Классификация насосов

Домашний вид коммуникаций или отопление многоэтажного дома допускает устанавливать агрегаты с различными решениями узла «турбина-ротор».

Модели с мокрым ротором

Крыльчатка и ротор контактируют с рабочим теплоносителем постоянно. Вода смазывает элементы прибора и одновременно охлаждает его. Зона ротора и статора разделена сосудом герметизации. Скорость устанавливается ступенчатым регулятором, что удобно для контроля энергозатрат.

Благодаря модульной конструкции упрощается ремонт и подбор деталей для повышения напора. Двигатель при постоянном воздействии воды не требует охлаждения. Модификации с мокрым ротором имеют несколько преимуществ:

• минимальный уровень шума;
• компактность и небольшой вес;
• сокращение энергопотребления;
• простота настройки и обслуживания;
• длительный эксплуатационный период.

Минус нагнетателей – износ гидравлических механизмов при наличии мелких абразивных частиц в воде.

Устройства с сухим ротором для котлов отопления

Помпы обеспечивают перекачку больших объемов теплоносителя при отсутствии контакта ротора и воды. Корпус из чугуна или стали покрыт противокоррозийными составами. Между мотором и насосным узлом находится уплотнитель в виде статического и динамического колец. Отличие помп с сухим ротором – КПД 85 %.

Для пользования в условиях многоквартирного дома подойдут следующие модели:

• Моноблоки. Двигатель с насосом находятся в одном узле, что упрощает обслуживание и эксплуатацию.
• Консольные. У осей мотора и насосного узла – общая линия. Трубка всасывания находится на улитке, нагнетания – напротив нее, на корпусе.
• In-line. Установка производится на трубопроводной магистрали. Патрубки всасывания и напора расположены по одной линии. Механизм компенсации уплотнителя автоматический.
• Сдвоенные. Работают совместно или по отдельности. Один агрегат включается при поломке второго – котел функционирует в непрерывном режиме.

Нагнетатели с сухим типом ротора характеризуются эффективностью, ремонтопригодностью. Они нетребовательны к составу теплоносителя.

Необходимость циркуляционных насосов

Прежде чем мы расскажем, как правильно установить циркуляционный насос для отопления вашего жилища, поговорим немного о том, для чего он нужен в отопительной системе. Тонкие пластиковые трубы появились в продаже совсем недавно. Их предшественниками являются более толстые металлические трубы большого диаметра. Обладая солидным запасом прочности и повышенной пропускной способностью, они обеспечивали беспрепятственное протекание теплоносителя по системе отопления.

Водяные насосы раньше были не нужны, так как толстые трубы не создавали серьезного гидростатического сопротивления. Следует отметить и конструкцию старых отопительных приборов – их внушительные внутренние объемы не создавали особых препятствий для протекания теплоносителя. Только вот монтировать контуры нужно было по особой схеме:

• От котла устанавливалась высокая труба, поднимающая теплоноситель выше всех отопительных приборов;
• В самой высокой точке монтировался расширительный бачок;
• Подающая труба монтировалась под наклоном, чтобы теплоноситель беспрепятственно тек в сторону радиаторов;
• Обратная труба нужно было монтировать под наклоном в сторону отопительного котла.

Такая схема, не включающая в себя водяные насосы, обеспечивала отличную работу отопления.

Проблемы создавались только в том случае, если нужно было обогреть большой дом. В этом случае теплоноситель тек по системе с затруднениями, так как большой контур создает высокое сопротивление. Чем длиннее трубы и чем больше отопительных приборов, тем больше препятствий. В двухэтажных особняках сопротивление и вовсе достигает высочайших величин. Как следствие мы наблюдаем:

Озвученные проблемы решаются двумя способами – более тщательной проработкой схемы системы отопления или применением водяного насоса.

• Неравномерный прогрев системы отопления;
• Холодные ответвления;
• Перегрев котловой воды.

Паровой тип отопления

Некоторые потребители путают паровое отопление с водяным. В сущности, эти системы очень похожи, за исключением того, что теплоносителем служит пар, а не вода.

Внутри отопительного котла системы с естественным типом циркуляции вода нагревается до температуры кипения и преобразуется в пар, который затем перемещается в трубопровод и далее подается к каждому радиатору в контуре.

В конструкцию паровой системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя входят такие компоненты:

• специальный отопительный котел, внутри которого вода нагревается до температуры кипения, и аккумулируется пар;
• клапан для выпуска пара в систему отопления;
• трубопровод;
• отопительные радиаторы.

Классификация отопления парового типа по схемам разводки и другим критериям точно такая же, как и у водяных отопительных систем. В последнее время используют и бойлер для отопления частного дома, что тоже имеет свои преимущества.

Как выбрать подходящую модель насоса?

Следует помнить, что подбор циркуляционного насоса осуществляют исходя из гидравлических параметров отопительной системы, спроектированной для конкретного жилого объекта. Обеспечение комфортного микроклимата в доме возможно при выполнении грамотного расчета необходимого количество тепла, который производят специалисты с учетом следующих критериев:

• наличие особых метеоусловий в регионе;
• теплопроводность материала, используемого для возведения стен дома, и способа их утепления;
• ориентации дома по сторонам света;
• устройство межэтажных перекрытий и пола дома;
• характеристики установленных в помещении окон;
• наличие в системе термостатических вентилей и др.

В результате произведенных вычислений определяется объем подачи теплоносителя в системе водяного отопления, измеряемый в кубических метрах в час. Данная величина и берется за основу при выборе подходящего оборудования

Помимо этого следует обращать внимание на напор насоса, количественное значение которого исчисляется общим гидравлическим сопротивлением в системе. Не следует выбирать насос с «запасом» мощности, так как это повлечет во время эксплуатации его работу «вхолостую» в течение длительного времени

Мало того, что оборудование будет работать впустую, так еще и электросчетчик намотает лишних киловатт-часов.

Если проводится реконструкция действующей системы отопления, то рекомендуется выбирать специальную модель регулируемого циркуляционного насоса. При производстве данного оборудования используются технологии, которые позволяют приборам автоматически реагировать на изменившиеся условия работы отопительной системы, подстраиваясь к ним.

Как выбрать водяной насос для отопления дома

Насос для отопления в частном доме выбирается по нескольким основным параметрам:

• Производительность и напор;
• Тип ротора;
• Потребляемая мощность;
• Тип управления;
• Температура теплоносителя.

Давайте посмотрим, как выбирают водяные насосы для отопления частного дома.

Производительность и напор

Правильно сделанные расчеты помогут вам подобрать агрегат, наиболее полно удовлетворяющий вашим запросам, а значит поможет сберечь семейный бюджет.

Под производительностью водяного электронасоса подразумевается его способность перемещать определенное количество воды в минуту. Для расчета используется следующая формула – G=W/(∆t*C). Здесь С – это тепловая емкость теплоносителя, выраженный в Вт*ч/(кг*°С), ∆t – это разница температур в обратной и подающей трубах, W – требуемая тепловая мощность для вашего дома.

Рекомендованная разница температур при использовании радиаторов составляет 20 градусов. Так как в качестве теплоносителя обычно используется вода, то ее теплоемкость составляет 1,16 Вт*ч/(кг*°С). Тепловая мощность рассчитывается для каждого домовладения индивидуально и выражается в киловаттах. Подставьте эти значения в формулу и получите результаты.

Напор вычисляется в соответствии с потерями давления в системе и выражается в метрах. Потери считаются следующим образом – считаются потери в трубах (150 Па/м), а также в других элементах (котел, фильтры очистки воды, радиаторы). Все это складывается и умножается на коэффициент 1,3 (обеспечивает небольшой запас в размере 30% на потери в фитингах, изгибах и т. д.). В одном метре 9807 Па, следовательно, делим полученное суммированием значение на 9807 и получаем необходимый напор.

Тип ротора

В домашнем отоплении используются водяные помпы с мокрым ротором. Они отличаются простой конструкцией, минимальным уровнем шума и отсутствием необходимости в проведении технического обслуживания. Также для них характерны небольшие габариты. Смазывание и охлаждение в них осуществляется с помощью теплоносителя.

Что касается водяных насосов сухого типа, то в домашнем отоплении они не применяются. Они громоздкие, отличаются высоким уровнем шума, требуют охлаждения и периодической смазки. Также они нуждаются в периодической замене уплотнителей. А вот пропускная способность у них большая – по этой причине они применяются в системах отопления многоэтажных домов и крупных промышленных, административных и хозяйственных зданиях.

Потребляемая мощность

Наименьшей потребляемой мощностью обладают самые современные водяные насосы с классом энергопотребления «А». Их недостатком является дороговизна, но лучше один раз вложиться, чтобы получить разумную экономию электроэнергию. Кроме того, дорогие электронасосы обладают меньшим уровнем шума и продолжительным сроком службы.

Тип управления

Через специальное приложение вы сможете получить информацию о работе приборе где бы вы не находились.

