Циркуляционный насос для отопления принцип работы: механизм работы, виды применяемых агрегатов, советы по выбору

Важно знать: еще одна техническая особенность такого насоса заключается в необходимости закрепления вала в строго горизонтальном положении. Причина в том, что только в этом случае будет обеспечиваться нормальный доступ теплоносителя, выполняющего смазочную роль, к подшипникам.

Отличительной чертой подобных насосов является весьма незначительный уровень шума в процессе их использования и более продолжительный период работы, без необходимого техобслуживания. За счет отсутствия возможности герметизации металлической гильзы, которая при наличии значительной величины ротора отделяет теплоноситель от статора, уровень КПД устройства примерно на 30% ниже показателей «сухого» варианта. В результате этого показатель производительности составляет всего 0.5.

Плюсы и минусы

• игнорирование некоторых огрехов отопительной системы. Во время применения в ней такого насоса, получается обойти некоторые недостатки наподобие зауженных участков или наличия контр уклонов;
• существенное повышение скорости обогрева. За счет возможности разогнать систему в течение нескольких минут и постоянной циркуляции в ней теплоносителя прогревается помещение значительно быстрее;
• современная надежность. Последние модели насосов очень просты и надежны, за счет чего имеют запас рабочего ресурса на долгие годы;
• повышение производительности отопительной системы, целью которого и является использование данного устройства.

Недостатки, которыми обладают циркуляционные насосы в основном финансовые:

• их использование значительно повышает расход электроэнергии, на которой он работают;
• возможность остановки работы из-за отключения электричества. Подобные отключения, в частности, в сильные морозы может привести к серьезным последствиям. Выходом является дополнительное приобретение генератора;
• покупка, модернизация и проведение монтажа устройства также связаны с дополнительными финансовыми затратами.

Циркуляционные насосы очень полезны, в системах с закрытым контуром, когда необходимо повысить давление внутри и общую производительность. Они могут использоваться как в частных, так и в многоквартирных домах, за счет большого разнообразия вариантов, различающихся по мощности и другим характеристикам.

Как работает циркуляционный насос, и как его правильно устанавливать, смотрите в следующем видео:

Как работает циркуляционный насос горячей воды

Горячая вода нужна каждому человеку в повседневной жизни, она используется для поддержания личной гигиены, мытья посуды, стирки, в санитарных целях. Благодаря функционированию централизованной системы горячего водоснабжения и существованию разнообразных автономных индивидуальных водонагревательных приборов горячая вода сегодня присутствует практически в каждом доме и квартире, тем не менее многие люди сталкиваются с рядом проблем: небольшой напор, остывание стояка, длительное протекание холодной воды из крана. В таких случаях пользование горячей водой сложно назвать комфортным, и наиболее оптимальным решением будет установка специального циркуляционного насоса.

Для чего устанавливают циркуляционный насос

В системах горячего водоснабжения циркуляционные насосы выполняют следующие функции:

• Обеспечивают достаточное давление горячей воды;
• Обеспечивают быструю подачу горячей воды.

Благодаря постоянной циркуляции осуществляется смешивание остывшей воды с горячей, благодаря чему при открытии крана не нужно долго ждать, что в свою очередь позволяет существенно снизить расходы воды и сэкономить на оплате коммунальных услуг.

Устройство и принцип работы

По своей конструкции такой насос напоминает дренажную установку:

• Корпус из корозионностойких материалов;
• Ротор с валом;
• Лопастное колесо;
• Электрический двигатель.

Двигатель приводит в движение роторный вал с лопастным колесом. Вода поступает в центр колеса и под воздействием центробежной силы отбрасывается вдоль лопаток и нагнетается в трубопровод под определенным давлением.

Особенности работы системы ГВС с насосом

Принцип работы циркуляционного насоса в системе ГВС абсолютно несложен и заключается в обустройстве замкнутого контура, по которому будет постоянно циркулировать горячая вода. Для автономной системы горячего водоснабжения вся схема будет выглядеть так:

• К накопительному водонагревателю подсоединен замкнутый трубопровод;
• От трубопровода к водозаборным точкам отводятся специальные трубки;
• Насос создает требуемое давление для постоянной циркуляции нагретой воды по трубопроводу;
• Неизрасходованная вода поступает обратно в водонагреватель;
• При открытии крана потребитель моментально получает горячую воду, а водонагреватель автоматически пополняется холодной водой из внешней сети.

Использование циркуляционного насоса абсолютно точно необходимо в тех системах, где есть много водозаборных точек, так как позволяет предотвратить падение напора в случае одновременного использования нескольких кранов. Современные насосы способны сами подстраиваться под текущую ситуацию, автоматически включаться и выключаться, а также изменять свою мощность

Как работает циркуляционный насос

Циркуляционный насос работает путем перекачивания или циркуляции жидкостей, газов или суспензий в контуре или замкнутом контуре. Чаще всего они используются для циркуляции воды в системах водяного охлаждения или отопления. Поскольку материалы, которые они перекачивают, перемещаются по замкнутому контуру, они не тратят много энергии. Например, когда вода сначала перекачивается вверх, она циркулирует по системе и в конечном итоге возвращается в исходное положение.С этого момента насосу требуется только достаточно мощности, чтобы противодействовать сопротивлению или инерции в трубах, чтобы эффективно продвигать воду вперед. Этот процесс повторяется снова и снова.

Поскольку для работы им требуется мало энергии, циркуляционные насосы, разработанные для дома, достаточно малы, чтобы их можно было использовать вместе с водопроводными системами.

