Обвязка циркуляционного насоса: Установка насоса в систему отопления частного дома. Два варианта врезки циркуляционного насоса: советы профессионалов.

Состав и подбор элементов обвязки насоса в системах холодоснабжения

Насосная станция — это обязательный элемент системы холодоснабжения, который отвечает за циркуляцию холодоносителя в контуре. Обязательным условием работоспособности системы является наличие элементов обвязки насоса, без которых эксплуатация системы будет невозможна или не продолжительна.

В статье рассматриваются основные устройства и изделия обвязки насосов циркуляции жидкости и определяются способы их подбора для его эффективной и безопасной работы в системе холодоснабжения.

Рисунок 1. Общий вид обвязки и дополнительного оборудования насоса

В обвязку насоса входят следующие элементы:

• Циркуляционный насос,
• Расширительный бак,
• Обратный клапан,
• Затвор (краны, задвижки),
• Фильтр,
• Виброкомпенсатор,
• Предохранительный клапан,
• Шкаф управления.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает перекачку охлаждающей жидкости в контуре циркуляции с требуемым напором и производительностью (рисунок 2). В обычном случае это самовсасывающий насос центробежного типа с рабочей частью из нержавеющей стали. Попадая в центр насоса жидкость, вращается вместе с рабочим колесом и за счет кинетической энергии выталкивается к выходному патрубку с необходимыми характеристиками.

Основные параметры для подбора насоса – требуемый напор и расход. Алгоритм и пример подбора см. по ссылке.

Рисунок 2. Циркуляционный насос

Расширительный бак

Устройство для компенсации объема циркуляционной жидкости при изменениях температуры называют расширительным баком (рисунок 3).

Рисунок 3. Расширительный бак

Для чего нужен расширительный бак

В процессе работы системы холодоснабжения происходит изменение объема рабочей среды связанное с температурным расширением и сжатием жидкости.

Для предотвращения выхода из строя элементов системы устанавливается расширительный бак. Основным элементом данного устройства является мембрана разделяющая полость бака на две части, в результате чего образуются две камеры жидкостная и газовая (воздушная). В одной закачан инертный газ (азот) в другую поступает рабочая среда из системы циркуляции. Внутри воздушного отсека установлен клапан для стравливания газа в момент сильного повышения давления.

При нагреве рабочая среда расширяется, происходит повышение давления в системе циркуляции, в этот момент установленная мембрана растягивается, уменьшая объем газового (воздушного) пространства в баке. При снижении температуры жидкости объем в системе уменьшается, а находящееся в баке среда выталкивается в систему.

Пример расчета и подбора расширительного бака

Один из основных параметров для подбора расширительного бака является его объем, который рассчитывается в зависимости от используемой жидкости циркуляции. В данном примере выполним подбор расширительного бака для воды.

Исходные данные:

• Внутренний объем контура рабочей среды – 1050 л,
• Максимальная температура рабочей среды – 40 ⁰С (температура окружающего воздуха в момент заполнения системы),
• Минимальная температура рабочей среды – 4 ⁰С,
• Гидростатическое давление в точке подключения бака – 0,5 бар,
• Высота системы – 30 м. ,
• Расширительный бак планируется установить над системой в верхней точке, принимаем статическую высоту 3 м.
• Установленное давление срабатывания предохранительного клапана – 3,0 бар.

Пример расчета и подбора:

1. Определяем коэффициент температурного расширения n для воды по таблице 1 равный 0,78.

 

Температура мин–макс, 0С	n – коэффициент расширения при температуре 0C
	Вода	Вода +10% гликоля	Вода +20% гликоля	Вода +30% гликоля	Вода +40% гликоля	Вода +50% гликоля
4–5	0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,04
4–10	0,03	0,08	0,13	0,19	0,23	0,26
4–15	0,09	0,16	0,26	0,36	0,44	0,49
4–20	0,18	0,27	0,41	0,55	0,66	0,74
4–25	0,29	0,39	0,57	0,75	0,89	0,99
4–30	0,43	0,54	0,75	0,97	1,13	1,25
4–35	0,59	0,70	0,95	1,19	1,39	1,53
4–40	0,78	0,88	1,16	1,44	1,65	1,81
4–45	0,98	1,08	1,38	1,69	1,93	2,10
4–50	1,19	1,30	1,62	1,95	2,21	2,40
4–55	1,43	1,53	1,88	2,23	2,51	2,70
4–60	1,68	1,78	2,15	2,52	2,81	3,02
4–65	1,94	2,05	2,43	2,82	3,12	3,34
4–70	2,22	2,33	2,73	3,13	3,44	3,66
4–75	2,51	2,62	3,04	3,45	3,77	3,99
4–80	2,82	2,93	3,36	3,79	4,10	4,33
4–85	3,14	3,26	3,69	4,13	4,45	4,67
4–90	3,47	3,60	4,04	4,48	4,80	5,01
4–95	3,81	3,95	4,40	4,84	5,15	5,36
4–100	4,16	4,31	4,76	5,21	5,52	5,72
4–105	4,53	4,68	5,14	5,59	5,88	6,07

Таблица 1. Коэффициент температурного расширения

2. Объем расширения рассчитываем по формуле

V_р= V_c ‧n = 1050 ‧ 0,78 = 8,19 л., где

V_c – объем контура рабочей среды.

3. Для компенсации потерь объема жидкости в системе, необходим запас рабочей среды в объеме 0,5% от общего, но не менее 6 литров:

\[ V_з=\frac{(V_c\cdot0,5)}{100}=\frac{(1050\cdot0,5)}{100}=5,25 л. \]

, принимаем V_з=6 л.

4. Исходное давление расширительного бака определяем следующим образом:

Р_и= Р_ст + Р_д = (3/10)+0,2=0,5 бар, где

Р_ст  – давление воздействия статической высоты системы, от места установки расширительного бака до самой верхней точки. При размещении бака над системой циркуляции жидкости высота принимается не более 3 м.

Р_д – допуск для обеспечения требуемого избыточного давления в системе, принимается 0,2 бар.

5. Максимальное давление Р_макс в системе в месте установки бака

Р_макс= Р_кл — 10%(Р_кл)=3,0 – 0,3 = 2,7 бар, где

Р_кл – установленное давление предохранительного клапана.