Обычно регулировка скорости вращения, производительности и напора выполняется трехпозиционным выключателем. Более продвинутые помпы наделяются электронными системами управления. Они контролируют параметры отопительных систем и позволяют экономить электроэнергию. Самые продвинутые модели управляются в беспроводном режиме, прямо со смартфона.

Температура теплоносителя

Водяные насосы для отопления частного дома отличаются по диапазону рабочих температур. Отдельные модели выдерживают нагревание до +130-140 градусов, именно таким и следует отдать предпочтение – они справятся с любыми тепловыми нагрузками.

Как показывает практика, эксплуатация на предельной температуре возможна разве что самое непродолжительное время, поэтому наличие солидного запаса станет плюсом.

Прочие характеристики

При выборе водяного насоса для отопления необходимо обратить внимание на максимальное рабочее давление для выбранной модели, монтажную длину (130 или 180 мм), тип соединения (фланцевое или муфтовое), наличие автоматического отводчика воздуха. Также обращайте внимание на бренд – ни в коем случае не покупайте дешевые модели от малоизвестных разработчиков

Водяной насос – это не та деталь, на которой следует экономить.

Конструкция насоса

Осуществить подбор насоса для отопления будет намного проще, если разобраться в принципе его действия и понять, какой может быть его конструкция. Основной принцип — это принудительное движение воды или другого источника энергии. Такая система обеспечивает быстрый нагрев отопительных приборов, за счет чего повышается и сама температура в помещении.

Корпус насоса состоит из разных материалов и содержит несколько элементов:

• ротор;
• ротор вращения;
• роторный вал;
• электродвигатель;
• крыльчатка.

Колесо состоит из двух дисков, соединенных лопастями и расположенных противоположно друг другу. Лопасти имеют по два отверстия, благодаря которым движется жидкость и лопастные колеса. На самом корпусе также есть отверстие, преобразующее водную энергию в давление. Таким образом, теплоноситель охлаждает и смазывает роторный вал, двигаясь при этом в нужном направлении.  Ротор закрепляется на подшипниках и изолируется от статора электрического двигателя, который располагается под емкостью из нержавейки.

Принцип работы циркуляционного насоса напоминает дренажный. Происходит воздействие на жидкость и направление в трубопровод. Колесо находится в движении, и от этого всасывающий жидкость патрубок создает вакуум и циркуляцию теплоносителя.

Эффективность работы циркуляционного насоса зависит не только от того, какой прибор вы выберете, но и правильной установки и точных расчетов, о которых будет рассказано далее.

Обзор моделей циркуляционных насосов популярных изготовителей

Сравнивать нагнетательные устройства можно не только по параметрам. Выбор также предусматривает изучение информации о моделях известных производителей.

Grundfos UPS

Качественное устройство, оснащенное керамическими подшипниками, нержавеющими гильзами и композитными колесами. Грундофс выпускает в основном мокророторные модели, которые отличаются:

• энергоэффективностью – потребляют 45-220 Вт;
• минимальным уровнем шума, не превышающим 43 дБ;
• температурным диапазоном эксплуатации от 2 до 110 градусов;
• простотой монтажа и обслуживания;
• компактность и легкий вес.

Оборудование Grundfos нельзя назвать бюджетным.

Wilo Star-RS

Серия отличается надежность узлов и электронных схем. Wilo – экономичная модель с режимами регулировки мощности, чугунным корпусом, полипропиленовыми турбинами. Для валов применена нержавейка, для подшипников – металлографит. Особенности агрегатов:

• легкость монтажа;
• работа при температуре от -10 до +110 градусов;
• наличие системы защиты от колебания напряжения.

Насосы на большой скорости шумят.

DAB VA

Итальянское оборудование стоит выбрать для эксплуатации в отечественных условиях. Двигатель в литой алюминиевой оболочке, турбинное кольцо из технополимера, вал и подшипник – из керамики. Особенности приборов:

• три режима регулировки скорости;
• быстроразъемные монтажные фиксаторы;
• установочные размеры 130 и 180 мм;
• шумность на уровне до 70 дБ.

Втулки выполняются из графита.

Как подключить циркуляционный насос к электричеству

Электрическая схема подключения насоса отопления может быть реализована следующим образом:

• С помощью дифференциального автомата. Наиболее простой вариант, который без проблем можно реализовать самостоятельно.
• Управление термостатом. Дает возможность автоматически останавливать движение теплоносителя, если его температура упадет ниже определенного уровня.
• Совместное применение сети и блока бесперебойного питания. Присоединить электропитание через ИБП совсем несложно, благодаря специальным разъемам. Чего не скажешь о процедуре подключения насоса к распределительному щитку: для этого лучше позвать специалиста.
• Питание от встроенной автоматики. Организация такой электрической схемы циркуляционного насоса потребует некоторых знаний в области электрики.

Использовать для коммутации прибора простую розетку без автоматики и заземления не рекомендуется.

Два насоса в системе отопления и больше

Для того чтобы обеспечить экономичную работу отопления, советуем приобретать более продвинутые энергосберегающие модели водяных насосов.

Водяной насос для циркуляции воды в отоплении частного дома часто является не единственным в системе. Модой последних лет являются водяные теплые полы. Они обеспечивают нагревание напольных покрытий, создавая комфортную атмосферу для пребывания людей. Так как основой для их изготовления служат тонкие трубы из сшитого полиэтилена, самостоятельная циркуляция теплоносителя в них невозможна. Поэтому в систему ставится дополнительный насос.

Системы теплых полов требуют обязательного монтажа водяного насоса. Он ставится в распределительную коробку, рядом с термостатическими клапанами, после чего его нужно подключить к электросети. Работает он только в контуре теплых полов, в то время как второй насос гоняет теплоноситель по остальному контуру отоплению.

Также существуют схемы систем отопления с несколькими отопительными контурами. Планируя создать независимый обогрев по этажам и комнатам, потребители задумываются – сколько насосов нужно для отопления частного дома. Один электронасос здесь ставится общим, в подачу или на обратку, далее устанавливается по отдельной помпе на каждый контур.

Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения

Кавитация – это такой процесс, во время которого в отопительной установке благодаря уменьшению давления образуются молекулы пара. Такой процесс имеет место в том случае, если в трубах снизится или повысится скорость потока жидкости.

Если отопительная система характеризуется слишком низкими или слишком высокими температурами, то такое явление может сказаться отрицательным образом. Пар, который образуется, собирается в пузырьки, и если они лопаются, то, тем самым, наносят повреждение материалу, из которого изготовлены трубы или другие компоненты системы отопления.

Если у вас не получается самостоятельным образом произвести такие операции, как как рассчитать насос для отопления, или вы сомневаетесь в их правильности, то лучше доверить это дело профессионалу в данной области. Специалист не только поможет с выбором помпы или произведением расчетов, но также займется непосредственно и установкой насоса.

Как выбрать лучший насос для системы отопления частного дома

Зависит от типа системы и необходимых функций, расчётов, проведённых при создании проекта.

Общие параметры

Рекомендуется обращать внимание на 4 характеристики:

1. Допустимая температура. Качественные приборы поддерживают работу в диапазоне 110—130 °C. Следует учитывать, что даже недорогое устройство должно иметь в описании не менее 90 °C. Это не касается низкотемпературных систем. Напротив, для твердотопливных котлов, этот показатель очень важен.

1. Материал, применённый в изготовлении корпуса. Наиболее благоприятным в соотношении цена — качество считают чугун. При недостатке бюджета рекомендуют искать насос из жаропрочного пластика.
2. Размер соединения — от G1 до G4. И также важен тип: резьбовой или фланцевый. Резьбовой делится на наружный и внутренний, причём для них необходимо устанавливать специальные переходники. Фланцевый — цельное крепление, для подбора которого достаточно учесть диаметр точки монтажа.
3. Необходимо два вида защиты: от сухого хода и от перегрева. Оба типа используют в циркуляционных насосах для продления эксплуатации. Первый служит в «мокрых» устройствах для безопасного охлаждения мотора. Вторая предназначена для отключения прибора по достижению критической температуры. Качественная защита обеспечит сохранность и позволит избежать аварий.

Выбор, исходя из производительности

Силы устройства должно хватать на передачу горячего теплоносителя по всем участкам обвязки. Для расчёта пользуются простой формулой:

K = N, где N — мощность котла в кВт.

Размерность K — литры в минуту. Так, для нагревателя 30 кВт используют насос 30 л/мин.

Давление в одноэтажных и двухэтажных домах

Каждое устройство имеет верхнюю границу, пересечение которой грозит возникновением неисправностей. В частных двухэтажных домах её принимают за 3—4 атмосферы, в остальных случаях — за 1,5—2,5.

Обязательно нужно рассчитать высоту подъёма воды прибором. Для этого определяют длину обвязки и умножают её на 0,06 м. Например, для 80 м трубы необходим напор 4,8 Атм.

Желательно выбирать насос с несколькими скоростями. Это позволит контролировать расход или быстрее прогревать помещение, при необходимости.

