Сухой и мокрый ротор насоса. Насос с мокрым ротором. Принципы монтажа агрегатов с любым ротором

Циркуляционные насосы, используемые для перекачивания воды или негустой однородной жидкости – важная часть отопительной системы. Обеспечивая равномерное движение теплоносителя по трубам, они добиваются равномерного распределения тепла, улучшая рабочие показатели.

Кроме обеспечения движения жидкости по кругу внутри труб отопления, насос может работать в режиме рециркуляции. Рассчитывая его параметры стараются учитывать потери на трение и сопротивление теплоносителя. Высота верхней точки, разводки труб, отопительных приборов мало влияют на работу насоса, ведь жидкость, подающаяся в трубопровод в одном направлении, толкает ее в обратном. Поэтому, осуществляя подбор циркуляционного насоса, можно остановиться на меньшей мощности, чтобы обеспечить нормальное движение теплоносителя.

Расчеты

Устройство циркулярного насоса представляет собой механизм в виде ротора, помещенного внутрь металлического корпуса. На валу ротора закреплено колесо с несколькими лопастями (крыльчатка). При включенном двигателе насоса крылья вращаются и продвигают жидкость по всей системе отопления.

Принцип работы состоит в принудительной транспортировке воды внутри замкнутого контура системы отопления, иными словами, обеспечение циркуляции теплоносителя по трубам и радиаторам. Грамотный подбор такого агрегата обеспечивает его корректную работу без лишних затрат.

Таблица расчета мощности насоса.

Прежде чем выбрать насос, необходимо определить объем воды, которая пройдет за одну минуту через нагревательный котел. Именно такие параметры закладывают производители, уравнивая расход жидкости с мощностью котла. Если установлен нагреватель в 20 кВт, то за одну минуту он пропустит 20 литров теплоносителя.

Далее, необходимо произвести расчет расхода воды в каждом кольце системы отопления (зная мощность радиаторов, этот процесс не составит труда). Расход теплоносителя в трубах напрямую зависит от их диаметра. Дюймовые трубы транспортируют 30 л жидкости в минуту, двухдюймовые – 170 л/мин. Средняя скорость движения воды по отопительной системе равна 1,5 м/сек. Мощность циркулярного насоса можно выбрать с учетом длины трубопровода. Для десятиметрового отрезка тепловой магистрали достаточно напора 0,6м. Следовательно, чтобы наладить подачу воды по 100-метровой отопительной системе, необходимо подобрать насос, способный выдать напор в 6м.

Также можно провести расчет мощности при помощи такой формулы:
Qpu=Qn/1.163xDt [м3/ч], где

• Qpu (измеряется в м3/час) – подача теплоносителя в расчетной точке;
• Qn (измеряется в кВт) – потребляемое тепло на отапливаемой площади;
• Dt – температурная разница в прямом и обратном трубопроводе (в среднем 10-20 °С);
• 1,163 – удельная теплоемкость воды.

Такие расчеты не являются абсолютными, они скорее стандартны. Существуют сложные формулы для более точного выяснения необходимой мощности циркуляционного насоса, но разобраться в них без определенных знаний в области физики будет непросто. Да и агрегаты выпускаются серийно, поэтому подогнать их эксплуатационные параметры под индивидуальные системы отопления можно лишь приблизительно. Поэтому специалисты советуют осуществлять подбор насоса с запасом мощности на 5 – 10% от той, что была получена в результате расчетов. Существуют аппараты с несколькими режимами настройки. В процессе их эксплуатации можно выбрать оптимальные параметры работы.

Владея такими нехитрыми знаниями и заручившись помощью продавца, можно выбрать циркуляционные насос той оптимальной мощности, при которой будет обеспечено тепло во всем помещении.

Виды

Давление жидкости создается роторами, на которых закреплены лопатки. Чаще в конструкции циркуляционного насоса для отопления задействован один ротор, но можно найти вариант и с двумя. Важным условием работы является отсутствие в системе воздуха.