Циркуляционные насосы для домашнего использования обычно представляют собой компактные центробежные насосы с электрическим приводом. Как правило, их единственная цель — производить горячую воду по запросу.Без них пользователям придется некоторое время подождать, пока вода нагреется, каждый раз, когда они включают специальные краны. Три основных компонента циркуляционного насоса:

• Опорные подшипники
• Крыльчатка насоса
• Ротор двигателя

Ротор электродвигателя приводит в действие крыльчатку, которая затем толкает воду вперед или вверх. Рабочее колесо похоже на турбину в том смысле, что это колесо с рядом расположенных под углом лопастей. Крыльчатка вращается очень быстро, выталкивая воду и сжимая ее.Двигатель заключен в водонепроницаемый кожух и соединен с крыльчаткой. В то время как циркуляционные насосы достаточно малы, чтобы их можно было устанавливать рядом с водопроводными системами, насосы промышленного типа имеют большую конструкцию, и двигатели обычно устанавливаются в отдельных местах вдали от системы трубопроводов.

Одна из наиболее распространенных целей домашних циркуляционных насосов — исключить ожидание нагрева воды после открытия крана. В типичной системе горячего водоснабжения горячая вода вырабатывается нагревателем и течет по трубам, а затем в краны.После закрытия кранов горячая вода в трубах остывает. Система обогрева будет нагревать воду только после повторного открытия крана, что потребует некоторого времени и приведет к потере воды. Циркуляционный насос устраняет необходимость ожидания нагрева воды и обеспечивает постоянную подачу горячей воды. Энергопотребление минимально, а воды расходуется мало. Они также идеально подходят для районов с ограниченным запасом воды.

Насосы для домашнего использования обычно изготавливаются из бронзы для предотвращения коррозии, поскольку насыщенная кислородом питьевая вода постоянно течет через них.

Еще одно популярное и относительно новое применение циркуляционных насосов — это солнечные водонагревательные системы. В этой установке вода перекачивается в солнечный коллектор, где она будет нагреваться. Затем эта вода поступает в резервуар для воды, где тепло передается воде. Насос снова отправит более прохладную воду обратно в солнечный коллектор для нагрева.

Циркуляционный насос для систем отопления. Принцип работы циркуляционного насоса

Циркуляционные насосы устанавливаются в системах отопления для перемещения теплоносителя от котла к радиаторам и наоборот.Принудительная циркуляция нагретой воды позволяет быстро и равномерно отапливать все помещения дома. Приборы компактны, экономичны, незаметны, но от них во многом зависит качество нагрева. Их успешно применяют в системах с двумя контурами, например, при установке комбинированного отопления — радиаторы плюс теплый пол. При выборе циркуляционного насоса необходимо рассчитать гидравлическое давление в системе, производительность самого устройства, а также учесть некоторые нюансы.

Что такое циркуляционные насосы и чем они отличаются

Устройство и принцип работы всех циркуляционных насосов аналогичны. Устройства состоят из прочного корпуса из нержавеющей стали, одно- или трехфазного электродвигателя, ротора и вращающейся крыльчатки. При включении электродвигателя он вращает ротор с крыльчаткой, за счет чего создается пониженное давление и вода поступает в устройство, а крыльчатка сбрасывает жидкость через отводной патрубок в систему отопления.

Упрощенная схема циркуляционного насоса в системе отопления дома

Различают «сухую» и «мокрую» конструкции. В первом ротор закрыт от воды специальным уплотнительным кольцом, а во втором контактирует с теплоносителем. Сухие насосы сложнее установить, требуют регулярного осмотра и обслуживания, но они более производительны и долговечны. Влажные не нуждаются в уходе, они более долговечные, но их КПД примерно на 20% ниже.

В частных домах обычно устанавливают мокрые насосы, отдавая должное их бесшумной работе.А в котельных, предназначенных для обогрева больших зданий или нескольких построек, часто используют «сухие» приборы из-за их более высокой производительности.

Критерии выбора насоса: какие характеристики учитывать в первую очередь

Производительность. Этот показатель определяет объем жидкости, который насос перекачивает в единицу времени. При расчете производительности потери не учитываются. Соотношение заявленной производительности и реальной выражается через КПД.

Давление.Скорость и качество обогрева помещений зависит от давления, которое прибор создает в системе отопления.

Условия труда. Важны все условия — кубатура помещения, вид и температура теплоносителя, диаметр труб и т.д.

Дополнительные условия. При установке насоса в доме принципиальное значение имеют дополнительные факторы — уровень шума при работе, габариты, сложность монтажа и обслуживания. Если устройство выбирается для отдельной котельной, в которой постоянно контролируется работа системы, то эти характеристики менее важны.

Правильно установленный насос. Условия проверки работоспособности

Как рассчитать требуемую производительность насоса

Стандартная формула для определения производительности насоса (Q) выглядит следующим образом:

Q = 0,86R / TF-TR, где

R — требуемая тепловая мощность;

TF — температура теплоносителя на входе в систему;

т.р. — температура охлаждающей жидкости на выходе.

Стандарты потребности в тепле (R) варьируются от страны к стране.Обычно это 70-100 Вт / кв.м. Помимо теоретических расчетов важна степень теплоизоляции здания. Чем выше теплопотери в помещении, тем более производительное оборудование требуется для его обогрева.

Если дом качественно утеплен, а зимой не бывает сильных морозов, показатель R может составлять 30-50 Вт / кв.м. Примерно такая же необходимая тепловая мощность положена в основу расчетов производительности оборудования производственных помещений.