Важно! Рекомендуется выбирать устройства до 1,6 м/с, поскольку, в противном случае возникает шум

Внешние условия

Диаметр труб должен соответствовать расчётам для обвязки. Число находят при создании проекта. Использование материалов меньшего размера снизит давление в системе. Это правило работает и в обратную сторону.

Возможно применение байпаса, который создаст естественную циркуляцию теплоносителя. Для монтажа потребуется приобрести трубы меньшего диаметра. Их размещают вокруг насоса, врезая кран в любой участок.

Как подобрать прибор, исходя из особенностей потребления

0,1 кВт/м2для небольших частных домов;Зависит от размеров строения и региона, в котором оно расположено. В тёплом климате необходимо:

• 0,07 кВт/м2 для многоквартирных;
• 2 для производственных зданий.

В холодных районах используют нормы СНиП 2.04.07—86, по которым:

• Для малоэтажных строений применяют насосы мощностью 173—177 Вт/кв. м.
• Для 3-этажных и более высоких — 97—101 Вт/кв. м.

Технические характеристики устройств

Знание характеристик циркуляционного насоса поможет найти подходящий вариант для домашнего или квартирного отопления. При покупке учитываются такие параметры:

• напор – технический параметр, определяющий поднятие воды на определенный уровень;
• расход и показатель производительности – количество теплоносителя, поданного за определенное время;
• монтажные габариты – размер прибора, позволяющий определить возможность врезки в трубопровод.

На передней части корпуса присутствуют цифровые и числовые маркеры:

• разновидность – циркуляционные нагнетатели обозначаются как UP;
• регулировка скорости – модели с односкоростным режимом не индексируются, S означает ступенчатое переключение, E – плавное частотное;
• диаметр внутреннего патрубка в мм;
• напор – в зависимости от изготовителя маркируется в метрах или дециметрах.

По информации на передней панели можно определить тип корпуса. N говорит о том, что использовалась нержавейка, чугун не индексируется, A – о наличии штуцера для спускника, K – о возможности применения для систем с холодной водой, KU –для холодной, но с пенным наполнителем для статора и клеммной коробки.

Циркуляционный насос системы отопления | ГрейПей

Циркуляционный насос – гидродинамический агрегат, предназначенный для осуществления движения теплоносителя по системе отопления. Насосы применяются чаще всего в закрытых схемах комплекса отопления, могут использоваться для модернизации гравитационных систем обогрева помещений. Материал статьи расскажет об устройстве, видах, условиях монтажа и выбора насосного оборудования для отопления.

Виды и устройство циркуляционных насосов

Подавляющее большинство насосных агрегатов для отопления являются устройствами центробежного типа. В состав насоса входят следующие основные элементы:

1. Корпус насоса;
2. Рабочее колесо;
3. Электродвигатель;
4. Электрическая часть.

Принцип работы центробежного насоса основан на создании давления жидкости у стенки корпуса агрегата (улитки) под воздействием центробежной силы. Центробежная сила возникает от вращения рабочего колеса, снабженного лопатками различной конфигурации.

Усилие для вращения рабочему колесу придает электродвигатель. Под воздействием центробежной силы жидкость покидает улитку через патрубок, всасывание производится через второй патрубок с некоторым разряжением.

Корпус насоса производят из стали, латуни или чугуна. Рабочее колесо выполняется обычно из материалов, не подверженных коррозии – нержавеющей стали, латуни, прочных полимеров. Электродвигатели, в зависимости от мощности, делятся на однофазные (220В) и трехфазные (380В). Для автономных систем применяются однофазные насосы, трехфазные насосные агрегаты используются в сетях отопления значительных объемов.

Электрическая часть насоса отвечает за присоединение насоса к сети питания. Система управления насосом может иметь две конфигурации:

• Односкоростной;
• Многоскоростной.

Многоскоростные насосы чаще всего имеют 3 скорости вращения электродвигателя, переключение производится соответствующим переключателем. Кроме того, агрегаты иногда оборудуются датчиками перегрева и «сухого» хода. Они предохраняют двигатель от перегрева и сгорания, особенно в «мокрых» версиях насоса.

По устройству и способу установки насосы для систем отопления делят на 2 вида:

1. Сухие;
2. Мокрые.

В насосах «сухой» конфигурации электродвигатель отделен от рабочей камеры и колеса системой уплотнений. Двигатель имеет воздушное охлаждение – оно реализуется за счет теплоотдачи с оребрения корпуса и работы колеса вентилятора, установленного на вал с противоположной насосу стороны.

Агрегаты «сухой» версии насоса характеризуются высоким КПД (до 80 – 85%), высоким уровнем шума, необходимостью регулярной смазки подшипников.

Применяются ввиду высокой мощности обычно в крупных системах отопления.

«Мокрые» насосы имеют каналы протока теплоносителя вокруг ротора. За счет этого осуществляется общее охлаждение элементов насоса – ротора, заключенного в специальный стакан, подшипников, статора. Подшипники таких насосов не требуют смазки.

«Мокрые» версии насосов имеют сниженный КПД (около 50%), но более продолжительный срок службы за счет более качественного охлаждения. Агрегаты этого типа малошумны, обычно отличаются небольшой мощностью и применяются в автономных системах отопления малых и средних размеров.

По способу присоединения насосы делятся на фланцевые и резьбовые. Резьбовые насосы имеют диаметр резьбы от ¾ до 2 дюймов, присоединяются с помощью накидных гаек. Устройства с диаметром патрубков в 40 – 50 мм и выше обычно оснащаются фланцами для подключения.

Для выведения воздуха из корпуса насоса агрегаты оборудуются ручным или автоматическим элементом удаления воздуха. Ручная версия выглядит как винт по шлицевую отвертку, автоматическая удаляет воздух без вмешательства человека.

Выбор и установка насоса для отопления

Подбор насоса для комплекса отопления производится по нескольким показателям:

1. Напор;
2. Производительность;
3. Тип насоса;
4. Марка (производитель) устройства.

Главные характеристики насоса – напор и производительность. Напор – показатель давления, создаваемого устройством, измеряется в метрах водяного столба (м.вод.ст.) или кгс/см². Величина давления характеризует способность насоса преодолевать гидравлические сопротивления элементов системы – трубопроводов, фитингов, запорной арматуры, приборов отопления, котла, обеспечивая при этом требуемый расход теплоносителя.

Производительность – массовый расход теплоносителя в единицу времени, измеряется в м³/час или л/мин. Для определения этих характеристик существуют довольно сложные методики, использовать которые любителю не всегда удастся. Поэтому по статистическим данным составлена общая укрупненная методика подбора технических показателей насоса.

Напор устройства выбирается из расчета создания давления в 0,6 м.вод.ст (0,065 кгс/см²) на каждые 10 погонных метров длины трубопроводов. Для определения напора суммируют все участки трубопроводов, умножают их на 0,6 и делят произведение на 10. Например, для системы с суммарной длиной труб 200 метров напор составит 200 х 0,6 / 10 = 12 метров водяного столба или 1,2 кгс/см².

Производительность насосного устройства определяют по тепловой мощности теплогенератора системы отопления. На 1 кВт мощности котла принимают минимальный расход 1 литр теплоносителя в минуту (60 л/час или 0,06 м³/час). Например, для котлоагрегата номинальной мощностью 31 кВт потребуется насос с производительностью не менее 31 л/мин (1,86 м³/час).

После определения характеристик напора и производительности выбирается модель насоса. Все ведущие производители насосов (GRUNDFOS, DAB, WILO) имеют каталоги с диаграммами характеристик насоса для каждой модели. По рассчитанным значениям (1,2 кгс/см² и 1,86 м³/час) определяют точку пересечения на кривой диаграммы. Если она находится во второй трети кривой, то модель насоса соответствует рассчитанным значениям.

Выбор типа насоса для автономной системы обычно останавливают на «мокрых» версиях устройств. Они обладают наиболее близкими параметрами работы, значениями напора и производительности, соответствующими системам отопления средних значений.

Не менее важным является репутация производителя. Наибольшей популярностью в нашей стране пользуются изделия зарекомендовавших себя зарубежных производителей — DAB, WILO, GRUNDFOS.

При приобретении насоса следует обратить внимание на температурный режим работы – температура перекачиваемой среды должна быть не менее 110⁰С. Также рекомендуется приобретать многоскоростные насосы – это дает возможность дополнительного регулирования режима циркуляции системы отопления за счет изменения объемного расхода теплоносителя.

Насосы обычно применяются в закрытых системах отопления. Перед агрегатом рекомендуется установить сетчатый фильтр грубой очистки – он предохраняет рабочее колесо от засорения и повреждения крупными частицами. Для снятия насоса (замены или профилактики) следует перед устройством и после него установить шаровые краны.

Сооружение байпаса, согласно рекомендации большинства авторов, не требуется. Система закрытого типа имеет малые диаметры трубопроводов (от 15 до 25 мм) и работать без насоса, по принципу естественной циркуляции, не будет.

В открытых системах, напротив, насос при модернизации системы устанавливается именно на байпас. При отключенном агрегате система будет работать, циркуляция будет проходить по основному трубопроводу.