По устройству, исполнению рабочей части, насос бывает с мокрым ротором или сухим. Те, у которых мокрый ротор, специально спроектированы, чтобы он с рабочим колесом находился в перекачиваемой среде. Изменения чаще затрагивают конструкцию корпуса, сделанного таким образом, что через существующие технологические зазоры попадает жидкость, ее постоянное движение осуществляет охлаждение мотора, смазку движущихся деталей.

У циркуляционных насосов, оборудованных мокрым ротором, нет сальника, скользящего торцевого уплотнения. Ротор полностью находится в перекачиваемой среде, что обеспечивает охлаждение, смазку деталей. При вращении ротора вода постоянно проходит через гильзу. Лучший эффект наблюдается, если насос располагается горизонтально, тогда не образуется воздушных пробок внутри мокрого ротора.

То, что все части циркуляционного насоса отопления постоянно находятся в жидкости, не только смазывает движущиеся части, но и поглощает вибрационные шумы, поэтому они практически бесшумны. Чтобы проверить его работу и правильность вращения ротора, пользуются специальным приспособлением или визуально, вскрывая заднюю пробку. Отсутствие шума при работе позволяет широко применять их для индивидуального отопления. Кроме этого, исполнение конструкции насосов, оборудованных мокрым ротором, может быть обычным – для систем отопления, и специальным – для водоснабжения горячей водой, где учитывается возможность минеральных отложений.

В таких случаях жидкость не омывает ротор, не смазывает движущиеся части. Основное достоинство такого типа в возможности перекачивать больший объем жидкости. Преимущество проявляется в установке двигателей большей мощности. Кроме этого, устройство бывает со сплошным валом, на котором установлен мотор с крыльчатками или с соединением муфтой – здесь предусмотрена возможность замены электродвигателя, установки другого с большими параметрами.

Чтобы исключить попадание воды, между насосом и электродвигателем устанавливается торцевое уплотнение, сальник. При вращении между поверхностями появляется тонкая водяная пленка. За счет давления, создаваемого внутри насоса, пленка дополнительно герметизирует вращающиеся части. Основной материал при изготовлении колец – агломерированный уголь, иногда при тяжелых условиях работы уплотнитель изготавливают из керамики, нержавейки.

По конструкции исполнения устройство циркуляционного насоса бывает с фланцевым соединением мотора и муфтовым. Если патрубки (всасывающий, напорный) расположены на одной оси – то это прямоточное исполнение, что допускает их установку непосредственно в линию. Для крепления предусмотрена рама. Кроме крепления к раме насоса, электродвигателя, она сама устанавливается на фундаменте.

Для чего необходим

Схема отопления с циркуляционным насосом позволяет устранить часть проблем, которые характерны для естественного типа движения теплоносителя. Ведь если на выходе из радиатора вода холодная, когда к крайним радиаторам она тоже доходит еле теплая, то поступающая через обратку холодная вода заставляет работать котел на максимуме своих возможностей. При малейших просчетах проектирования, ошибках монтажа - перекос в температуре становится заметен еще больше, особенно когда необходимо прогреть помещение быстро, или при первом запуске системы, что можно заметить по работе котла, по дальним регистрам.

Применение циркуляционного насоса устраняет эти недостатки. Прежде всего, снижаются требования к соблюдению уклонов труб, их проходному сечению, устраняются все пробки, вызванные разницей температур. Проброс тепла наступает равномерно, температура теплоносителя на входе/выходе каждого радиатора практически одинаковая, а разница между теплоносителем перед входом в систему и возвратом его в котел составляет несколько градусов, в пределах десяти.

Насос сильно упрощает проектирование системы трубопроводов.

Что это дает? Стабилизирует работу котла. Если разница в несколько градусов, то на прогрев затрачивается меньший объем газа, рабочий цикл уменьшается. Например, нам нужна температура теплоносителя в 70. Первоначально, когда вода холодная, котел работает на максимальной мощности, но, со временем прогреваясь, картина меняется.

В весенние, осенние месяцы, когда ночами в доме слегка прохладно, а днем комфортно, совместная работа котла, автоматики, циркуляционного насоса могут поддерживать показатели теплоносителя в пределах 40°, что при естественной циркуляции невыполнимо.