6. Эффективность определяется по формуле (закон Бойля–Мариотта)

   \[ \eta=\frac{(P_{макс}+1)-(P_{и}+1)}{(P_{макс}+1)}=\frac{(2,7+1)-(0,5+1)}{2,7+1}=0,594 \]

7. Необходимый объем расширительного бака с учетом расширения рабочей среды

   \[ V_б=\frac{V_р+V_з}{\eta}=\frac{8,19+5,25}{0,594}=22,62 л. \]

8. Выбираем ближайшую модель
   – расширительный бак NG марки Reflex с объемом 25 л. (рисунок 4) и осуществляем проверку выбора.

Рисунок 4. Каталог мембранных баков марки Reflex

9. Определяем допуск объема бака для заполнения системы при стандартных условиях
   20 ⁰С

   \[ V_д=\frac{V_c\cdot n}{100}=\frac{1050\cdot0,18}{100}=1,89л. \]

10. Минимально допустимое давление при заполнении системы

    \[ P_{мин}=\frac{V_б\cdot(P_и+1)}{(V_б-V_д-V_р)}=\frac{25\cdot(1,5+1)}{(25-1,89-5,25)}-1=2,49 бар (\geqslant P_и+0,3) \]

11. Максимальное допустимое давление при заполнении системы

    \[ P_{макс}=\frac{V_б\cdot(P_и+1)}{[V_б\cdot\frac{P_и+1}{P_{макс}+1}+\Delta V_б]}-1= \frac{25\cdot(1,5+1)}{[25\cdot\frac{1,5+1}{2,7+1}+(8,19-1,89)]}-1\approx1,69бар \]

Минимальное условие разницы давлений между Р_мин и Р_макс должно составить 0,25 кгс/см², в нашем случае Р_мин -Р_макс=2,49-1,69=0,8 кгс/см²

, условие выполняется.

В случае невыполнения необходимой разницы давлений, подбирается бак с другими характеристиками и проверочный расчет повторяется.

Обратный клапан

Устройство, предохраняющее систему циркуляции от изменения направления жидкости, называют обратным клапаном (рисунок 5).

Рисунок 5. Обратный клапан поворотного типа

 

Для чего нужен обратный клапан

В системе циркуляции охлаждающая жидкость перемещается при помощи насоса и течет в одном направлении только во время работы насоса. При остановке насоса происходит замедление потока, а жидкость, находящаяся на верхних точках трубопроводной системы начинает движение в обратном направлении. Для предотвращения реверсивного потока предусмотрен обратный клапан, который устанавливается на выходе из насоса.

При перекачке рабочая среда давит на запирающий элемент, открывая его и обеспечивая проход жидкости в систему. В случае отсутствия перекачки запирающий элемент возвращается к уплотнениям под действием силы тяжести или пружины перекрывая поток.

Пример подбора обратного клапана

Для циркуляции жидкости в централизованных системах холодоснабжения набольшее распространения получили обратные клапаны поворотного типа. Такие устройства имеют минимальные гидравлические сопротивления и открываются при небольшом изменении давления, а наличие ревизионного люка дает возможность проведения ревизии без демонтажа клапана в процессе эксплуатации.

Для выбора обратного клапана приведем пример необходимых исходных данных:

• Тип крепления – фланцевый,
• Максимальное давление в системе 12 кгс/см²,
• Проходное сечение присоединяемых трубопроводов 50 мм.,
• Материал – сталь нержавеющая,
• Рабочая среда – вода.

Подбор выполним на примере оборудования от «Благовещенского арматурного завода» (таблица 2 и 3).

 

Таблица 2 – Характеристики обратных клапанов производства «БАЗ»Таблица 3 – Присоединительные размеры обратных клапанов производства «БАЗ»

Выбираем модель «19нж76нж» с необходимыми характеристиками:

• Давление 16 кгс/см² – превышает давление в системе и создает запас прочности,
• Проходное сечение 50 мм. – соответствует сечению присоединяемых трубопроводов,
• Материал – 12Х18Н9ТЛ является нержавеющей сталью,
• Рабочая среда – вода, соответствует рабочей жидкости в системе.

Следует обратить внимание, что такой тип клапана устанавливается только горизонтально.

Затворы (краны, задвижки)

Затвор дисковый – трубопроводная арматура у которой запирающий элемент выполнен в форме диска, вращающийся вокруг оси (рисунок 6).

Рисунок 6. Затвор дисковый

Для чего нужен затвор дисковый

В системах холодоснабжения для перекрытия потоков жидкости широкое распространение получили дисковые затворы, благодаря их преимуществу перед задвижками – меньшие габаритные размеры, они легче и дешевле. В дисковых затворах  перекрытие потока происходит за счет перемещения затвора в форме диска.

Затворы такого типа относят к запорно-регулирующей арматуре. Вращением рукоятки таких устройств можно менять объем проходящей жидкости или полностью останавливать поток.   Устанавливают такие устройства на входе и выходе из каждого насоса или гидромодуля, с учетом что положение затвора может быть вертикальными и горизонтальным с любым направлением потока рабочей среды.

Подбор дискового затвора

Исходные данные:

• Тип крепления – межфланцевый,
• Максимальное давление в системе 3 бар,
• Проходное сечение присоединяемых трубопроводов 50 мм.,
• Температура перекачивания жидкости от 4 до 40 ⁰С,
• Материал – сталь нержавеющая,
• Класс герметичности – А по ГОСТ 9544-2015,
• Рабочая среда – вода.

Алгоритм подбора дискового затвора:

Перед выбором укажем, что диаметр затвора принимается равным проходному сечению трубопровода.

Учитывая исходные данные, рассмотрим каталог марки Danfoss (рисунок 7). Ближайшая модель по давлению и подходящая по условному проходу VFY 065В7410.

Рисунок 7. Каталог дисковых затворов Danfoss

Дополнительное преимущество дисковых затворов и данной модели заключается в возможности регулирования расхода жидкости, который можно настроить в зависимости от поворота рукоятки затвора (рисунок 8).