Таблица теплоемкости для помещений с различной теплоизоляцией

Формула для расчета гидравлического сопротивления

H = 1,3 * (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 + … + ZN) / 10000, где

R потеря давления;

L — длина трубы,

1 — подающий трубопровод;

2 — труба обратная;

Z — сопротивление каждого отдельного элемента системы.

Индикаторы потери давления (R) можно определить из специальной таблицы, предложенной ниже, а сопротивление (Z), создаваемое фитингами и фитингами, указано в технических паспортах.Если технические описания утеряны, вы можете определить сопротивление приблизительно — в процентах от общего сопротивления на прямых участках трубы. На системе управления смесителем потери до 20%, на терморегулирующем вентиле — до 70%, на арматуре — до 30%.

Примечание! Приведенная выше формула является самой простой. Существуют более сложные алгоритмы расчета производительности. При возникновении затруднений обратитесь к специалисту, который поможет спроектировать систему и подобрать оборудование.

Таблица для определения гидравлического сопротивления

Ручное и автоматическое регулирование скорости в современных моделях

Выбор марок и моделей насосов огромен.Многие современные приборы оснащены переключателями скорости, позволяющими контролировать температуру в помещениях. Обычно это трехступенчатые модели. В периоды охлаждения увеличивают скорость движения теплоносителя по трубопроводам, а при нагревании — снижают. Это очень удобно с точки зрения экономии энергозатрат и поддержания комфортного теплового режима.

Есть модели с ручными переключателями, а есть модели, которые управляются автоматически и меняют скорость при понижении или повышении температуры наружного воздуха.При выборе циркуляционного насоса с несколькими режимами работы обычно ориентируются на максимальную номинальную нагрузку и покупают модель, характеристики которой соответствуют этим расчетам или немного ниже. Если есть регулировка скоростей, брать насос «с запасом» мощности нецелесообразно.

Циркуляционный насос с регулируемой скоростью для системы отопления дома

Как выбрать циркуляционный насос для теплого пола

Существуют специальные циркуляционные насосы, предназначенные для установки в системах теплого пола.Они устроены так же, как и модели для водяного радиаторного отопления, но дополнительно оснащены трехходовым клапаном. Вы можете купить обычный насос, вентиль и собрать смесительный узел самостоятельно, либо приобрести готовую конструкцию. Как правило, первый вариант дешевле, а второй удобнее. Если есть навыки апгрейда устройств, лучше все делать самому. Клапан можно выбрать с ручной или автоматической регулировкой. Второй вариант предпочтительнее.

Какая модель лучше всего подходит для обогрева теплиц

Многие владельцы теплиц оборудуют системы отопления с естественной циркуляцией.Это самый простой и дешевый вариант. Часто циркуляционный насос является непозволительной роскошью, если отопление требуется всего несколько недель в году. Если теплицу или теплицу необходимо отапливать на протяжении всего отопительного сезона, без насоса не обойтись. В этом случае его выбирают по тем же критериям, что и для дома. Лучше всего подойдет модель с автоматическим регулированием скорости. Это позволит поддерживать нужную температуру в теплице без вмешательства человека, а при резком охлаждении растения не замерзнут.

Устройство системы отопления теплицы

При выборе циркуляционного насоса обращайте внимание на производителя. Популярные бренды — Grundfos, Wita, Speroni, Wilo, Wester. Претензии к их качеству встречаются крайне редко. Устройства работают долго и в обязательном порядке, стоимость приемлемая. От приобретения «китайца» лучше отказаться. Разница в цене с «солидными» брендами не так велика, но по качеству очень заметна. Китайские модели часто не соответствуют заявленным характеристикам, при работе шумят, быстро выходят из строя.Экономия на насосе приведет к дополнительным расходам — ​​проверено.

Видео: как выбрать насос

При организации отопления загородного дома важно учитывать метраж жилища. Если это не небольшой коттедж, а двух- или трехэтажный дом, общая площадь которого составляет сотни квадратных метров, то естественной циркуляции теплоносителя будет недостаточно для решения проблем с отоплением. В таких системах давление в трубопроводе не будет выше 0.6 МПа и для эффективного движения горячей воды в системе необходимо подключить циркуляционный насос. Чтобы правильно выбрать такой агрегат, выбрать подходящее место для установки, нужно понимать принцип работы этого приспособления.

Характеристики агрегата

Циркуляционный насос — это устройство, которое работает в замкнутой системе отопления и осуществляет движение воды в трубопроводе. Агрегат поддерживает определенную температуру теплоносителя в системе. Устройство не компенсирует потерю теплоносителя и не заполняет систему.Заполнение системы осуществляется за счет специального насоса или определенного давления в трубах.

Принцип работы циркуляционного насосного оборудования основан на создании непрерывной циркуляции жидкости в системе без изменения показателя давления. Поскольку после установки устройство работает непрерывно, основными требованиями к таким насосам являются низкий уровень шума при работе, экономичное энергопотребление, надежность, долговечность и простота использования.

Важно: циркуляционные насосы — это компактные устройства, не занимающие много места и не создающие шума при работе.

Сфера применения циркуляционных агрегатов для систем отопления достаточно обширна. Их установлено:

• в традиционных радиаторных системах;
• при устройстве водяного теплого пола;
• в геотермальных системах;
• при организации горячего водоснабжения коттеджей и дач.

В отличие от систем с принудительной циркуляцией для данного насосного оборудования не требуются трубы увеличенного диаметра. Кроме того, устройство имеет следующие преимущества:

• скорость обогрева помещения;
• котел можно установить в любом подходящем месте;
• минимизированы потери теплоносителя и воздушные пробки;
• за счет теплового реле обеспечивается автоматический контроль температурного режима;
• снижение затрат на электроэнергию за счет использования автоподстройки частоты вращения ротора;
№
• , поскольку жидкость в нагревательные приборы постоянно подается, увеличивается срок их службы.