Теплоноситель за один проход по системе возвращается, потеряв всего 5°, его температура 65°, при этом в помещениях она одинаковая, тепло распределено равномерно по всем радиаторам, а автоматика отключает работу горелки согласно запрограммированным показателям.

Следующее включение произойдет, когда температура понизится. Это экономичный режим работы, при котором происходит не постоянный нагрев, а только поддержание требуемых температурных параметров. Если на всех радиаторах установлены терморегуляторы, то, задавая необходимые температурные параметры на каждом регистре, например, на кухне, в теплой комнате с южной стороны, понизив их, мы получим дополнительную экономию.

Дополнительные преимущества

При использовании циркуляционного насоса отопления допускается уменьшение диаметра прокладываемых труб. Это проявляется в дополнительной экономии средств, позволяет уменьшить объем воды в системе, соответственно, сокращается объем газа для поддержания нужной температуры, уменьшается время нагрева.

Насос grundfos.

Но существует ряд параметров, вносящих коррективы в расчеты. Основные из них: площадь дома (обычно во внимание берется жилая), теплопроводность материалов, трение жидкости внутри труб. Последнее требование, учитывая текучесть жидкости, может показаться необоснованным, но оно работает. Устанавливаемая на циркуляционный насос опция автоматического регулирования позволит обогреть дом перед вашим приходом, дачу перед выходными, заметно сэкономит электроэнергию. При покупке изделия не забываем обращать внимание на гарантию, продолжительность службы.

Существует несколько основных производителей насосного оборудования, давно зарекомендовавших себя качеством, надежностью. Это бренды Grundfos, DAB, WILO, Pedrollo. Основным отличием в их работе является максимальное внедрение процессов автоматизации производства, что, затрагивая многие этапы, позволяет получить качественную продукцию.

Многими считалось, что для бытового исполнения надо брать циркуляционные насосы с мокрым ротором. Сухороторные циркуляционные насосы использовались для промышленного использования.

Существовало мнение, что насосы с сухим ротором имеют слишком большие размеры и сильно шумят. Однако крупными производителями стали все больше выпускаться бытовые модели циркуляционных насосов, имеющих сухой ротор.

В промышленности используются циркуляционные насосы с сухим ротором.

В бытовом исполнении используются циркуляционные насосы с мокрым и сухим ротором. Для производственных нужд не используются насосы с мокрым ротором, так как их можно производить мощностью до 3 кВт и они не получили широкого распространения.

Плюсы циркуляционных насосов с сухим ротором промышленного исполнения: для них неважно качество теплоносителя, обладают хорошей ремонтопригодностью. Минусом этих насосов является то, что они имеют большие размеры, сильно шумят, поэтому их устанавливают в отдельные помещения, много потребляют электроэнергии.

Что касается бытового исполнения насоса с сухим ротором, то его плюсы:

обладает более высоким КПД;

для него не важна чистота теплоносителя;

обладает хорошей ремонтопригодностью, причем запчасти дешевле насосов, имеющий мокрый ротор;

размерами почти не отличается от мокророторного аналога.

Минусом является большой шум при работе и необходимость регулярной замены торцевого уплотнителя.

Минусы циркуляционных насосов с сухим ротором являются плюсами для насоса с мокрым ротором: бесшумность, не имеет торцевого уплотнения. Недостатком является то, что качество теплоносителя имеет большое значение при эксплуатации. Чем хуже качество перекачиваемой жидкости, тем быстрее насос может выйти из строя.

Учитывая все минусы и плюсы рассмотренных насосов, можно сделать соответствующие выводы. Если для вас не важно качество теплоносителя, то лучше выбирать насос с мокрым ротором, но не известно, что будет с остальной системой отопления.

Если вы хотите, чтобы все работало слажено, лучше использовать мотор с сухим ротором, но при этом надо позаботиться о качестве теплоносителя.

По поводу шумности, каждый решает для себя сам, ведь насос не так часто попадает в поле зрения. КПД не столь важен, так как разница в процентах небольшая, а вот отсутствие необходимости замены торцевого уплотнителя является большим плюсом.

Но техобслуживание следует регулярно проводить вместе с осмотром всей отопительной системы специалистом.