Рисунок 8. Диаграмма пропускной способности дисковых затворов Danfoss

Фильтр

Фильтр сетчатый  – элемент трубопроводной обвязки, задерживающий загрязнения в рабочей среде (рисунок 9).

Рисунок 9. Фильтр сетчатый

Для чего нужен фильтр

Для предотвращения попадания загрязнений в элементы системы, применяется сетчатый фильтр для грубой очистки охлаждающей жидкости.

Очистка происходит за счет прохождения рабочей среды через установленную в корпусе фильтра сетки. В зависимости от типа и диаметра ячеек, фильтр может задерживать частицы от 50 до 500 мкм.

Для определения засорения сетки устанавливаются манометры до и после фильтра

Монтаж фильтра выполняют перед насосом с учетом движения рабочей среды, которое должно совпадать с направлением стрелки, указанной на корпусе. Дренажное отверстие направляется вниз для полного опорожнения фильтра при обслуживании или ремонте.

Особенно важным является точный выбор фильтрующего элемента, от которого зависит корректность работы насоса с соответствующей производительностью.

Пример подбора фильтра

Сетчатые фильтры подбирают по проходному сечению, давлению трубопровода и требуемой пропускной способности.

Исходные данные:

• Тип крепления – фланцевый,
• Максимальное давление в системе 3 бар,
• Проходное сечение присоединяемых трубопроводов 50 мм.,
• Температура перекачивания жидкости от 4 до 40 ⁰С,
• Материал – сталь нержавеющая,
• Производительность насоса – 25м³/час,
• Рабочая среда – вода.

Алгоритм подбора фильтра:

Для выбора сетчатого фильтра обратимся к каталогу марки Danfoss (рисунок 10), данный производитель предлагает два типа моделей FVF на давление 16 бар и 25 бар,  в нашем случае система рассчитана на давление 3 бар, поэтому выбираем ближайшую с запасом прочности по давлению (16 бар) модель FVF 065B7745.  Данный выбор удовлетворяет условиям исходных данных.

Рисунок 10. Каталог дисковых затворов Danfoss

При высоком перепаде давления на фильтре циркуляционный насос будет работать со  сниженной производительностью и напором, а в некоторых случаях будет останавливаться по защите датчика сухого хода. 2\approx0,2 \]

бар, где

G – расчетный расход жидкости в м³/ч,

К_vs  – условная пропускная способность фильтра в м³/ч.

Виброкомпенсатор

Виброкомпенсатор (гибкая вставка) трубопроводный  – устройство компенсации любых перемещений в трубопроводной обвязке (рисунок 11).

Рисунок 11. Виброкомпенсатор

Для чего нужен виброкомпенсатор

При работе насоса возникают вибрации и шум, для снижения которых устанавливается виброкомпенсатор. Это устройство состоит из фланцев и гибкого (резинового) сильфона, который за счет своей эластичности принимает необходимые изменения в системе.

Виброкомпенсаторы монтируют на входном и выходном трубопроводах обвязки насоса, на расстоянии не менее 1–1,5 номинальных диаметров компенсатора.

Немаловажным преимуществом такого элемента является возможность уменьшения осевых смещений и сдвигов присоединяемых трубопроводов, а также поглощение гидравлических ударов.

Пример подбора виброкомпенастора

Исходные данные:

• Давление в системе 3 бар,
• Проходное сечение присоединяемых трубопроводов 50 мм. ,
• Температура рабочей среды – от 4 до 12 ⁰С,
• Ответные фланцы по ГОСТ 33259-2015 тип 11,
• Скорость рабочей среды 5 м/с,
• Рабочая среда – вода, соответствует рабочей жидкости в системе.

Алгоритм подбора виброкомпенастора:

Для выбора виброкомпенсатора обратимся к каталогам марки Tecofi (рисунок 12), в нашем случае скорость рабочей среды менее 10 м/с, при таком значении рекомендуется устанавливать конструкцию гибких вставок без стяжных шпилек.

Рисунок 12. Технический паспорт компенсатора

Выбираем  виброкомпенсатор DI7240N-0050 с расчетным давлением 10 бар, превышающим максимальное рабочее давление в устанавливаемой системе и проходным сечением 50 мм.

Стоит отметить, что для успешного монтажа компенсатора требуется точное совпадение размеров ответных фланцев трубопроводов, в случае отсутствия таких данных можно приобрести виброкомпенсатор с ответными фланцами под приварку и смонтировать их на объекте.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан (защитный клапан) – устройство для защиты от повреждения и разрушения элементов гидравлической системы от превышения избыточного давления (рисунок 13).

Рисунок 13. Защитный клапан

Для чего нужен предохранительный клапан

В случае превышения давления в системе выше установленного открывается защитный клапан и сбрасывает избыток давления во внешнюю среду, предотвращая разрушение элементов циркуляционного контура.

Основной причиной повышения давления являются гидравлические удары. Они могут возникнуть при остановке насосов или быстром перекрытии задвижек, что в последствии прекращает перемещение жидкости от насоса, которая начинает двигаться в обратном направлении и происходит удар перед обратным клапаном или задвижкой.

В корпусе клапана установлено запирающее устройство – затвор, которое прижимается пружиной к проходу жидкости. При нормальном давлении в системе клапан закрыт, в случае превышения давления пружина отжимается поднимая затвор и открывая доступ жидкости к выходу из клапана.

Такое устройство рекомендуется устанавливать на линии в расширительный бак (рисунок 1).

Пример подбора предохранительного клапана

Исходные данные:

• Тип крепления – фланцевый,
• Максимальное давление в системе 3,0 бар,
• Проходное сечение присоединяемых трубопроводов 50 мм. ,
• Материал – сталь нержавеющая,
• Рабочая среда – вода.

Алгоритм подбора предохранительного клапана:

В системах циркуляции холодоносителя используется упрощенная схема выбора предохранительного клапана основанная на требуемом давлении открытия, которое рассчитывается исходя из следующих условий:

• При давлении в системе до Р_с≤2,5 бар – открытие клапана Р_с+15%,
• При давлении в системе до Р_с≥2,5 бар – открытие клапана Р_с+10%.

Используя исходные данные, находим требуемое давление настройки клапана

Р_н=3,0+0,3= 3,3 бар.