Разновидности циркуляционных насосов

Чтобы понять, как работает это устройство, необходимо знать различия между двумя типами циркуляционного насосного оборудования. Хотя принцип работы системы отопления на основе теплового насоса принципиально не меняется, два типа таких агрегатов различаются особенностями работы:

1. Насос с мокрым ротором из нержавеющей стали, чугуна, бронзы или алюминия. Внутри — керамический или стальной двигатель. Рабочее колесо из технополимера установлено на валу ротора.Когда лопасти ротора вращаются, вода в системе приводится в движение. Эта вода одновременно служит охладителем двигателя и смазкой для рабочих элементов устройства. Поскольку схема «мокрого» устройства не предусматривает использование вентилятора, агрегат работает практически бесшумно. Такое оборудование работает только в горизонтальном положении, иначе устройство просто перегреется и выйдет из строя. Основные преимущества мокрого насоса в том, что он не требует обслуживания, а также имеет отличную ремонтопригодность. Однако КПД устройства составляет всего 45%, что является небольшим недостатком.Но для бытового использования этот агрегат как нельзя лучше подходит.
2. Насос с сухим ротором отличается от своего аналога тем, что его двигатель не контактирует с жидкостью. В связи с этим агрегат имеет меньшую долговечность. Если устройство работает «всухую», то риск перегрева и выхода из строя невелик, но есть риск утечки из-за истирания уплотнения. Поскольку КПД сухого циркуляционного насоса составляет 70%, рекомендуется использовать его для решения коммунальных и производственных проблем. Для охлаждения двигателя в схеме устройства предусмотрено использование вентилятора, вызывающего повышение уровня шума при работе, что является недостатком этого типа помпы.Поскольку вода в данном агрегате не выполняет функцию смазки рабочих элементов, необходимо периодически осматривать и смазывать детали в процессе работы агрегата.

В свою очередь, «сухие» циркуляционные агрегаты по типу установки и подключения к двигателю делятся на несколько типов:

• Консоль. В этих устройствах двигатель и корпус имеют свое место. Они разделены и прочно закреплены на нем. Приводной и рабочий вал такого насоса соединены муфтой.Для установки такого устройства необходимо построить фундамент, а обслуживание этого устройства стоит довольно дорого.
• Моноблочные насосы могут эксплуатироваться три года. Корпус и двигатель расположены отдельно, но объединены в моноблок. Колесо в таком устройстве установлено на валу ротора.
• Вертикальный. Срок использования этих устройств достигает пяти лет. Это герметичные передовые агрегаты с прокладкой на лицевой стороне из двух полированных колец.Для изготовления уплотнителей используются графит, керамика, нержавеющая сталь, алюминий. Когда прибор работает, эти кольца вращаются относительно друг друга.

Также в продаже есть более мощные аппараты с двумя роторами. Такая двойная схема позволяет увеличить производительность устройства при максимальной нагрузке. В случае выхода одного из роторов его функции может взять на себя второй. Это позволяет не только усилить действие агрегата, но и сэкономить электроэнергию, ведь при снижении потребности в тепле работает только один ротор.

Как работает агрегат?

Принцип работы циркуляционного агрегата очень похож на работу дренажного насоса. Если это устройство установлено в системе отопления, оно вызовет движение теплоносителя из-за захвата жидкости с одной стороны и выталкивания ее в трубопровод с другой стороны. Все это происходит за счет центробежной силы, которая образуется при вращении колеса с лопастями. Во время работы устройства давление в расширительном бачке не меняется.Если вы хотите повысить уровень теплоносителя в системе отопления, установите подкачивающий насос. Циркуляционный блок только помогает преодолевать силы сопротивления воды.

Схема установки устройства выглядит так:

• На трубопроводе с подачей горячей воды от водонагревателя установлен циркуляционный насос.
• На участке линии между насосным оборудованием и подогревателем устанавливается обратный клапан.
• Трубка между обратным клапаном и циркуляционным насосом переходит в обратную трубу.

Данная схема установки подразумевает выпуск теплоносителя из устройства только в том случае, если агрегат залит водой. Чтобы жидкость оставалась в колесе длительное время, в конце трубопровода встраивается ресивер с обратным клапаном.

Циркуляционные насосы, используемые в бытовых целях, могут достигать скорости охлаждающей жидкости до 2 м / с, а агрегаты, используемые в промышленной области, ускоряют охлаждающую жидкость до 8 м / с.

Стоит знать: любой тип циркуляционного насоса работает от сети.Это довольно экономичное оборудование, так как мощность двигателя больших промышленных насосов составляет 0,3 кВт, а у бытовой техники — всего 85 Вт.

Насосное устройство

Основными элементами, составляющими циркуляционный насос, являются:

• корпус из нержавеющей стали, бронзы, чугуна или алюминия;
• вал ротора и ротор;
• рабочее колесо или крыльчатка;
• двигатель.

Рабочее колесо, как правило, представляет собой конструкцию из двух параллельных дисков, соединенных между собой радиально изогнутыми лопатками.Один из дисков имеет отверстие для протекания жидкости. Второй диск фиксирует крыльчатку на валу двигателя. Охлаждающая жидкость, проходящая через двигатель, действует как смазка и охладитель для вала ротора в месте расположения крыльчатки.