Установка циркуляционных насосов «сухого» и «мокрого» типа имеет свои особенности. Ориентация «сухого» насоса в пространстве не регламентируется, а вот «мокрый» насос следует устанавливать с расположением вала двигателя строго горизонтально.

 При ином способе установки двигатель устройства не будет охлаждаться и сгорит. 

Монтаж насоса следует производить в соответствующем направлении – для этого на корпусе изделия нанесена стрелка направления движения теплоносителя. Установку циркуляционных насосов рекомендуется производить на обратном трубопроводе около котла. Теплоноситель в этом месте имеет самую низкую температуру и создаются наиболее оптимальные условия для охлаждения устройства. Благодаря щадящему режиму эксплуатации срок службу насоса увеличивается.

Зачастую крупные системы отопления комплектуются не одним мощным насосом, а группой агрегатов небольшой мощности. Ими оснащаются отдельные ветки и контура сети, обычно от общего распределительного коллектора.

Такое техническое решение имеет свои выгоды. При выходе из строя главного насоса вся система перестает функционировать. Наличие отдельных насосов позволяет сохранить работу большей части системы. Кроме того, сбалансировать систему с отдельными насосными агрегатами значительно легче, чем с одним мощным устройством.

Большинство современных комплексов отопления оборудуются по закрытому типу и циркуляционный насос является обязательным элементом системы. С помощью насоса улучшаются общие характеристики открытых схем обогрева. Поэтому правильный, грамотный выбор насоса является важнейшим этапом в разработке системы отопления. Верно подобранный циркуляционный насос обеспечит бесперебойную, качественную работу отопления и минимальный расход топлива, равномерное распределение тепла по помещениям.

(Просмотров 473 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Ваша частная система водоснабжения | Сантехники Коннектикут

Частная система водоснабжения работает так же, как городская система водоснабжения. В большинстве случаев вода поступает из одного и того же водоносного горизонта. Основное отличие от частной системы водоснабжения заключается в том, что вы отслеживаете и контролируете воду и имеете индивидуальные напорные резервуары вместо большого сборного резервуара или башни.

Три части вашей системы водоснабжения

1.Колодец или другой источник воды 2. Насос для перекачки воды из колодца в дом. 3. Резервуар для хранения под давлением, обеспечивающий автоматическую работу системы водоснабжения дома.

Как эти части работают вместе?

• Колодец. Скважины можно пробурить, забить или вырыть. Они могут быть мелкими (менее 25 футов в глубину) или более глубокими.Другие источники воды, которые могут работать для вашей частной системы водоснабжения, включают цистерны или поверхностные воды, такие как родник или озеро.
• Насос. Насосы Jet расположены над землей и могут использоваться в неглубоких или глубоких скважинах. Погружные насосы погружаются в источник воды и могут использоваться как в неглубоких, так и в глубоких скважинах. Мы являемся профессиональным членом GPDA и занимаемся установкой насосов Goulds.
• Танк. Rapid Service устанавливает скважинные резервуары Amtrol.Компания Amtrol изобрела резервуар с диафрагмой для создания буфера для воды под давлением, который предотвращает быстрое срабатывание насоса, вызванное небольшими расходами воды, такими как использование крана или смыв унитаза. Быстрая смена насосов приводит к бесполезной трате энергии и может привести к отказу насоса — дорогостоящий ремонт или замена часто обходятся в тысячи долларов.

Как правильно определить компоненты

Внутренний диаметр обсадной трубы	Определяет тип и размер насоса, который может быть установлен, и является фактором при определении емкости скважины.
Глубина скважины	Определяет, насколько глубоко вы можете разместить насос или струйный агрегат, а также помогает определить вертикальный подъем и вместимость скважины.
Статический уровень воды	Определяет, насколько высоко поднимается вода, когда система не используется, и помогает определить емкость колодца.
Дебит скважины	Может быть определен путем пробной откачки скважины и помогает определить общую производительность скважины и пропускную способность в условиях пикового использования.
Объем памяти	Помогает определить, достаточно ли водоснабжения для удовлетворения условий пикового спроса.

Что делать, если скважинный насос перестает работать

Вы здесь, потому что открыли кран, а вода не пошла? Вы задаетесь вопросом: «Как мне снова включить воду?»

Существует ряд причин, по которым система водоснабжения в вашем доме могла внезапно перестать работать.В большинстве случаев это происходит из-за того, что что-то не так с скважинным насосом. Хотя средний срок службы скважинного насоса составляет от 12 до 18 лет, многие компоненты насоса могут выйти из строя и привести к прекращению подачи воды в ваш дом.

Если вам требуется обслуживание скважинных насосов на северо-востоке Огайо, свяжитесь с Kobella Plumbing Heating Cooling сегодня по телефону (440) 729-2099.

указывает на то, что ваш скважинный насос вышел из строя или нуждается в ремонте

Признаки того, что ваш скважинный насос мог выйти из строя или просто не функционировать должным образом, включают:

• Нет воды при включении крана
• Очень низкое давление воды
• Скважинный насос, который постоянно работает

Не уверены, нужен ли вам ремонт скважинного насоса? Позвоните в Kobella сегодня по телефону (440) 729-2099 для обслуживания в Киртланде, Ментор, Уиллоуби, Пейнсвилле и прилегающих районах.

Что делать, если ваш скважинный насос перестал работать

Если вы подозреваете, что ваш скважинный насос не работает из-за отсутствия воды в вашем доме, вы можете сделать несколько вещей самостоятельно, прежде чем позвонить нам:

Проверьте блок выключателя

Ваш скважинный насос мог перестать работать из-за отсутствия питания. Иногда это можно исправить с помощью сброса выключателя или замены предохранителя, пострадавшего от скачка напряжения или отключения электроэнергии.

Если сработал автоматический выключатель скважинного насоса, возможно, неисправен сам скважинный насос.Частичное короткое замыкание в проводке или двигателе также может привести к срабатыванию или срабатыванию прерывателей или предохранителей. На всякий случай следует вызвать квалифицированного специалиста для проверки компонентов системы, чтобы убедиться в правильности и безопасности работы. Проблемы с электричеством могут быть опасными, если их не устранить.

Чтобы определить, обесточен ли в настоящее время скважинный насос, найдите сервисную панель и автоматический выключатель скважинного насоса. Затем выключите и снова включите автоматический выключатель. Это не должно повторяться, так как это может вызвать опасность возгорания из-за перегрева проводов.

Если вы обнаружите, что ваш скважинный насос по-прежнему не работает после этого переключения, пора позвонить вашему местному водопроводчику для анализа системы скважинного насоса. Ваш сантехник может осмотреть систему, чтобы убедиться в правильной и безопасной работе.

Осмотрите напорный бак

Ваш скважинный насос перекачивает воду в напорный бак. Внутри резервуара находится воздушный пузырь или диафрагма, которая сжимается, когда в резервуар закачивается вода. Сжатие или давление в резервуаре — это то, что перемещает воду по трубам вашего дома.Эта система сконструирована таким образом, что насос не должен работать каждый раз, когда вы включаете кран, что может вызвать преждевременный выход из строя скважинного насоса.

Кратко осмотрите баллон высокого давления. Кажется, что-нибудь в этом не так? С напорным баком может выйти из строя любое количество проблем — он может затопиться, воздушный пузырь может сломаться, внутри него может не быть нужного давления воздуха и т. Д. Вы также можете обнаружить, что бак начал сильно ржаветь или ржаветь.

Если вы заметили какие-либо отклонения от нормы, пора позвонить опытному сантехнику, чтобы определить лучшее решение.

Узнайте больше о ремонте и замене скважинного насоса

Ваш скважинный насос не работает должным образом? Если вам нужен ремонт или замена скважинного насоса на северо-востоке Огайо, выберите Kobella! Мы — местная сантехническая компания, которой можно доверять, предлагая авансовые цены и качественное обслуживание.

Свяжитесь с нами по телефону (440) 729-2099 , чтобы узнать больше о работе с Kobella по ремонту и замене скважинных насосов в Киртланде, Шардоне, Менторе, Пейнсвилле и окрестностях!

Когда пришло время для замены скважинного насоса?

Колодезный насос используется для забора воды из колодца для снабжения вашего дома водой, необходимой для многократного повседневного использования.Наличие частного колодца дает большие преимущества, такие как устранение необходимости потенциально беспокоиться о городских или городских запретах на воду, отсутствие необходимости оплачивать муниципальный счет за воду и контроль качества вашего водоснабжения. Но контроль качества водоснабжения может иметь и свои недостатки. Вы несете ответственность за техническое обслуживание вашей системы водоснабжения, и иногда это может означать решение серьезных проблем, а также дорогостоящий ремонт и затраты на замену. Помимо основных проблем, существуют также более распространенные проблемы регулярного обслуживания (например, проблемы с давлением или неисправности компонентов вашего насоса), о которых вам необходимо позаботиться, чтобы обеспечить эффективную работу.