Поиск подходящей модели в каталоге марки Valtec привел к выбору клапана VT.0490 с давлением полного открытия 3,3 бар (Рисунок 12).

Рисунок 14. Каталог предохранительных клапанов Valtec

Манометры

Манометр – это прибор для измерения избыточного давления в системе или устройствах (рисунок 15).

Рисунок 15. Манометр

Для чего нужен манометр

Давление в системе – один из основных параметров, необходимых для работы системы циркуляции, для измерения, которого устанавливаются манометры.

Механический манометр показывает давление благодаря чувствительному элементу, соединенному со стрелкой. Измеряемое давление поступает через штуцер, под действием которого пружина чувствительного элемента разжимается и перемещаясь двигает стрелку указания давления.

Для каждого насоса следует предусматривать по три манометра:

1. до фильтра
2. после фильтра до насоса
3. после насоса

По первому и второму манометру (до и после фильтра) определяют его степень загрязненности. По второму и третьему манометру определяют развиваемый насосом напор. Всё вместе дает объективную гидравлическую картину системы холодоснабжения.

Дополнительно в системе могут устанавливаться преобразователи давления передающие показания в шкаф управления насосом (контроллер) или системы холодоснабжения.

 

Пример подбора манометра

Исходные данные:

• максимальное давление в системе 3 кгс/см²,
• рабочая среда – вода,
• место установки – на выходе из насоса.

При выборе манометра следует озвучить основные критерии подбора:

• диапазон измерения выбираем, чтобы рабочее давление находилось в 2/3 шкалы измерения,
• класс точности для систем циркуляции выбираем не выше 1,5 (чем ниже, тем точнее),
• диаметр манометра должен позволять размещаться в выбранном месте и хорошо просматриваться.

Рисунок 16. Каталог производителя манометров

Для выбора манометра используем каталог производителя ОАО «Манотомь» (рисунок 16), и выбираем подходящий манометр МПЗ-У с рабочим диапазоном от 0 до 4 кгс/см², классом точности 1,5 и диаметром корпуса 100мм.

Шкаф управления

Шкаф управления насосами – это блок управления, защиты и оповещения о состоянии работы насосами (рисунок 17).

Для чего нужен шкаф управления

Для циркуляции жидкости с требуемыми параметрами используется шкаф управления насосом, который во многих случаях комплектуется частотным преобразователем, устройством плавного пуска и силовыми соединениями. Такое устройство позволяет запускать, останавливать насосы в ручном и автоматическом режиме. Входящие в состав защитные устройства предохраняют насос от работы без перекачиваемой среды или аварийных параметров электрической сети.

Рисунок 17. Шкаф управления насосом

Критерии выбора шкафа управления

В большинстве случаев можно выделить основные задачи шкафа управления:

• Регулирование и контроль работы электродвигателя насоса,
• Отслеживание параметров – давления в системе, температуры подшипников и среды.

Близость расположения циркуляционных насосов позволяет использовать один шкаф для управления всеми насосами гидравлического модуля.

Сложность подбора комплектующих изделий заключается в необходимости первичного проектирования системы управления, в этом случае оптимальным вариантом является сборка и комплектация шкафа на производстве.

При составлении технического задания для изготовителя требуется сообщить критерии системы:

• Количество подключаемых насосов,
• Какие защиты требуются (перегрузки, короткое замыкание, отсутствие перекачиваемой, среды, давления в системе, температура узлов),
• Способ запуска (автоматический, ручной, плавный, прямой),
• Наличие частотного регулирования электродвигателя,
• Мощность электродвигателей,
• Напряжение сети,
• Требования к интеграции в автоматизированную систему холодоснабжения,
• Требования к месту установки и взрывозащите.

В статье рассмотрены вопросы правильного выбора элементов обвязки насосов для систем холодоснабжения. Использование изложенной методики позволит не только повысить надежность и долговечность системы, но и удобство ее эксплуатации.

 

 

Ведущий инженер по насосному оборудованию
Голдобин Александр Сергеевич

Монтаж циркуляционного насоса в систему отопления

  Здравствуйте.

  Сегодня, предлагаю вашему вниманию, пример работы, по улучшению теплоснабжения отдельных помещений, жилого дома с действующей системой отопления.

  Что мы имеем в начале? Тут можно ничего не говорить, просто посмотрите на фото ниже.

 Задача:

• Переделать подачу и обратку от котла до соответствующих коллекторов
• Частично пере-врезать подающий и отводящий трубопровод отопления
• Установить циркуляционный насос на “крыло” радиаторного отопления второго этажа
• Так как, система отопления действующая, и снаружи дома уже довольно прохладно, то медлить нельзя было, работы провести за один день.

 
  Итак, первая задача в такой ситуации – максимально сохранить воду в системе отопления. Что можно предпринять для этого? Котёл был предварительно выключен (нагрев системы, но не циркуляция), и затем отключен от сети. Так же отключен насос контура тёплого пола. Далее, перекрыли все вентили на подающем и обратном коллекторе тёплого пола. Где ещё мы можем сберечь воду? В котле – нет, её полностью нужно слить, так как будут проводится монтажные работы на подключениях к котлу. Остался ещё один приём – перекрываем все радиаторы на ремонтируемом крыле отопления, кроме концевого радиатора. При том, обязательно нужно перекрыть и подающий подвод к радиатору и обратный. А концевой радиатор открываем оба вентиля полностью, и открываем кран Маевского (сбросник воздуха на радиаторе). Такой подход возможен только при двух трубной системе отопления.

  После всех этих манипуляций, приступаем к работе. Начинаем естественно с демонтажа старых (относительно) подводок к котлу. Отвинчиваем обратку (для тех, кто не знает, смотрите значение здесь), и осторожно начинаем отсоединять. Хорошо бы предварительно предусмотреть пару пустых вёдер, для слива в них, а не на пол, воды из системы отопления. Зачастую, на эту процедуру уходит прилично времени, так как сразу полностью не отсоединить патрубки (вода хлынет очень сильно, и может навредить электронике, да и не только ей). Слив воду, демонтируем трубки. Но, так как у нас ещё одно место нужно переделать, то сразу разбираем и подачу с обраткой на самом крыле отопления.