Поскольку статор двигателя находится под напряжением, он отделяется от ротора с помощью чашки из нержавеющей стали или углеродного материала. Стенки чашки толщиной 0,3 мм. Ротор закреплен на керамических или графитовых подшипниках скольжения.

Сжигание классических видов топлива (газ, дрова, торф) — один из древних способов получения тепла.Однако истощение традиционных источников энергии побудило людей искать более сложные, но не менее эффективные альтернативы. Одним из них было изобретение теплового насоса, работа которого основана на школьных законах физики.

Работа теплового насоса

На первый взгляд, сам принцип работы тепловых насосов основан на нескольких простых законах термодинамики и свойств жидкостей и газов:

1. Когда газ переходит в жидкое состояние (конденсация), выделяется тепло
2. Когда жидкость переходит в газ (испарение), поглощается тепло

Большинство жидкостей могут закипать при достаточно высоких температурах, близких к 100 градусам.Но есть вещества с довольно низкими температурами кипения. Во фреоне она примерно 3-4 градуса. Превратившись в газ, он легко сжимается, и температура внутри резервуара начинает повышаться.

Теоретически фреон можно сжимать до любой нужной температуры, но на практике она ограничивается 80-90 градусами, которые необходимы для полноценной работы классической системы отопления.

Каждый сталкивается с тепловым насосом более одного раза в день, когда проходит мимо холодильника.Однако в нем он работает в обратном направлении, забирая тепло продуктов и рассеиваясь в атмосфере.

Видео о технологии работы:

Контур теплового насоса

КПД большинства тепловых насосов основан на тепле почвы, в которой в течение года температура практически не колеблется (в пределах 7-10 градусов). Тепло перемещается между тремя контурами:

1. Отопительный контур
2. Тепловой насос
3. Контур рассола (он же земляной)

Классический принцип работы тепловых насосов в системе отопления состоит из следующих элементов:

1. Теплообменник, передающий внутреннее тепло во внутренний контур
2. Устройство сжатия
3. Второе теплообменное устройство, передающее энергию, полученную во внутреннем контуре, в систему отопления
4. Механизм понижения давления в системе (дроссель)
5. Рассольный контур
6. Зонд заземления
7. Отопительный контур

Труба, выполняющая роль первичного контура, помещается в колодец или закапывается прямо в землю.По нему движется незамерзающий жидкий теплоноситель, температура которого повышается до аналогичной земной (около +8 градусов) и попадает во вторичный контур.

Вторичный контур отбирает тепло от жидкости. Циркулирующий внутри фреон закипает и превращается в газ, который отправляется в компрессор. Поршень сжимает его до 24-28 атм, из-за чего происходит повышение температуры до + 70-80 градусов.

На этой рабочей стадии энергия сосредоточена в одном маленьком сгустке.За счет этого повышается температура.

Горячий газ поступает в третий контур, который представлен системами горячего водоснабжения или даже отопления дома. При теплопередаче возможны потери до 10-15 градусов, но они незначительны.

При остывании фреона происходит понижение давления, и он снова переходит в жидкое состояние. При температуре 2-3 градуса попадает во второй контур. Цикл повторяется снова и снова.

Основные типы

Принцип работы тепловых насосов устроен так, что они легко работают без перебоев в широком диапазоне температур — от -30 до +40 градусов.Наибольшей популярностью пользовались следующие два типа моделей:

• Тип абсорбции
• Тип сжатия

Модели абсорбционного типа имеют довольно сложное устройство. Полученную тепловую энергию они передают напрямую через источник. Их эксплуатация значительно снижает материальные затраты на потребление электроэнергии и топлива. Компрессионные модели теплопередачи потребляют энергию (механическую и электрическую).

В зависимости от используемого источника тепла насосы делятся на следующие типы:

1. Утилизация вторичного тепла — самые дорогие модели, получившие популярность для обогревателей в промышленности, в которых вторичное тепло, произведенное из других источников, никуда не расходуется
2. Антенна — забирает тепло из окружающего воздуха
3. Geothermal — выберите тепло от воды или земли

По типу ввода / вывода все модели можно классифицировать следующим образом — почва, вода, воздух и их различные комбинации.

Геотермальные тепловые насосы

, которые делятся на два типа: закрытого и открытого типа.

Простое расположение открытых систем позволяет нагревать проходящую внутри воду, которая впоследствии повторно попадает в грунт. Идеально работает при наличии неограниченного объема чистого жидкого теплоносителя, который после расхода не наносит вреда окружающей среде.

Закрытые системы геотермальных тепловых насосов делятся на следующие разновидности:

• Вода — находится в пруду на незамерзающей глубине
• При вертикальном расположении — коллектор размещается в колодце на глубину до 200 м и применим на участках с неровным рельефом
• При горизонтальном расположении — коллектор укладывается в землю на глубину 0.5-1 м, очень важно обеспечить большой контур на ограниченной площади

Насос воздух-вода

Один из самых универсальных вариантов — воздушно-водяная модель. В теплые периоды года он очень эффективен, но зимой урожайность может значительно упасть.

Достоинством системы является простота установки. Подходящее оборудование можно установить в любом удобном месте, например, на крыше. Тепло, которое выводится из комнаты в виде газа или дыма, можно использовать повторно.

Тип вода-вода

Тепловой насос вода-вода — один из самых эффективных. Но его использование может быть ограничено наличием поблизости водоема или недостаточной глубиной, на которой зимой не бывает значительного понижения температуры.