При необходимости обогрева больших помещений общей площадью в несколько сотен квадратных метров давление в системе автономного отопления с естественной циркуляцией (около 0,6 мПа), создаваемой отопительным нагревателем, обычно бывает недостаточным.

Для решения этой задачи можно пойти двумя путями:
1. Соорудить замкнутую систему с использованием труб большого калибра, которые стоят недешево.
2. Включить в систему циркуляционный насос.

Второй вариант является экономически более целесообразным. Благодаря улучшению циркуляции теплоносителя в системе эффективность отопления повышается значительно.

Циркуляционные отопительные насосы делятся на два вида:
1. С мокрым ротором.
Используются в отопительной системе частных домовладений, где протяженность трубопроводов не столь велика.
Ротор насоса, снабженный крыльчаткой, вращаясь внутри корпуса, ускоряет движение теплоносителя. Жидкость, внутри которой вращается ротор, охлаждает и смазывает механизм.
При установке насоса "мокрого типа" следует уделять внимание горизонтальности вала, тогда внутри корпуса всегда будет вода.
Преимущества насосов с мокрым ротором:
- практически бесшумны;
- бесступенчатое переключение скорости вращения ротора;
- надежность в эксплуатации;
- длительный срок службы;
- отсутствие необходимости в техобслуживании;
- простота ремонта и настройки насоса;
- относительная дешевизна.
Недостатки:
- невысокий КПД (не выше 50%)

2. С сухим ротором. Применяются в отопительных системах большой протяженности. Между электродвигателем и рабочей частью ротора установлены уплотнительные кольца, срок службы которых составляет 3 года. Контакт ротора с теплоносителем отсутствует.
Преимущества:
- высокий КПД - около 80%;
Недостатки:
- высокий уровень шума, в связи с чем они устанавливаются в отдельном помещении, оснащенном звукоизоляцией;
- необходимость контроля отсутствия взвешенных частиц в теплоносителе и пыли в окружающем двигатель воздухе во избежание повреждения поверхностей уплотнительных колец, что может вызвать их повреждение и нарушение герметичности.

При выборе типа и модели циркуляционного насоса для системы отопления следует учитывать также их производительность, условия эксплуатации, особенности теплоносителя (его вязкость и плотность), рекомендации и требования производителя к установке и качественным характеристикам перекачиваемой жидкости.

Конструкция насоса с мокрым ротором

В насосах с мокрым ротором ротор особого электромотора погружен в перекачиваемую среду. Разделительная втулка, встроенная в корпус электромотора, защищает катушку статора. Эта втулка изготовлена из немагнитной высоколегированной стали . Вал изготовлен из нержавеющего материала и вращается в графитовых подшипниках. Втулка вала неподвижна. Среда, под давлением перекачиваемая через систему, одновременно её охлаждает и снижает трение в подшипниках.

Установка насоса с мокрым ротором на прямую или обратную линию обеспечивает быстрое и интенсивное перемещение воды. В результате, появляется возможность использовать трубопроводы с меньшим сечением. Это приводит к снижению затрат на систему отопления . Это также означает, что в линиях системы теперь будет существенно меньшее количество воды. Система отопления может быстрее реагировать на колебания температуры и легче поддается регулировке.

Особенности

Отличительной особенностью рабочего колеса центробежного насоса является радиальное перемещение воды. Вал, приводящий во вращение рабочее колесо, изготавливается из нержавеющей стали ; подшипники вала сделаны из спеченного углеродистого или керамического материала. Ротор мотора, установленный на валу, вращается в воде. Вода смазывает подшипники и охлаждает мотор.

Находящийся под напряжением статор мотора окружен разделительным стаканом. Он сделан из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна и имеет толщину стенки от 0,1 до 0,3 мм.

Для специальных применений, например, в системах водоснабжения , используются моторы насосов с фиксированной частотой вращения.

Если насос с мокрым ротором используется, например, в тепловом контуре, а значит предназначен подавать тепловую энергию к радиатору , он должен подстраиваться под меняющуюся тепловую нагрузку здания. Термостатические радиаторные клапаны , установленные перед поверхностями нагрева, определяют интенсивность подачи насоса.