Совет: не поленитесь, подпишите на трубках, часть которых не будет обрезаться, где подача, а где обратка. Это предостережет вас от дальнейших лишних проблем.

  С начала мы “обвязали” котёл, заодно сошли остатки воды с труб за это время.

  Далее собрали насос с гайками (в том числе и резиновыми прокладками) и разборными соединениями. Затем обпаяли подачу и братку, насколько возможно, покрасивее. Теперь прикладываем собранный насос с фитингами к месту его врезки, и отмечаем маркером или карандашом места для разрезов пластиковой трубы, естественно не забывая о стыках (на используемой нами композитной трубе, диаметром 32 мм, это приблизительно 2 см. на один стык). Отметив места резки трубы, вырезаем кусок трубы, разбираем насос для удобства работы (отвинчиваем две гайки). Припаиваем фитинги и после их остывания монтируем насос.

  Процесс монтажа циркуляционного насоса не сложный, но нужно учитывать нюансы.

  Следим за стрелкой на корпусе насоса, показывающей направление движения жидкости, чтобы не перепутать. Совмещаем насос с гайками, выравниваем и насос и прокладку.

  Завинчиваем гайки и затягиваем газовым ключом.

  Ещё, нужно помнить, что ротор насоса должен располагаться в строго горизонтальном положении.

  Это обеспечит его долгий ресурс работы, он не перегреется из-за скоплений воздуха. Борно, или клеммная коробка насоса должны всегда располагаться сверху, или, если это невозможно, то сбоку. При этом электро-кабель должен подводиться снизу в верх. Это минимизирует попадание влаги в насос.

  Установив насос, отвинчиваем винт-пробку на двигателе насоса и плоской отвёрткой проверяем свободно ли прокручивается ротор насоса. Из-за плохого качества воды, это нужно делать перед каждым отопительным сезоном.

  Если всё в порядке завинчиваем винт-пробку обратно.

  Теперь приступаем к запитке системы отопления. В нашем случае это не заняло много времени, так как большую часть воды мы сохранили.

  С начала мы открыли обратку на крыло системы отопления, на котором проводились работы. Сбросив воздух с концевого радиатора, открыли все остальные радиаторы. Закончив запитывать систему, открываем подачу и включаем котёл в работу, при этом, остальные контуры отопления остаются закрытыми. Через некоторое время работы котла, несколько раз ещё сбросив воздух с радиаторов, подключаем все остальные контуры отопления.

  Перед запуском нового насоса обязательно проверьте отсутствие в нём воздуха. Первый пуск делается на максимальной скорости насоса (обычно, это 3 или 4).

P. S. Первоначально был установлен насос UPS 25 — 40 180. Но он оказался слабоват, по ряду причин (зауженные диаметры на коллекторе, зажатая система отопления, изначальные просчёты в проектировании). Насос был заменен на UPS 25 — 60 180. Это немного улучшило ситуацию.

Теги: Учимся навыкам сантехники , Обучающие уроки , Как правильно подключить? , Установка циркуляционного насоса

Контуры рециркуляции горячей воды: самая проблематичная «зеленая функция» прямо сейчас

Контуры рециркуляции горячей воды переживают момент. Они популярны среди сантехников, потому что сокращают количество обращений домовладельцев, которые не хотят открывать краны и ждать горячей воды. Они также довольно недороги в установке — если вы установите их таким образом, что это будет работать очень неэффективно. Циркуляционные петли ЯВЛЯЮТСЯ водосберегающей функцией. Но если вы не будете осторожны, они могут потратить впустую МНОГО энергии. И домовладельцы будут платить за эти петли каждый месяц по своим счетам за коммунальные услуги, пока они владеют домом.

Если кто-то убеждает вас в преимуществах водосберегающих систем рециркуляции и при этом НЕ рассказывает вам о душах и туалетах с низким расходом, стоит задаться вопросом, действительно ли они мотивированы экономией воды. Энергетический штраф — это не просто спекуляция с моей стороны. До того, как рейтинговая система HERS начала наказывать дома за плохо сделанные системы рециркуляции, мы проводили несколько проверок в год среди людей, у которых действительно были большие счета из-за этих систем.

Что такое контур рециркуляции горячей воды и чем он отличается от стандартной системы? Типичная система горячего водоснабжения имеет трубопровод, который идет от водонагревателя в виде «дерева», с основным стволом и меньшими ответвлениями, которые идут к каждому приспособлению. Когда вы открываете кран с горячей водой, вы должны подождать, пока холодная вода не польется из трубопровода, прежде чем вы получите горячую воду. Рециркуляционная система подключается по-другому, используя петлю, которая проходит по всему дому и подходит ко всем приборам, использующим горячую воду. Есть очень короткие патрубки, которые соединяют эту петлю с каждым приспособлением. Насос используется для циркуляции горячей воды по контуру, поэтому горячая вода очень быстро поступает в прибор.

Когда вы понимаете, как работают системы рециркуляции, становится довольно очевидным, что может пойти не так с точки зрения энергии. Во-первых, насос может потреблять много энергии, если он неэффективен и работает постоянно. Во-вторых, вся эта труба, заполненная горячей водой, может отдавать много тепла в дом, особенно если он не утеплен. Зимой вы отапливаете свой дом горячей водой, что обычно не самый эффективный способ обогреть дом. Летом вы все еще отапливаете свой дом, и ваш кондиционер должен работать усерднее, чтобы отводить это тепло. Изоляция труб помогает, но изоляция труб не очень толстая, поэтому вы все равно получите этот эффект.

Итак, контуры рециркуляции сопряжены с потенциально большим энергопотреблением. Первый вопрос, который вы должны себе задать: «Действительно ли он мне нужен?». Если дом меньше и водонагреватель может быть расположен в центре, вы этого не сделаете. Иногда в большом доме у вас может быть два водонагревателя, оба из которых расположены относительно близко к своим приборам. Вы можете быстрее подавать горячую воду к приборам, используя «коллекторную» водопроводную систему. Коллекторные системы имеют «домашнюю трассу» трубы к каждому прибору горячего водоснабжения. Эти хоум-раны могут быть меньше и более прямыми, поэтому вымывание прохладной воды из трубы не займет много времени. Я также призываю клиентов подумать о том, нужна ли им быстрая горячая вода для *каждого* прибора. Вы можете быть довольны водонагревателем, расположенным рядом с вашей главной ванной комнатой, но готовы ждать в редко используемой гостевой ванной или прачечной.