Низкопотенциальная энергия может быть выбрана из следующих источников:

• Грунтовые воды
• Открытые пруды
• Промышленные сточные воды

Самый простой принцип работы тепловых насосов для моделей, забирающих тепло в водоеме.Если вы решили использовать грунтовые воды, возможно, вам придется пробурить скважину.

Тип грунтовые воды

Тепло из почвы можно получать круглый год, так как на глубине 1 м температура практически не меняется. В качестве теплоносителя используют «рассол» — незамерзающую жидкость, которая циркулирует.

Одним из недостатков системы почва-вода является необходимость большой площади для достижения желаемой эффективности. Его пытаются выровнять, прокладывая трубы кольцами.

Коллектор можно поставить в вертикальное положение, но требуется колодец глубиной до 150 м.Внизу монтируются зонтики, отводящие тепло почвы.

Плюсы и минусы систем отопления с тепловым насосом

Тепловые насосы широко используются в системах отопления частных жилых или производственных помещений. Они постепенно заменяют более классические источники энергии за счет надежности и эффективности.

Среди множества преимуществ, которые обеспечивают работу теплового насоса, можно выделить:

• Экономия материала на обслуживании системы и охлаждающей жидкости
• Насосы работают полностью автономно
• В окружающую среду не выделяются вредные продукты сгорания и другие токсичные вещества.
• Пожарная безопасность навесного оборудования
• Возможность простого реверса системы

Несмотря на множество преимуществ, необходимо учитывать отрицательные стороны работы теплового насоса:

• Крупные первоначальные вложения в оборудование системы отопления — от 3 до 10 тысяч долларов
• В холодное время года, когда температура сбрасывается ниже -15 градусов, нужно подумать об альтернативных вариантах обогрева
• Отопление, основанное на работе теплового насоса, наиболее эффективно только в системах с низкотемпературным теплоносителем

Еще одно схематичное видео:

Обобщить

Узнав и усвоив принцип работы теплового насоса, вы можете подумать и определиться с целесообразностью его установки и использования.Первоначальные затраты, которые могут показаться очень большими, вскоре окупятся и начнут приносить своеобразную прибыль в виде экономии на классическом топливе.

Тепловые насосы воздух-вода: принципы работы

Последнее изменение: 22 февраля 2021 г.

Общие сведения о тепловых насосах воздух-вода

Тепловые насосы «воздух-вода» могут обеспечить эффективное отопление и охлаждение для вашего дома, особенно если вы живете в умеренном климате.После правильной установки тепловой насос воздух-вода может предложить дому от полутора до трех раз больше тепловой энергии, чем затрачиваемое им электричество. Это может произойти из-за того, что тепловой насос передает тепло, а не преобразует его из какого-либо вида топлива, как это делают обычные системы внутреннего сжигания.

Хотя воздушные тепловые насосы используются в большинстве Соединенных Штатов и Скандинавских стран, они, как правило, не очень хорошо работают при отрицательных температурах. В климате с холодными зимними температурами тепловые насосы воздух-вода могут оказаться неэффективными для удовлетворения всех ваших потребностей в отоплении.Если вам нужно было установить систему газового отопления в качестве резервной, вы можете решить эту проблему. Однако тепловые насосы «воздух-вода», специально разработанные для холодного климата, начали давать многообещающие результаты.

Как работают тепловые насосы воздух-вода?

Полная и современная система теплового насоса обеспечивает эффективное энергосбережение и снижение выбросов углекислого газа. Производство тепла безопасно и экономично благодаря встроенному водонагревателю, погружному нагревателю, циркуляционному насосу и системе климат-контроля во внутреннем блоке.Тепло поступает извне через наружный блок, где хладагент циркулирует в замкнутой системе трубопроводов, передавая тепло от источника к внутреннему блоку. Критерии передачи тепла можно упростить следующим образом:

1. Наружный блок забирает тепло из окружающего воздуха и передает его охлаждающей жидкости
2. A Компрессор увеличивает температуру охлаждающей жидкости
3. Хладагент передает тепло в резервный бак горячей воды через теплообменник
4. Горячая вода циркулирует в радиаторах и кранах
5. Холодная вода перекачивается обратно в бак
6. Охлаждающая жидкость переходит из бака в наружный блок

Если выполнить описанный выше процесс в обратном порядке, хладагент в наружном блоке будет забирать тепло из воды и выделять его во внешнюю среду, таким образом, тепловой насос может охлаждать дом при необходимости.Подробнее о том, как работают воздушные тепловые насосы, читайте здесь.

Воздушные тепловые насосы Advanced Technologies

Как и в любом новом секторе технологий, достижения всегда рядом. В секторе тепловых насосов нет исключения. Вот почему три новые системы выросли достаточно, чтобы вызвать интерес:

• Чиллер с обратным циклом (RCC) — он позволяет вам выбирать из широкого спектра систем распределения отопления и охлаждения, таких как системы теплого пола и системы принудительной подачи воздуха с несколькими зонами.Это дает вам возможность работать с максимальной эффективностью даже при низких температурах. Система RCC рекомендуется для полностью электрических домов.

• Тепловой насос для холодного климата — он оснащен двухскоростным двухцилиндровым компрессором для эффективной работы, а также резервным бустерным компрессором, который позволяет системе эффективно работать даже при -9,4. Он также оснащен пластинчатым теплообменником, который также известен как «экономайзер», который дополнительно увеличивает производительность теплового насоса до температуры ниже -18 градусов Цельсия.Эта система скоро станет доступной и для бытовых потребителей.

