могут быть получены за счет сбросного тепла промышленных процессов, центров обработки данных или сточных вод.

Принцип работы теплового насоса

Скачать картинкуСкачать картинку

Каталожные номера

Физически тепловая энергия присутствует всякий раз, когда температура выше абсолютного нуля (0 градусов Кельвина или -273 °C).

Физически тепловая энергия присутствует всякий раз, когда температура выше абсолютного нуля (при 0 Кельвинах или -273 °C).

Далее Обзор основных препятствий для ускорения развертывания тепловых насосов и соответствующих политических решений

Принцип действия | Industrialheatpumps.nl

Принцип действия

Низкотемпературный поток отработанного тепла можно преобразовать в полезное высокотемпературное тепло с помощью теплового насоса. Среди различных типов тепловых насосов, которые были разработаны, механические тепловые насосы получили наибольшее распространение. Принцип его действия основан на сжатии и расширении рабочей жидкости, так называемого «хладагента». Тепловой насос состоит из четырех основных компонентов: испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного устройства. Хладагент является рабочей жидкостью, которая проходит через все эти компоненты.

В испарителе тепло извлекается из источника сбросного тепла. В конденсаторе это тепло доставляется потребителю при более высоком уровне температуры.

Для привода компрессора требуется электроэнергия, и эта энергия добавляется к теплу, имеющемуся в конденсаторе. Эффективность теплового насоса обозначается его COP (коэффициентом производительности), определяемым как отношение общего количества тепла, поставляемого тепловым насосом, к количеству электроэнергии, необходимой для его работы.

Подробнее

Термодинамический цикл

Принцип работы теплового насоса основан на физическом свойстве, заключающемся в том, что температура кипения жидкости повышается с увеличением давления. Понижая давление, среда может испаряться при низких температурах, а повышение давления приведет к высокой температуре кипения. График слева показывает этот принцип. Черная линия показывает соотношение между давлением и температурой кипения, в данном случае аммиака. При низком давлении и температуре аммиак испаряется в испарителе. Энергия, необходимая для этого, обеспечивается потоком отработанного тепла. Компрессор увеличивает давление паров аммиака. Затем пар конденсируется при высоком давлении и температуре внутри конденсатора. При конденсации аммиака выделяется тепло: полезный источник энергии. Жидкий аммиак транспортируется к расширительному устройству, которое снижает давление. Аммиак с низкой температурой и низким давлением поступает в испаритель: это начальная точка еще одного цикла.