Насосная система отопления

Для того, чтобы уменьшить потребление электроэнергии, необходимо, чтобы моторы насосов с мокрым ротором постоянно меняли частоту вращения. Частоту вращения можно менять вручную с помощью переключателей. Возможна также организация системы автоматики путем установки коммутационной аппаратуры и устройств управления, которые будут срабатывать в зависимости от времени, разности давлений или температуры.

С 1988 г. существуют конструкции со встроенными электронными устройствами, обеспечивающими бесступенчатое регулирование частоты вращения.

Первый полностью электронный насос с мокрым ротором со встроенным устройством бесступенчатого регулирования частоты вращения

Насосы с мокрым ротором, в зависимости от размера и требуемой выходной мощности насоса, работают от сети 1~230 В~ или 3~400 В трехфазного тока.

Насосы с мокрым ротором отличаются малошумной работой и, благодаря своей конструкции, не имеют уплотнений вала.

Конструкция современного поколения насосов с мокрым ротором основана на модульном принципе. В зависимости от размера и требуемой выходной мощности насоса, модули компонуются в различные конфигурации. Таким образом, любой ремонт, который может потребоваться, можно осуществить с меньшими трудозатратами, просто заменив деталь на запасную.

Важным качеством этого типа насосов является их способность самостоятельно удалять воздух во время наладки.

Способы монтажа
Насосы с мокрым ротором поставляются с резьбовыми соединениями с условным проходом до R 1¼. Насосы большего размера имеют фланцевые соединения. Эти насосы могут монтироваться в трубопровод горизонтально или вертикально без сооружения фундамента.

Как было упомянуто раньше, смазка подшипников такого насоса осуществляется рабочей жидкостью. Она также служит охлаждающей жидкостью для электромотора. Поэтому через разделительный стакан должна постоянно циркулировать жидкость.

В несколько этажей потенциала автономной отопительной системы хватает не всегда. Величина давления в ней не перешагивает за черту в 0,6 мПа. Для увеличения давления и совершенствования процесса циркуляции воды нужно либо создать замкнутую линию, состоящую из труб немаленького сечения, либо добавить к оборудованию насосный агрегат. Поскольку трубы стоят по нынешним временам дорого, то лучше и выгоднее.

Только в двадцатых годах одному немецкому механику удалось собрать герметичный двигатель. На его базе через некоторое время подготовили . Почти 30 лет такие конструкции исправно трудились, принимая участи в отоплении жилищ З. Европы и Соединенных Штатов.

Явным недостатком «первобытного» циркуляционного перекачивателя воды было плохое сальниковое уплотнение, быстрый износ которого проявлялся при мизерных изъянах, царапинах на валу, а материал сальника прочностью «не страдал». Оборудование нуждалось в уплотнения, вал – в шлифовке, так что ремонт циркуляционного насоса для того времени – явление нередкое.

70 лет назад родился на свет «мокрый» циркуляционный насос. Его состряпал инженер из Швейцарии. Мотор в этом агрегате ставили на колено, по которому качалась вода, и вода попутно смазывала сальник.

Позднее колено сменили на привычную для сегодняшних реалий улитку, а центробежный аппарат приобрел современные черты во внешнем облике.

Типы циркуляционных насосов для отопления и их устройство

Обводной трубопровод в отоплении – это не что иное, как отрезок трубы, который устанавливается в параллель запорной и регулирующей арматуре. В его задачу входит переключение отопления на естественную циркуляцию в момент прекращения подачи электричества и при оборудования.

Приборы на этом узле устанавливаются согласно движению циркулирующей воды:

• фильтр,
• обратный клапан,
• фланцевый циркуляционный насос.

Введение приборов в стояк совершается через запорные краны. Во время перехода системы на естественную циркуляцию, при выходе из строя приборов вентили на байпасе перекрываются, зато открывается запорный кран под ним.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Для успешного функционирования «мокрого» перекачивателя воды, и чтобы не скапливался воздух в системе, обводное устройство устанавливается горизонтально и снабжается автоотводчиком воздуха. Циркуляционный насос для отопления дома поможет вам в холода.