Регулярное обслуживание, как и любого другого компонента вашего дома, — лучший способ обеспечить эффективную работу в течение длительного времени. Однако, независимо от вашего обязательства по техническому обслуживанию и регулярным проверкам, скважинный насос — одна из тех вещей в вашем доме, которые, как вы знаете, в конечном итоге потребуется заменить. Итак, как узнать, что ваш дом нуждается в замене скважинного насоса?

Вот некоторые признаки того, что, возможно, пришло время для замены скважинного насоса —

1. Нет потока воды из приспособлений — Если вода не поступает в ваш дом из колодца, но колодец не высох, это довольно четкое указание на то, что возникла проблема с насосом.
2. Плохое давление воды — Это может происходить по нескольким причинам, например, накипь внутри труб из-за жесткой воды, низкий уровень воды в колодце или проблема с напорным баком. Но это также может быть признаком того, что ваш насос теряет эффективность, и из-за этого он не забирает столько воды из колодца, что приводит к снижению давления воды.
3. Насос, который постоянно работает — Постоянно работающий насос может не только раздражать и дорого обходиться, но и может быть признаком того, что ваш насос неэффективно набирает воду из колодца.Это приводит к необходимости постоянно работать, чтобы ваш дом был полностью обеспечен водой, в которой он нуждается.

Есть и другие признаки того, что может существовать потенциальная проблема с вашим скважинным насосом, которая может потребовать ремонта или замены детали (или, в некоторых случаях, замены скважинного насоса) —

1. Грязная вода
2. Громкие / нечетные шумы
3. Выпуск воздуха из крана
4. Необычно высокие счета за электроэнергию

Как избежать проблем с насосом в скважине —

Обычно ваша помпа рассчитана на срок службы около 25 лет, если за ней правильно ухаживать и ухаживать.Лучший способ избежать многих домашних проблем или проблем с бытовой техникой — это проявлять инициативу. Планирование ежегодных проверок технического обслуживания с вашим подрядчиком по водоснабжению скважин является ключевым моментом в обеспечении его надлежащей работы и / или проведении любого небольшого ремонта, который может помочь продлить его жизнь. Небольшое обслуживание имеет большое значение (и намного дешевле, чем замена) в долговечности и обеспечении функциональности!

Если вы подозреваете, что ваш скважинный насос нуждается в ремонте или, возможно, пришло время для замены, компания Kulk’s Plumbing & Heating может вам помочь! Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатную консультацию, и позвольте нам помочь убедиться, что ваш скважинный насос работает должным образом, обеспечивая вашу семью качественной и достаточной водой.

Как найти главную запорную арматуру: колодцы и частные насосы

ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ГЛАВНОГО ВОДЯНОГО КЛАПАНА НА ДЛИТЕЛЬНЫЕ ПЕРИОДЫ НЕОБХОДИМО ОТКЛЮЧИТЬ НАГРЕВАТЕЛЬ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ВОДЫ В УСТРОЙСТВЕ МОЖЕТ НАСТУПИТЬ ДАВЛЕНИЕ И ГОРЯЧАЯ ВОДА, ВЫЗЫВАЯ ПЕРЕГРЕВ ИЛИ ДАЖЕ ВРАЩЕНИЕ.

Как мне найти главный запорный клапан воды в моем доме? Мой дом стоит у колодца.

Задолго до того, как в вашем туалете возникнет утечка, и неисправный клапан на линии подачи позволит вам опустить, найти и маркировать главный запорный клапан воды для вашего дома.

Хотел бы я сказать вам, что все основные запорные клапаны для воды были одинаковыми в своем месте, что делало его легкой находкой, но, к сожалению, это не так. Поэтому, если вы не нашли в этой статье того, что ищете, не сердитесь на своего сантехника, просто продолжайте поискать в Интернете или позвоните своему водопроводчику, чтобы он вам помог.

Есть несколько разных мест, где вы можете найти главный запорный клапан для воды, если у вас есть колодец или частный насос .Одно место, где его можно найти, — это снаружи у самого насоса. Это могло быть в ящике в земле. Эти коробки могут со временем наполняться грязью, поэтому не удивляйтесь, когда вы поднимете крышку, если это именно то, что вы найдете. Удалите грязь рукой, пока не найдете клапан, затем выключите его. В некоторых случаях ваш насос может быть закопан снаружи, и вы не сможете перекрыть воду в этом месте.

Еще одно место, где вы можете найти главный запорный клапан воды при работе на колодце, — это ваш напорный бак.Найти, где ваши водопроводные трубы входят в дом и следовать этим труб в напорном резервуаре. Напорные баки обычно находятся в гараже, в туалете, рядом с устройством для смягчения воды и водонагревателем, а в более холодном климате они могут быть расположены в подвале. Вы увидите манометр, когда найдете резервуар высокого давления. Основной запорный клапан воды будет подключен к трубе, что уходит из бака под давлением и собирается в дом. Клапан, как правило, является «запорным клапаном» или «шаровым клапаном».

Поверните ручку шарового крана на 1/4 оборота, пока она не будет перпендикулярна трубе, чтобы перевести его в положение «выключено».

Hudson Valley NY Well Pump Services

Многие домохозяйства в долине Гудзон и в США получают воду из частных колодцев.В этих частных колодцах используются колодезные электрические насосы для забора воды из источника и подачи ее в дом. Если у вас отключится электричество, скважинный насос не будет работать. Вы продолжите использовать воду в течение короткого времени, так как ваша система забирает оставшуюся воду из резервуара для хранения в колодце. Однако, как только эта вода будет использована, у вас не будет доступа к пресной воде, пока не будет восстановлено электричество.

Во многих случаях это не представляет собой непосредственной проблемы, поскольку перебои в подаче электроэнергии часто бывают кратковременными.Тем не менее, в долине Гудзона, где районы подвержены сильным штормам, которые могут отключать электричество на несколько дней, это вызывает постоянное беспокойство.

Как избежать потери воды во время шторма

Один из лучших способов избежать потери водоснабжения во время отключения электроэнергии — это установить в доме в Гудзонской долине резервный генератор для подачи питания на основные электроприборы. Размер и объем вашей системы резервного генератора будут зависеть от того, насколько сложную систему ей необходимо поддерживать.Если вам нужно подавать питание только на отстойник, подойдет бензиновый насос меньшего размера. Однако чем больше приспособлений и приборов вы добавите к нагрузке, таких как осветительные приборы, скважинный насос, печь, холодильник и т. Д., Тем больше должен быть резервный генератор.

Если вы используете бензиновый генератор, убедитесь, что он установлен снаружи; не в подвале, подвале или пристроенном гараже. Убедитесь, что генератор надежно подключен. И как только питание будет восстановлено, немедленно отключите генератор.

Как смыть туалет без работающего колодезного насоса

Если у вас нет резервного генератора и вы теряете электроэнергию — помните, что вы все равно можете промыть туалеты, а затем налить воду в бачок унитаза (не в унитаз) перед повторным смывом. Это разумный способ сэкономить питьевую воду, к которой у вас еще есть доступ. Для этого сначала отключите подачу воды в унитаз. Большинство жилых и коммерческих туалетов имеют аварийное отключение с водопроводом, ведущим в унитаз.Затем используйте серую воду (талый снег или лед, воду из бассейна и т. Д.) Для наполнения бачка унитаза перед каждым смывом.

Экономия воды во время отключения электроэнергии позволит вам продолжать пользоваться водой в течение более длительного периода времени. Постарайтесь ограничить время принятия душа, пейте воду в бутылках и воздержитесь от использования стиральных машин, стиральных машин или любых других бытовых устройств, для которых требуется вода. Если возникнут вопросы, обязательно вызовите сантехника или электрика.

После восстановления питания

Помните, что когда ваш скважинный насос перестает работать во время отключения электроэнергии в Гудзонской долине, помните, что это только временно.Как только электричество будет восстановлено, будет и ваше водоснабжение. Вы должны только сохранять спокойствие и обдумывать варианты того, как свести к минимуму потребление воды во время простоя, чтобы у вас была вода для ваших самых важных повседневных дел.

Если, однако, ваша вода не возвращается после восстановления питания, возможно, вам придется сбросить реле давления, которое может сработать, когда давление в резервуаре упадет ниже подходящего уровня. В редких случаях скачки напряжения, удары молнии или осложнения из-за отсутствия воды могут потребовать внимания лицензированного специалиста по насосам для скважин.

Если у вас возникли проблемы с скважинным насосом, позвоните в T.Webber по сантехническому, отопительному, воздушному и электрическому оборудованию в Гудзонской долине!

Проектирование геотермальных систем — Журнал водозаборных скважин

Часть 2: Методы проектирования

Эд Баттс, ЧП, ИПЦ

В прошлом месяце мы начали серию из двух частей, посвященных основам и проектированию высокотемпературных и низкотемпературных геотермальных скважин и насосных систем. Этот месяц завершается обзором конструкции низкотемпературных геотермальных скважин и скважинных насосов.