• Тепловой насос для всех климатических условий — производитель заявил, что он может работать даже в самых холодных зимних условиях без производного тепла, поддерживая приятную температуру в помещении даже при температурах на улице ниже -20. Этот тепловой насос может снизить расходы на отопление и охлаждение примерно на 25–60 процентов. Система All Climate включает отопление в качестве основной функции, поэтому первоначальные затраты высоки, но система продолжает улучшаться ежедневно, поэтому экономия энергии более чем компенсирует первоначальные затраты.

В заключение хочу сказать, что тепловой насос «воздух-вода» — это путь в будущее в вопросах экологически чистых систем отопления. Хотя первоначальные затраты высоки, выгоды можно будет увидеть через год после того, как ваши инвестиции будут сделаны, и сожаление будет последним, о чем вы будете думать.

Тепловой насос vs. циркуляционный насос + тепловой насос. (a) Стандартный тепловой насос …

Контекст 1

… поток тепла из земли в слой трубопровода стены требует перекачивания энергии. Вместо того, чтобы повышать температуру этого тепла с помощью теплового насоса, чтобы здание можно было обогревать напрямую, часть тепла грунта используется непосредственно в стене, чтобы снизить потребность здания в тепле. Это позволяет сравнить типичный COP теплового насоса и общий COP этой активной системы. Активную систему COP можно рассматривать двояко. Во-первых, КПД простого насоса можно описать как количество тепла, которое подводится к стене, непосредственно по отношению к подводимой работе насоса.Во-вторых, виртуальный коэффициент теплопередачи при обогреве можно определить как количество тепловых потерь, которые предотвращаются или блокируются слоем трубопровода в стене по сравнению с затратами насосной работы для достижения этого эффекта. Второе соотношение представляет собой наиболее реалистичное сравнение с COP теплового насоса, поскольку оно напрямую связано с потребностью здания в тепле. Это сравнение проиллюстрировано на Рисунке 2. Для того, чтобы провести такое сравнение COP, необходимо оценить фактические затраты на перекачивание, которые зависят от размера здания и наружной температуры.Поэтому используется очень общая модель здания вместе с данными о погоде для Цюриха, Швейцария [19]. Предполагалось кубическое здание со стенами и крышей 10 м на 10 м. Предполагалось, что оболочка кубического здания была построена из бетонной стены толщиной 18 см, как описано выше. Это в сочетании с топологией горизонтального поперечного потока, расстоянием между трубопроводами и диаметрами труб позволило рассчитать падение давления в системе. Это также позволило оценить необходимый размер и глубину грунтового теплообменника.Тогда также можно было бы учесть расходы на перекачку геотермального соединения для каждой стены. Общая потребность здания в отоплении за отопительный период была оценена для случаев (a) и (b) на Рисунке 2. Мы рассчитали потребность в эксергии интегрированной системы теплового насоса для случая (a) и теплового насоса и циркуляционных насосов для случая (б). Это включает в себя анализ характеристик активной стены …

Контекст 2

… поток тепла из земли в слой трубопровода стены требует перекачивания энергии.Вместо того, чтобы повышать температуру этого тепла с помощью теплового насоса, чтобы здание можно было обогревать напрямую, часть тепла грунта используется непосредственно в стене, чтобы снизить потребность здания в тепле. Это позволяет сравнить типичный COP теплового насоса и общий COP этой активной системы. Активную систему COP можно рассматривать двояко. Во-первых, КПД простого насоса можно описать как количество тепла, которое подводится к стене, непосредственно по отношению к подводимой работе насоса. Во-вторых, виртуальный коэффициент теплопередачи при обогреве можно определить как количество тепловых потерь, которые предотвращаются или блокируются слоем трубопровода в стене по сравнению с затратами насосной работы для достижения этого эффекта.Второе соотношение представляет собой наиболее реалистичное сравнение с COP теплового насоса, поскольку оно напрямую связано с потребностью здания в тепле. Это сравнение проиллюстрировано на Рисунке 2. Для того, чтобы провести такое сравнение COP, необходимо оценить фактические затраты на перекачивание, которые зависят от размера здания и наружной температуры. Поэтому используется очень общая модель здания вместе с данными о погоде для Цюриха, Швейцария [19]. Предполагалось кубическое здание со стенами и крышей 10 м на 10 м. Предполагалось, что оболочка кубического здания была построена из бетонной стены толщиной 18 см, как описано выше.Это в сочетании с топологией горизонтального поперечного потока, расстоянием между трубопроводами и диаметрами труб позволило рассчитать падение давления в системе. Это также позволило оценить необходимый размер и глубину грунтового теплообменника. Тогда также можно было бы учесть расходы на перекачку геотермального соединения для каждой стены. Общая потребность здания в отоплении за отопительный период была оценена для случаев (a) и (b) на Рисунке 2. Мы рассчитали потребность в эксергии интегрированной системы теплового насоса для случая (a) и теплового насоса и циркуляционных насосов для случая (б).Сюда входит анализ производительности активной стенки …

Циркуляционный насос | КСБ

Циркуляционные насосы — это центробежные насосы, предназначенные для создания принудительной циркуляции в замкнутой системе. Примерами являются системы отопления для горячей воды (см. Циркуляционный насос) или высокотемпературной горячей воды при температурах выше 120 ° C (см. Насос горячей воды), системы теплопередачи (см. Теплопередающий насос), котлы с принудительной циркуляцией (см. , рис. 3). Циркуляционный насос ) и контуры реактора (см. Насос реактора).Они также используются в открытых системах (например, в системах фильтрации плавательных бассейнов). См. Рис. 1 Циркуляционный насос

Конструкция циркуляционного насоса часто определяется часто высокой температурой перекачиваемой жидкости и относительно низким напором (по отношению к давлению в системе), который соответствует потерям напора (см. Потеря давления) в циркуляционной системе. В замкнутых насосных контурах используются разные типы циркуляционных насосов
: циркуляционные насосы с уплотнением вала или без него, а также специальные конструкции.