Решение о рециркуляции очень индивидуально. Некоторых моих клиентов это удивит, но я иногда рекомендую рециркуляционные системы. Если я смотрю на все вышеперечисленные стратегии и чувствую, что сантехника в доме слишком далеко друг от друга и не может разумно обслуживаться ни одной из этих стратегий, стоит подумать о рециркуляции. Но вы должны взять на себя обязательство делать это правильно, что не будет бесплатным.

Итак, каковы основные этапы проектирования контура рециркуляции, который тратит меньше энергии?

• Изоляция трубопровода контура: это на самом деле код в Северной Каролине и в большинстве других мест. К сожалению, многие сантехники не знают об этом, потому что это относится к энергетическому, а не к сантехническому кодексу. И инспекторы по строительству многое упускают из виду, потому что на черновом этапе не всегда очевидно, что будет петля, если только они не проследят петлю трубы. Особенно важно утеплить последние несколько метров трубы прямо у водонагревателя, которые часто устанавливаются позже и пропускаются. Полная изоляция изгибов и тройников имеет значение. Изоляция ветвей также помогает.
• Не устанавливайте огромное количество петлевых труб: петля всегда будет обогревать ваш дом, независимо от того, насколько хорошо вы ее изолируете. Поэтому, если вы можете сделать меньше циклов, вы получите меньше нагрева, который вам не нужен. Разместите свою петлю, чтобы приблизиться к этим важным комнатам (главная ванная, кухня и т. д.), и, возможно, вам не нужно подходить так близко к редко используемым комнатам. Я видел дома, которые добавляли 60 футов к петле, чтобы добраться до прачечной, в которой даже не было раковины. Кто-нибудь заметит, если горячая вода подается за минуту? Я видел петли, которые на самом деле уходят в стены, чтобы оказаться на расстоянии 2 футов от светильников. Держать его в полу или потолке действительно должно быть хорошо.
• Используйте регулятор, чтобы насос не работал постоянно: это экономит энергию самого насоса, а также позволяет контуру немного остыть, чтобы уменьшить эффект нагрева дома. Лучшими элементами управления являются либо датчики присутствия, либо кнопки, которые домовладелец может нажать, когда он входит в ванную, чтобы активировать насос только тогда, когда кто-то может использовать горячую воду. Системы, которые используют эти элементы управления, необходимы в более прогрессивных состояниях и дадут вам мгновенную горячую воду с очень небольшим расходом энергии. У меня есть клиенты, успешно устанавливающие их, но, к сожалению, у некоторых возникают проблемы с этим. Менее эффективным, но приемлемым вариантом является использование контроля температуры. Эти контроллеры включают насос только тогда, когда контур остывает.
• Не полагайтесь только на таймеры: Таймеры кажутся хорошей идеей, но они не являются самостоятельным решением, и вы не получаете кредита в рейтинговой системе HERS за таймер. Я думаю, что таймеры могут быть полезны при установке с контролем температуры. Их можно использовать, например, для полного отключения системы на ночь, когда маловероятно, что горячая вода понадобится. Однако днем ​​они малоэффективны. Люди используют горячую воду в довольно случайное время и, как правило, выключают таймеры, когда у них нет горячей воды. Если у вас нет контура, на подачу горячей воды к прибору потребуется гораздо ДОЛЬШЕ, чем в системе без контура, поэтому жильцы, скорее всего, не будут удовлетворены таймером, который, как они заметят, не включен.

Еще одна местная путаница — это «петля будущего». Не позволяйте сантехнику устанавливать «будущую петлю» — такой вещи не бывает. Либо ваша сантехника установлена ​​в виде петли, и вы должны выполнить описанные выше шаги, чтобы сделать это правильно, либо это не так. Идея «будущей петли» заключается в том, что они собираются установить трубопровод в виде петли и добавить насос только в том случае, если вы жалуетесь на то, сколько времени требуется, чтобы получить горячую воду. С этим есть несколько проблем:

• Вы будете жаловаться. Горячая вода подается дольше, если сантехника установлена ​​в виде петли.
• Почти всегда невозможно получить доступ для последующей изоляции всех трубопроводов контура. Мы не устанавливаем в домах «на будущее» ничего, что, как мы знаем, не соответствует сегодняшним строительным нормам. Если у вас есть петля, ее необходимо утеплить.
• Если вы не подсоедините возвратную часть контура, вы создадите мертвую ветвь в своей системе трубопроводов горячей воды. Мертвая ветка — это отрезок трубопровода, который соединяется с вашим активным трубопроводом горячей воды, но никуда не выходит. Там просто висит вода комнатной температуры или чуть выше. К сожалению, бактерии, в том числе вызывающие болезнь легионеров, любят этот диапазон температур. Это рискованная вещь, которую я определенно не хотел бы иметь в своем доме, и которую, вероятно, будет нелегко отследить как причину того, что кто-то заболел.

Я понимаю, что это довольно веский аргумент, когда вы слышите, что позже можете возненавидеть свою систему, так что лучше на всякий случай установить петлю. Однако это не совсем так. СУЩЕСТВУЮТ системы, которые будут работать как рециркуляционный контур, который можно установить позже в существующем доме (я писал о них здесь). Так что, если вы посмотрели на расстояние до ваших приборов и думаете, что вас, скорее всего, не устроит ожидание, у вас не останется вариантов, если вы передумаете.
Так что, безусловно, я хочу, чтобы вы практиковали бережное отношение к воде. Я также полностью согласен с идеей, что вы также можете получить быструю горячую воду. Только не делайте этого в ущерб энергосбережению. Вы можете иметь оба.

Copyright 2020 Эми Массер.

«Коррозия в системах рециркуляции горячей воды и влияние скорости»

Поддержание температуры, давления и расхода в соответствии с расчетными условиями будет способствовать ламинарному потоку и обеспечит достаточный срок службы системы трубопроводов.