Низкотемпературные добывающие (добывающие) и возвратные (нагнетательные) скважины, вероятно, потребуют разрешения на водопользование и соответствуют применимым нормам строительства водозаборных скважин, как и скважина для водоснабжения. Это связано с параллельным использованием грунтовых вод из водоносного горизонта при той же температуре окружающей среды, что и вода из фонового водоносного горизонта, а также с тем же потенциалом и подверженностью возможному загрязнению и злоупотреблению ресурсом, как и колодец водоснабжения.

При строительстве скважины экстракционного типа необходимо учитывать три основных фактора: требуемый расход (количество), температуру (разность) и качество воды.

Для нагнетательной скважины дополнительные соображения включают границу раздела водоносного горизонта и открытую площадку и способность принимать воду в режиме подпитки, а также термическую и химическую совместимость с материнской водой и расстояние между добывающими и нагнетательными скважинами.

Очевидно, что, если он не предназначен для использования в домашнем тепловом насосе, требуемый расход для теплового насоса источника воды зависит от мощности теплового насоса плюс любой требуемый расход, необходимый для других целей.Это может создать ситуацию, когда стабильная производительность из низкодебитной скважины (<5 галлонов в минуту) должна быть приоритетной для теплового насоса в первую очередь, а другие виды использования сохраняются и получаются из других источников.

Хотя тепловой насос источника грунтовых вод теоретически может быть спроектирован для непостоянных потоков воды из колодца или системы водоснабжения, это рискованное предложение, которое может привести к нехватке воды, когда она понадобится для бытовых нужд или отопления. В большинстве случаев для разомкнутой системы система должна быть спроектирована так, чтобы обеспечить непрерывную работу добывающей скважины.Это часто достигается с помощью регулятора скорости или регулирующего клапана.

Выделение безопасного непрерывного расхода из скважины должно быть применено в первую очередь к использованию теплового насоса с периодическим бытовым использованием, обеспечиваемым альтернативными методами хранения, включая резервуары для хранения при атмосферном давлении или под давлением. Для скважин в коренных породах или скважин с незначительной добычей целесообразно рассмотреть возможность закачки в стоячую колонну (Рисунок 1).

Схема закачки в стоячую колонну просто означает, что возвращенная вода от теплового насоса повторно закачивается обратно в ту же исходную скважину, из которой возникла вода. Это экономичная альтернатива замкнутой системе или использованию отдельной нагнетательной скважины, особенно в случаях с ограниченной площадью земли, необходимой для установки замкнутой трубопроводной сети, отсутствием необходимого расстояния между скважинами или в тех случаях, когда нет альтернативы для водоотведение.

В то время как строительство водозаборной скважины, которая включает геотермальные источники энергии, должно соответствовать всем применимым государственным и местным нормам зонирования и стандартам строительства скважин, строительство нагнетательной скважины для геотермальных целей также должно соответствовать общим и регулируемым государством стандартам строительства скважин с некоторыми дополнениями.

Основное внимание уделяется обеспечению адекватного расстояния между добывающей и нагнетательной скважинами. Это требование является индивидуальным решением и зависит от различных факторов, связанных с расходом, типом водоносного горизонта и перемешиванием, глубиной скважины и границей раздела водоносного горизонта, а также стабилизацией температуры с типичным минимальным расстоянием от 100 до 800 футов, которое обычно требуется между двумя скважинами. .

Во многих жилых или городских условиях такое расстояние между колодцами невозможно, поэтому следует рассмотреть альтернативный метод утилизации.

Следующее различие — температура воды, так как вода, возвращаемая в водоносный горизонт, будет содержать повышенную или пониженную температуру воды в зависимости от рабочего режима. Эта разница температур может вызвать химические изменения в закачиваемой воде, что приведет к возможному осаждению и отложению железа или марганца, что может привести к закупорке сеток или других открытых участков. Этот потенциал следует оценивать в каждом случае, предварительно проводя полный химический анализ исходной и нагнетаемой воды, а также прогнозируемые изменения после использования теплового насоса.

В некоторых случаях перед использованием теплового насоса или впрыскивания необходимо выполнить обработку подаваемой или нагнетаемой воды, чтобы избежать потенциальных проблем. Это особенно верно для естественно агрессивных грунтовых вод (pH <6,5), поскольку чрезмерно коррозионная вода также может воздействовать на медные змеевики и трубопроводы в тепловом насосе.

Во многих установках с замкнутым контуром или стоячими колоннами необходимо провести дополнительный набор испытаний для определения теплопроводности принимающего грунта и воды.Это поможет определить требуемый интервал и длину петли трубопровода. Затем, при проектировании нагнетательной скважины в аллювиальных формациях с фильтром для скважины или в горной породе с хвостовиком, фильтр или хвостовик должны быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы обеспечить среднюю скорость в поперечном сечении 0,05 фута в секунду, что составляет 50% от максимального значения. 0,10 FPS обычно применяется к входной скорости для добывающей скважины.

Следующее соображение — реакция уровня воды в нагнетательной скважине во время закачки воды.Этот фактор, часто неправильно называемый забором, обычно может быть приблизительно определен путем испытания скорости закачки на нагнетательной скважине. Как правило, удельная производительность нагнетательной скважины во время нагнетания будет точно отражать удельную производительность скважины в состоянии закачки (отбора) с добавленным компенсирующим фактором, учитываемым для потерь напора, которые возникают из-за воды, выходящей из скважины в окружающий водоносный горизонт. В некоторых случаях может потребоваться фланцевое уплотнение устья скважины и нагнетательной трубы для обеспечения высокого давления или состояния остановки для нагнетания.

То же самое потенциальное событие может также повлиять на поверхностное уплотнение скважины из-за возможности выталкивания нагнетаемой воды из ствола скважины в более мелкие пласты во время подпитки, особенно в верхних необсаженных зонах. Это может быть реальный потенциал, который может привести к загрязнению более мелкой зоны, и его следует учитывать в каждой нагнетательной скважине, особенно в скважинах с высокой скоростью закачки, соизмеримой с высоким статическим уровнем воды или значительной депрессией. Это должно быть тщательно оценено во время планирования и строительства нагнетательной скважины с соответствующей обсадной колонной и глубиной уплотнения, а также с использованием надлежащего материала, необходимого для исключения такой возможности.

Чтобы получить точные данные для этого возможного события, перед окончательным проектированием следует провести испытание закачкой соответствующей продолжительности с предлагаемой нагнетательной скважиной. Вместо фактического испытания нагнетания для горных и аллювиальных скважин я использовал депрессию от стандартного испытания скважины с постоянным дебитом, а затем применил коэффициент потерь 15% -20% к депрессии скважины в качестве оценки прогнозируемого уровня нагнетаемой воды. при той же скорости потока.

Например, испытание скважины с постоянным дебитом 300 галлонов в минуту на 8-дюймовой нагнетательной скважине с 30-футовым статическим уровнем воды (SWL) может продемонстрировать 50-футовый уровень закачиваемой воды (PWL) (50-футовый PWL — 30-футовый SWL = 20-футовая просадка = 15 GPM / фут просадки).Это приравнивается к расчетному уровню воды для закачки: 20 футов депрессии + 20 футов × 0,15 = 23 фута подъема или 30 футов SWL — 23 фута = 7-футовый прогнозируемый уровень воды при скорости закачки 300 галлонов в минуту.

Хотя не во всех случаях, особенно для более плотных полуконсолидированных пластов, таких как песчаник и сланец, этот метод оказался достаточно точным для многих пластов. В некоторых случаях одна нагнетательная скважина не может справиться с общим дебитом, поэтому могут потребоваться две или более скважины.

Как элемент системы нагнетания, установка нагнетательной трубы должна располагаться на достаточной глубине, чтобы избежать каскадирования возвратной воды и обеспечить адекватное внутрискважинное перемешивание нагнетательной воды с природной водой. Это особенно необходимо при смешивании разнородных вод и обычно является более важным фактором в режиме охлаждения, когда возвратная вода имеет более высокую температуру. Однако это следует соблюдать для всех применений закачки в скважину, чтобы возвращаемая вода в водоносный горизонт имела максимально стабильную температуру.Это также помогает предотвратить окисление и осаждение минералов на отверстиях фильтра скважин, уменьшая возможность закупоривания. Обычно для перемешивания достаточно минимального погружения на 20-40 футов. Типичная система низкотемпературных геотермальных добывающих и нагнетательных скважин для нескольких тепловых насосов показана на Рисунке 2.

Требуемый постоянный расход и суточный объем для теплового насоса с водным источником (WSHP) зависит от его размера, конкретных проектных характеристик, расхода воды на извлеченные БТЕ / час отопления, часов в день работы и температуры местного грунта. водоснабжение.

Как общее практическое правило, вы можете предположить, что минимальный расход от 2,5 до 3 галлонов в минуту требуется для каждых 12000 БТЕ / час (1 тонна) нагрева и охлаждения с использованием теплового насоса источника воды (хотя некоторые устройства определяют потоки как ниже 1,5 галлонов в минуту / тонну для систем с открытым контуром и 3 галлонов в минуту / тонну для систем с обратной связью).