Циркуляционный насос с уплотнением вала

Циркуляционные насосы с уплотнением вала часто представляют собой горизонтальные насосы с приводом от электродвигателей (см. Привод) или паровых турбин. Валы их насосов защищены от полного давления закрытой системы охлаждаемыми сальниками или механическими уплотнениями. Упорный подшипник (см. Подшипник качения) должен быть особенно прочным, чтобы выдерживать высокое статическое осевое усилие. См. Рис. 2 Циркуляционный насос

Этот тип насоса обычно является экономичным решением для системного давления до 100 бар.Для более высоких давлений в системе используются циркуляционные насосы без уплотнения вала.

Циркуляционный насос без уплотнения вала

Циркуляционные насосы без уплотнения также называются циркуляционными насосами с мокрым ротором. Часто это вертикальные насосы, приводимые в движение двигателями с мокрым ротором с баком или без него (см. Герметичный моторный насос). См. Рис. 3 Циркуляционный насос

Насос и электродвигатель заключены в общий герметичный корпус с тепловым барьером между насосной частью и моторной частью.Тепловой барьер, который может быть активным или пассивным, позволяет насосному агрегату работать с жидкостями с температурами до 420 ° C.

Подшипники (см. Подшипник скольжения) смазываются перекачиваемой жидкостью. Давление в системе практически не ограничено. Полностью герметичная конструкция делает эти насосы пригодными для работы с опасными или ценными жидкостями.

Специальные конструкции циркуляционных насосов

Циркуляционные насосы также могут быть специально разработаны для конкретных применений:

• Со специальными рабочими колесами для смесей или суспензий жидкость / газ
• С системами уплотнения, включающими газовую подушку или отвечающими другим специальным требованиям ядерного реактора технология
• С нагревательными приборами для быстро затвердевающих жидкостей
• С защитной футеровкой, предотвращающей эрозию
• Взрывозащищенные конструкции (см. Взрывозащита)

Инжир.1 Циркуляционный насос: самовсасывающий циркуляционный насос из пластика для систем фильтрации плавательных бассейнов.

Рис.2 Циркуляционный насос: Горизонтальный насос с охлаждаемым уплотнением вала для котельных установок с принудительной циркуляцией

Рис. 3 Циркуляционный насос: Вертикальный насос, циркуляционный насос с мокрым ротором и тепловым барьером для паровых электростанций.

Эксплуатация системы теплоносителя с горячим маслом

Эксплуатация системы теплоносителя с горячим маслом

Эксплуатация системы жидкого теплоносителя с горячим маслом не так уж и сложна, если вы знаете основы.

Эксплуатация системы жидкого теплоносителя с горячим маслом может быть простой, если вы понимаете компоненты системы, как правильно запускать и останавливать систему, а также общие рабочие процедуры. Некоторые другие вещи, которые вам необходимо знать, — это как слить систему горячего масла, как заправить систему, и как правильно выполнить процедуру запуска после заправки новой жидкостью-теплоносителем.

Компоненты системы и их функции — Система состоит из насоса, который проталкивает теплоноситель через систему изолированных трубопроводов к нагревателю к технологическому оборудованию.В системе есть расширительный бак, позволяющий расширять горячее масло при его нагревании и сужать при охлаждении горячего масла. Чтобы удалить твердые частицы из системы, некоторые системы имеют установки фильтрации в потоке или с боковым потоком (предпочтительный метод). Встроенный фильтр фильтрует 100% потока, тогда как боковой поток забирает 10% или меньше расхода системы.

В системе горячего масла используются насосы двух типов. Существует шестеренчатый насос (редко используемый) и центробежный насос (предпочтительный тип насоса, поскольку он может обеспечивать более высокие скорости потока для обеспечения турбулентного потока через нагреватель).Насос подобен нашему сердцу. Он поддерживает поток теплоносителя, и если он когда-нибудь остановится, в системе возникнут серьезные проблемы. Для нас остановка сердца означает смерть. Поэтому нам нужно сделать все, что в наших силах, чтобы насос проталкивал теплоноситель через систему при включенном обогреве! Таким образом, подключение помпы к резервной системе батареи / генератора было бы разумным решением, чтобы убедиться, что вы защищены во время отключения электричества.

Есть много типов теплоносителей.Я предпочитаю неопасный, нетоксичный жидкий теплоноситель на органической нефтяной основе. Большинство систем любого размера очень эффективно работают с этим типом жидкости. Некоторые преимущества заключаются в том, что утилизация осуществляется так же, как и использованное моторное масло или гидравлическое масло, и что масло защищает систему от ржавчины изнутри. Существуют синтетические жидкие теплоносители, которые требуют, чтобы вы соответствовали стандартам и правилам EPA по эксплуатации и утилизации. Для меня это слишком много работы, когда конечный результат с органическими жидкостями предоставляет пользователю безопасную и эффективную альтернативу.Тем не менее, в некоторых случаях подойдет только синтетический продукт. Мне нравится думать, что теплоноситель в системе горячего масла похож на нашу кровь в нашей системе циркуляции. Здоровая кровь заставляет нас жить дольше и работать более эффективно, и жидкий теплоноситель ничем не отличается от системы горячего масла. Так почему бы кому-то не добавить в свою систему что-то, что способствовало бы безопасности и здоровью?