Кевин Вонг, MBA, BSc, CAE, и Авишай Москович MBA, P.Eng, LEED AP 

Следующий технический обзор был написан в ответ на запросы, касающиеся коррозии в системах рециркуляции горячей воды и влияния скорости. В статье будут рассмотрены факторы, которые могут повлиять на срок службы труб и фитингов PEX в таких системах, с конкретными рекомендациями как для новых, так и для существующих многоквартирных жилых домов.

Типичная система рециркуляции горячей воды в коммерческом здании состоит из контура трубопровода, в котором горячая вода из резервуаров для горячей воды или бойлеров циркулирует с помощью одного или нескольких насосов. Это позволяет горячей воде достигать большинства точек в здании за относительно короткие периоды времени потребности.

Рисунок 1

В некоторых многоквартирных жилых домах в составе хозяйственно-распределительной системы вода подается под давлением в систему высокого давления, а затем сбрасывается в зоны механических помещений через устройство, включающее редукционные клапаны (ПРВ) , циркуляционный насос и теплообменник к системе подачи низкого давления в отдельные апартаменты (см. рис. 1). Например, согласно Строительному кодексу Онтарио, каждая зона представляет собой группу от восьми до двенадцати этажей, и у нас будет пониженное давление горячего и холодного водоснабжения через предохранительный клапан с 200 фунтов на квадратный дюйм (psi) до адекватная доставляемая сторона низкого давления 80 фунтов на квадратный дюйм. (Это может варьироваться в зависимости от вашего местоположения и органа, обладающего юрисдикцией [AHJ].)

На стороне низкого давления мы контролируем состояние горячей воды в зоне с помощью рециркуляционного насоса, теплообменника и балансировочного клапана, чтобы собрать всю горячую воду и вернуть ее в систему горячего водоснабжения. Как правило, это сложное устройство остается работать без мониторинга или контроля производительности системы. Очень часто эта система даже не отображается в графиках технического обслуживания, предоставленных поставщику услуг застройщиком или владельцем здания.

Традиционно при вводе здания в эксплуатацию балансировочный клапан контура устанавливается и настраивается на расчетную скорость в линии рециркуляции. Часто через пару лет вы обнаружите, что балансировочный клапан был перемещен и больше не находится в правильном положении, а показания расхода или скорости воды в системе отсутствуют. При этом циркуляционный насос работает постоянно без обратной связи по потребности в горячей воде. В этих неконтролируемых рабочих условиях давление, температура и скорость часто поднимаются выше оптимальных рабочих рекомендаций производителя.

Исследования образцов труб и фитингов PEX, взятых из систем рециркуляции горячей воды, выявили несколько факторов, которые способствовали факторам, ведущим к повреждению и отказу системы:

• Скорость воды, превышающая 2 фута в секунду (fps)
• Распределительные линии меньшего размера, создающие более высокие кажущиеся скорости
• Крупногабаритные циркуляционные насосы без байпаса, создающие чрезмерную скорость в периоды низкой нагрузки или на этапе запуска/наладки
• Многократные и/или резкие изменения направления (т. е. короткие 90-градусные фитинги в системе, снижающие энергопотребление всей системы)
• Неспособность вымыть мусор из трубки
• Неправильные соединения
• Неправильное использование дроссельных клапанов для балансировки системы
• Отсутствие технического обслуживания, мониторинга и контроля

Работа системы, при которой температура, давление и расход поддерживаются в соответствии с проектными условиями и соответствуют рекомендациям производителя, будет способствовать ламинарному потоку и обеспечит достаточный срок службы системы трубопроводов.

Чрезмерная скорость

Чрезмерная скорость в системе рециркуляции горячей воды обычно является результатом использования слишком большого насоса, недостаточного размера распределительных линий или проскальзывания системы, что, наряду с отсутствием технического обслуживания, приводит к чрезмерным скоростям.

Доступно несколько вариантов корректирующих действий для устранения проблемы эрозионной коррозии. Все они основаны на уменьшении скорости воды или устранении чрезмерной турбулентности в соединениях и фитингах. Варианты включают байпас вокруг насоса для уменьшения его эффективной производительности, насос меньшей производительности или дроссельный/балансировочный клапан после насоса для ограничения потока, в дополнение к трубам большего размера в затронутых областях.

Температурный эффект

В дополнение к уменьшению расхода рекомендуется ограничить температуру горячей воды для бытовых нужд до оптимальной температуры 140° F (60° C), поскольку повышение температуры питьевой воды может существенно изменить ее коррозионные свойства. воздействие на материалы. Хотя эрозионная коррозия встречается реже, она также может возникать в трубопроводах холодной воды. Это основано на химическом составе воды на входе из распределительной системы или колодца, эффективности очистки воды или уровня фильтрации и результирующей коррозионной активности самой воды. Рекомендации, представленные здесь, рекомендуется соблюдать как в системах горячего, так и в холодном водоснабжении.

Эрозия Коррозия (для систем с латунными фитингами)

Потеря давления протекающей жидкости из-за трения изменяется примерно пропорционально квадрату скорости потока. С увеличением скорости абразивное воздействие на стенку трубы увеличивается, и может возникнуть эрозия трубы. Степень эрозии, вызванной чрезмерной скоростью, зависит от физических характеристик материала трубы или препятствий потоку на стенке трубы, таких как внутренний диаметр (ID) фитингов или минеральные отложения.

Эрозионная коррозия возникает в местах, где в системе возникает турбулентность. Эта турбулентность препятствует нормальному образованию защитной пленки на внутренней стороне трубы или фитинга, а также разрушает поверхность латуни в этом месте. Турбулентность может быть вызвана чрезмерной скоростью, внезапными изменениями направления и препятствиями потоку, такими как ограничительные фитинги (т. е. с меньшим внутренним диаметром, чем размер трубы). Эрозионную коррозию легко определить по характерному внешнему виду поврежденной поверхности (каплеобразные или листообразные ударные кратеры и потертости на некоторых участках).

Хотя вода обычно считается пригодной для питья и, следовательно, чистой, все же бывают случаи, когда мусор, отложения и другие элементы могут очищать внутренние поверхности любого материала трубопровода, а чрезмерная скорость в этих случаях увеличивает риск эрозионной коррозии.