Типичная установка может работать при скорости потока от 5 до 15 галлонов в минуту или в общей сложности от 8000 до 22000 галлонов в день, в зависимости от конструкции конкретного оборудования, площади обогреваемой конструкции и температуры грунтовых вод.

Например, типичный производитель WSHP заявляет, что температура грунтовых вод составляет 55 ° F, для установки компании на 3 тонны (36 000 БТЕ) требуется расход от 2,5 до 3 галлонов в минуту на тонну или от 7,5 до 9,0 галлонов в минуту в целом. Если температура воды падает до 50 ° F, требуемый расход для этого оборудования в режиме нагрева увеличивается до 5 галлонов в минуту / тонну (= 15 галлонов в минуту в сумме). При температуре исходной воды 45 ° F для той же установки теперь требуется расход 10 галлонов в минуту / тонна (= 30 галлонов в минуту в целом).

Температура воды имеет противоположный эффект в режиме охлаждения.Требование мгновенного расхода для типичного геотермального теплового насоса, рассчитанного на обеспечение 48000 БТЕ / час тепловой мощности (типично для современного дома среднего размера), требует примерно 4 тонн мощности теплового насоса или общего расхода 10-15 галлонов в минуту с 55 ° F исходная вода.

Геотермальные тепловые насосы могут потребовать еще более высоких потоков воды летом, если они оборудованы теплообменниками грунтовых вод для охлаждения помещения, а также дополнительным потоком воды от 1 до 3 галлонов в минуту (1440 до 4320 галлонов в сутки), если они используются для дополнительного нагрева воды в доме.

Требуемый мгновенный расход воды только для геотермального теплового насоса может превышать 20 галлонов в минуту, что намного больше, чем диапазон от 5 до 10 галлонов в минуту, необходимый для подачи воды для бытовых нужд в типичное жилище. Потребление геотермальных тепловых насосов, обеспечивающих 75, 20 и 15 миллионов БТЕ / год для отопления помещений, нагрева горячей воды и охлаждения помещений, может составлять от 500 000 до 2 миллионов галлонов в год, в зависимости от характеристик конкретного оборудования и установки. Если возможно, система должна быть спроектирована так, чтобы справляться с пиковым потреблением воды (включая любые грунтовые воды, используемые для других бытовых нужд), независимо от того, происходит ли пиковое потребление во время режима охлаждения или нагрева.

Прогнозируемый диапазон потоков и соответствующая потеря давления через типичную бытовую систему теплового насоса варьируется от 3 до 20 галлонов в минуту с соответствующей потерей давления от 3 фунтов на квадратный дюйм до максимум 12 фунтов на квадратный дюйм для одной установки. При рассмотрении падения давления в системе теплового насоса всегда не забывайте учитывать дополнительные потери в системах распределения и рекуперации, включая впускной и выпускной трубопровод, устройства предотвращения обратного потока, запорные / соленоидные клапаны и водомеры (если они есть).

Эти потери давления часто не учитываются в системе теплового насоса с водяным источником, но это дополнительное падение давления до 3-7 фунтов на квадратный дюйм может быть значительным для системы с незначительной разницей между давлением в системе подачи (на входе) и на выходе (нагнетании). , а в некоторых случаях может прервать или понизить требуемый расход через тепловой насос или потребовать подкачивающего насоса для нагнетания возвратной воды.

Максимальные потери или выигрыш тепла между исходной и возвратной водой могут составлять от –15 ° F во время цикла нагрева до добавления до 25 ° F-плюс во время цикла охлаждения, соответственно.При типичной температуре воды в скважине 55 ° F это соответствует диапазону температуры нагнетаемой воды от примерно 40 ° F до 45 ° F во время пиковых нагрузок нагрева до максимальной примерно от 75 ° F до 80 ° F во время максимального прогнозируемого охлаждения. нагрузки.

В более крупной параллельной системе с несколькими тепловыми насосами соотношение одновременно работающих блоков может варьироваться от 100% при работе с 3-4 параллельными блоками до минимума от 50% до 60% для 10 или более блоков из-за ожидаемого разнообразия от прерывистая работа различных тепловых насосов в системе. Однако этот фактор не является универсальным по своей природе и может значительно варьироваться в зависимости от местности, занятости, факторов окружающей среды и времени суток.

Этот коэффициент также относится к температуре нагнетаемой (возвратной) воды, поскольку из-за межсистемного перемешивания фактическое изменение в предыдущем примере, как ожидается, обычно будет в диапазоне от 48 ° F до 70 ° F. Пройдя через тепловые насосы, вода покидает здание или дом и попадает в систему обратных трубопроводов, расположенную рядом с источником подачи.Попадая в систему обратного трубопровода, вода часто становится доступной для использования в зонированных ирригационных системах летом или для прямого закачивания в подходящее место для захоронения. Три наиболее распространенных метода включают:

1. Сброс воды в близлежащий поверхностный водоем / ручей, который обычно примыкает к площадке или проходит через нее. (Часто это называют насосом и отвалом, это не разрешено во многих юрисдикциях из-за потери грунтовых вод. )
2. Удаление воды из скважины через новую или существующую нагнетательную скважину
3. Удаление воды из скважины с использованием обратной закачки в исходную скважину (удаление стоячей колонны).

Хотя требуемый расход является основным соображением при проектировании системы теплового насоса с грунтовыми водами открытого цикла (WSHP), гидравлические факторы также должны быть приняты во внимание. Очевидно, что основной проблемой при проектировании напора является необходимый общий напор.

Расчет напора для низкотемпературной гидравлической системы в основном проводится таким же образом, как и для типичной установки водяного колодца с несколькими переменными.Уровень перекачиваемой воды (PWL), соизмеримый с требуемым расходом для создания подъема скважины, плюс вертикальная труба и потери на трение на устье добавляется к требуемому динамическому и статическому напору системы, который должен включать все индивидуальные факторы, относящиеся к высоте, потерям на трение и необходимое остаточное (или оставшееся в системе) давление (в фунтах на квадратный дюйм) в точке подачи для создания общего динамического напора (TDH) системы.

Как правило, для типичной бытовой водопроводной системы, включая WSHP, будет достаточным диапазон рабочего давления от 50 до 70 фунтов на квадратный дюйм.Однако основной переменной для теплового насоса с водным источником является необходимость любого давления для обслуживания нагнетательной скважины. Это сильно зависит от системы из-за нескольких факторов, а именно динамики теплового насоса и падения давления, статических и динамических уровней воды в нагнетательной скважине, возвышения на стороне возврата и потерь на трение, а также любого дополнительного необходимого напора подпитки. Однако мой опыт показал, что остаточное давление не менее 40 фунтов на квадратный дюйм обычно является достаточным для целей гравитационного нагнетания, если предположить, что 20 фунтов на квадратный дюйм потребляется через сторону подачи теплового насоса с расчетным рабочим давлением 60 фунтов на квадратный дюйм.Как правило, это обеспечивает достаточное остаточное давление для бытового использования вместе с 10 фунтами на квадратный дюйм +/–, необходимыми для работы регулирующих клапанов и потери напора на трение в системе с впрыском под действием силы тяжести.

Для нагнетательных систем может потребоваться более высокое давление, хотя условия скважины, скважинного насоса и водоносного горизонта, высота над уровнем моря или чрезмерные потери в системе могут потребовать более высокого остаточного давления или, в крайних случаях, дополнительного давления за счет использования подкачивающего насоса на устье нагнетательной скважины.

Есть три других гидравлических фактора, связанных со свойствами воды при повышенных температурах.Первая проблема касается удельного веса воды. С повышением температуры воды удельный вес уменьшается. Хотя это может не повлиять на источник геотермальной воды ниже 90 ° F, это влияет на удельную массу и, следовательно, на мощность тормоза насоса при более высоких температурах. Каждое перекачивание с температурой грунтовых вод, превышающей 90 ° F, должно быть проверено на снижение влияния на тормозную мощность из-за повышения температуры воды, которая в некоторых случаях может достигать 5%.

Второй гидравлический фактор — абсолютное давление паров . Давление пара является критическим параметром воды и насосной гидравлики, которое, в отличие от удельного веса, увеличивается при повышенной температуре жидкости. Обеспечение работы насоса или трубопроводной системы в достаточном состоянии, чтобы избежать снижения давления пара ниже соответствующего значения для его температуры, важно для предотвращения испарения жидкости, которое может привести к вскипанию и испарению жидкости (кавитации).

Хотя чаще всего это связано с доступным чистым положительным напором всасывания (NPSH _A ) для насоса с высотой всасывания, высокое значение давления пара также может привести к серьезным проблемам с насосом с высоким NPSH _R ( требуется) значение или система трубопроводов с большим перепадом давления на дроссельной заслонке. В дополнение к вышеуказанным шагам проектировщик должен также проверить требуемое значение NPSH насоса по сравнению с имеющимся NPSH при повышенной температуре и убедиться, что существует достаточное погружение на входе насоса во избежание кавитации. Хотя этот фактор обычно более критичен для VTP при высоте всасывания, на погружаемый блок также может повлиять недостаточное погружение, необходимое для предотвращения завихрения (вращения воды) в стволе скважины. Во многих случаях это может потребовать минимального погружения насоса более чем на 20 футов над входным отверстием насоса, чтобы избежать испарения при высоких температурах грунтовых вод.