Атака, как правило, наиболее серьезна сразу после сустава или препятствия в системе. Явление кавитации может возникать в системах, когда скорость потока высока и направление потока резко меняется. В фитинге центробежная сила, обтекающая короткий радиус изгиба с высокой скоростью, вызывает увеличение давления на внешней части изгиба и, как следствие, снижение давления в горловине.

Давление в зоне низкого давления внутри изгиба может падать ниже атмосферного, что позволяет образовываться пузырькам. Пузырьки, в свою очередь, схлопываются, когда они попадают в зону нормального давления. Они разрушаются с достаточной силой, чтобы разрушить микроскопические кусочки металла, если они находятся близко к фитингу. Это действие может продолжаться до тех пор, пока не произойдет перфорация через стенку фитинга. Хотя это также может произойти с неметаллическими фитингами, эффекты гораздо менее драматичны из-за эластичности/пластичности материалов и их способности поглощать часть энергии кавитационных эффектов.

Отсутствие наблюдения за работой системы

Как правило, устройство рециркуляции горячей воды остается работать без наблюдения за работой системы или приспособлений. Замена ручных клапанов подключенными клапанами с приводом на горячей, холодной и рециркуляционной линиях позволяет оператору дистанционно отключать и содержать одну зону в случае аварии вместо отключения воды во всем здании. Согласно AWWA, каждый клапан следует регулярно тренировать, но этого никогда не делают. Подключенные клапаны в системе горячего водоснабжения, которые не модулируют на регулярной основе, как в системе HVAC, могут управляться автономно, чтобы гарантировать, что они сработают, когда это необходимо.

Редукционные клапаны представляют собой сложные приспособления, требующие периодического обслуживания для регулировки или замены диафрагмы и пружин. Когда ежегодное или периодическое обслуживание не проводится, неисправные предохранительные клапаны могут вызвать хаос, допуская подачу высокого давления в контуры и комплекты. Подача высокого давления 200 фунтов на квадратный дюйм в трубу с низким номинальным давлением увеличивает риск разрыва, гидравлического удара и/или температурного дисбаланса, что потенциально может привести к ошпариванию. Заменив манометры с ручным управлением датчиком давления, подключенным в режиме реального времени, мы теперь можем понимать работу предохранительного клапана и, что наиболее важно, отправлять оповещение оператору в случае выхода из строя предохранительного клапана и повышения выходного давления выше проектного порога.

Рекомендации

Рис. 2

При проектировании систем циркуляции горячей воды рекомендуется учитывать следующее, чтобы избежать вышеупомянутых эксплуатационных проблем и продлить срок службы системы трубопроводов.

• При применении приведенных выше рекомендаций необходимо соблюдать местные правила и требования AHJ.
• Спроектируйте все системы рециркуляции горячей воды так, чтобы поддерживать скорость ниже 2 футов в секунду. См. раздел 7.6.3.5 Строительного кодекса Онтарио 2012 г. (см. рис. 2) или AHJ в вашем регионе.
• Институт медных труб (CTI) рекомендует 2–3 кадра в секунду для трубы рециркуляции горячей воды. На ½-дюймовых линиях рассмотрите более низкую скорость из-за возможных заусенцев или дефектов из-за возможного некачественного изготовления.
Тест TN-53 Института пластиковых труб (PPI)
• рекомендует следовать рекомендованным производителем максимальным скоростям в ситуациях, выходящих за рамки обычного использования горячей воды, например, при температуре выше 140 ° F (60 ° C) или нетипичных применениях, таких как постоянная скорость. Раздел 6.0 TN-53 объясняет, как результаты чрезмерных температур (условия выше F2023) приводят к хрупкости материала PEX.
Производители
• PEX рекомендуют скорость рециркуляции горячей воды 2–3 кадра в секунду.
• При температурах до 140 ° F (60 ° C) максимальная скорость потока не должна превышать 3–4 кадров в секунду или иное значение, рекомендованное руководством производителя.
• При температурах выше 140° F (60° C) следуйте рекомендациям производителя.
• При компоновке трубопроводов избегайте резких изменений потока в трубопроводе, таких как 90-градусные фитинги для обеспечения ламинарного потока в системе. Следуйте рекомендациям производителя по соединению или сборке трубопровода.
• Что касается технического обслуживания, мониторинга и контроля, современные рыночные технологии Интернета вещей (IoT) могут легко повысить прозрачность и контроль систем рециркуляции горячей воды как при новом строительстве, так и при модернизации. Установив подключенный расходомер и датчики температуры и давления вместо ручных манометров, вы можете поддерживать скорость рециркуляционного потока на оптимальном уровне и продлить срок службы трубы. Подключенные клапаны могут работать автономно, чтобы убедиться, что они работают, когда это необходимо. Кроме того, приложения Интернета вещей, подключенные к облаку, могут экономить энергию, добавляя последовательности ночных отключений в периоды низкого потребления за счет дросселирования рециркуляционного потока горячей воды до минимума.

Кевин Вонг, MBA, BSc, CAE, является канадским менеджером по кодам в Uponor. До прихода в Uponor Кевин в течение 12 лет работал техническим менеджером CIPH и исполнительным директором CWQA. Он работал с MIFAB, Cimatec и Jacques Whitford Environmental Engineers & Consultants в качестве руководителя проекта. Он активно участвует в различных комитетах США, Канады и международных стандартов/кодов, включая NSF, CSA, WQA и National Master Spec of Canada. Кевин был членом Постоянного комитета по сантехнике и ОВК в Codes Canada. Кевин окончил факультет экологических наук Йоркского университета и имеет степень магистра делового администрирования Школы бизнеса им. Шулиха, а также различные сертификаты Университета Торонто и Канадского общества руководителей ассоциаций.

Авишай Москович, P.Eng, LEED AP, директор по маркетингу в компании Reed, отвечающий за продажи и стратегию бренда компании. Ранее он был менеджером по глобальному маркетингу в Armstrong Fluid Technology и инженером-консультантом по механике в AECOM. Авишай окончил инженерный факультет Университета Райерсона и имеет степень магистра делового администрирования в Школе менеджмента Келлогг Северо-Западного университета.