Последним фактором, связанным с водой при повышенной температуре, является кинематическая вязкость . Вязкость жидкости является свойством жидкости при различных температурах и консистенции и описывает характеристики течения (движения жидкости) через передающую среду, такую ​​как труба, посредством сопротивления жидкости скорости сдвига.Кинематическая вязкость воды (в сантистоксах) может использоваться при определении потери напора на трение, в основном через систему обратных или нагнетательных трубопроводов. В качестве руководства приведены данные, приведенные в таблице 1, для определения удельного веса, давления пара и кинематической вязкости воды при различных температурах жидкости от 32 ° F (замерзание) до 212 ° F (кипение).

В основном, существует два типа глубинных насосов, которые наиболее часто используются в геотермальных скважинах большой производительности (> 100 галлонов в минуту): вертикальные турбинные насосы или насосы с трансмиссионным валом (VTP) и погружные насосы с разницей в местоположении привода.

Для VTP приводом обычно является электродвигатель, установленный над устьем скважины, который приводит в действие насос через длинный непрерывный вал. У погружного насоса привод (электродвигатель небольшого диаметра) расположен непосредственно под самим насосом. Насос соединен с приводом через короткий вал и муфту внутри экранированной впускной секции, которая также отделяет двигатель от насоса.

Турбинные насосы с вертикальным трансмиссионным валом в глубоких скважинах имеют два определенных ограничения: они должны устанавливаться в относительно прямых скважинах соответствующего диаметра, а экономичный предел настройки обычно не превышает 800 футов.

В геотермальных скважинах температура и химический состав воды являются основными проблемами при выборе надлежащего материала для компонентов насоса. Для VTP материалом, обычно используемым для трансмиссионного вала, является углеродистая сталь (AISI Type C-1045), но в некоторых случаях материал трансмиссионного вала должен быть изменен из-за состояния или химического состава геотермальной воды.

или трансмиссионный вал из нержавеющей стали серии 300 или 400 иногда используются в исключительно абразивной или агрессивной воде.Обычно в качестве материала барабана используется чугун ASTM класса A-48, но также могут использоваться специальные материалы. Рабочие колеса обычно изготавливаются из бронзы (B 584-838), высокопрочного чугуна или чугуна.

Наиболее важной частью насоса для геотермальных систем обычно являются подшипники барабана / вала, которые обычно изготавливаются из бронзы, резины или тефлона (ПТФЭ). В большинстве систем с низкотемпературными источниками грунтовых вод с температурой грунтовых вод ниже 85 ° F конструкция насосной системы геотермального водоснабжения близка к обычному насосу системы водоснабжения. Хотя геотермальное приложение с типичными температурами грунтовых вод обычно может быть спроектировано в соответствии с общепринятыми практиками, приложения с температурой воды, превышающей 85 ° F, абразивными и коррозионными или корковыми химическими веществами, должны быть тщательно рассмотрены, поскольку жидкости с более высокой температурой, пар и геотермальные рассолы часто представляют трудности. проблемы для насосов и торцевых уплотнений, в том числе:

• Трансмиссионные валы для вертикальных турбинных насосов могут сильно растягиваться при высоких температурах или толчке из-за высокого напора, что приводит к поломке или смещению вала и уменьшению критических рабочих зазоров насоса, часто вызывая столкновение между рабочим колесом и барабаном и снижение эффективности насоса (барабана).Это особенно опасно при использовании трансмиссионного вала диаметром 1,25 дюйма и меньше с глубокой посадкой или большим усилием.
• Загрязнение железом, марганцем, кремнеземом и кальцитом может затруднять или ухудшать критические зазоры насоса, резко влияя на эффективность насоса, а также увеличивая необходимость технического обслуживания в будущем и снижая надежность.
• Рассолы с высоким содержанием хлоридов или сильно коррозионная (с низким pH) вода могут вызывать коррозионное растрескивание под напряжением.
• Высокоскоростной перегретый пар вызывает сильную эрозию внутренних компонентов, поверхностей и подшипников насоса.
• Погружные двигатели, работающие при более высоких температурах жидкости, требуют дополнительной скорости охлаждения и снижения мощности / кабеля.
• Насосы, используемые в качестве подкачивающих насосов для повышения впрыска, вызывают многие из тех же проблем.

Чем больше проблем с температурой и качеством воды, тем важнее привлечь к услугам инженера или производителя насосов, обладающих необходимыми техническими знаниями и опытом в области материалов, для успешного решения возможных проблем, связанных с высокой температурой, образованием накипи, коррозии и эрозии. откачка геотермальных скважин.Хотя VTP с водяной смазкой может использоваться для геотермальных применений, когда температура грунтовых вод превышает 90 ° F или вода содержит большой объем или размер абразивов, использование VTP с масляной смазкой с трансмиссионным валом часто является лучшим выбором.

В дополнение к обеспечению адекватной смазки всех подшипников трансмиссионного вала с равномерным интервалом от 3 до 5 дюймов, использование закрытой масляной трубки позволяет использовать изолированную среду вала с бронзовыми подшипниками, что позволяет избежать проблем, связанных с повышенной температурой и распространенными абразивными веществами. воздействию жидкости на трансмиссионный вал и гибкие резиновые подшипники при смазываемых продуктом (открытых) насосах VTP.

В геотермальных приложениях еще одним соображением является тепловое расширение или сжатие. Из-за индивидуальных различий в толщине, материале и массе колонна, труба, охватывающая вал, и трансмиссионный вал будут расширяться или сжиматься с разной скоростью и достигать теплового равновесия с разными интервалами после первоначального запуска.

Кроме того, вал закрытого трансмиссионного вала VTP в некоторой степени термически изолирован от воды в колонне за счет пространства между валом и внутренним диаметром трубы. После достижения теплового равновесия тепловое расширение не оказывает прямого влияния на относительное удлинение вала, но оно должно быть компенсировано по мере его возникновения, либо путем перенастройки рабочих колес, либо путем допуска дополнительной боковой (осевой) регулировки (осевого люфта) в барабане.

Очевидно, что в системе, которая циклически работает, это должно быть учтено при дополнительной боковой регулировке. Осевой люфт компенсируется за счет вертикального пространства между рабочим колесом и барабаном. Это расстояние между нижней частью юбки проушины рабочего колеса и соответствующим отверстием в соответствующем отверстии в каждой чаше.На этих участках могут быть изнашиваемые или уплотнительные кольца на чаше или внутри, на крыльчатке или на обоих.

Стандартный люфт для холодной воды обычно варьируется от всего лишь 3/16 дюйма в чаше диаметром 4 дюйма до 2 дюймов или более в чаше диаметром 30 дюймов. Соответствующий максимальный осевой люфт при использовании стандартных отливок обычно составляет от дюйма до 1¾ дюйма соответственно; любой дополнительно необходимый осевой люфт достигается за счет более глубокой обработки проушины барабана / рабочего колеса (Рисунок 3).

Например, только тепловое расширение для статического уровня воды 400 футов, скважина 200 ° F может достигать 4.75 дюймов, что намного превышает максимальный осевой люфт для большинства стандартных насосов. Это иллюстрирует, почему стандартные насосы иногда не подходят для геотермальных служб, особенно при более высоких температурах или в условиях велосипедного движения. Несоблюдение этого требования привело к поломке трансмиссионных валов, а также к преждевременному износу и выходу из строя рабочих колес, барабанов, подшипников и электродвигателей.

Правильный осевой люфт и размер трансмиссионного вала требуют соответствующего опыта и понимания относительного растяжения вала , а также полного знания потенциального воздействия со стороны напора насоса и настройки относительнотяга и удлинение вала. В целях безопасности относительное растяжение вала (с учетом комбинированного воздействия растяжения колонны и трансмиссионного вала на развиваемое усилие во время работы) должно быть оценено для каждой водозаборной скважины, работающей на глубине 600 футов или более TDH или с настройкой насоса более 500 футов.

Вторым по важности фактором в высокотемпературных и низкотемпературных геотермальных установках является выбор материала и металлургия. Хотя это, очевидно, может относиться к стояку (колонне), трансмиссионному валу и масляной трубе, основное внимание обычно уделяется сборке чаши и материалам, используемым в ней, особенно если во всей чаше используются разные материалы.

Следующая проблема связана с использованием глубинного насоса для геотермальных служб в скважине, производящей значительное количество абразивов. В этом случае должна быть проведена полная оценка, сравнивающая вероятный срок службы и стоимость VTP и погружного насоса. Хотя погружной насос обычно стоит намного меньше, чем VTP аналогичного размера, присутствие абразивов может снизить срок службы погружного насоса. Они могут быть в четыре раза меньше, чем VTP, в основном из-за более высокой скорости 3600 об / мин по сравнению с типичным VTP, который работает со скоростью 1800 об / мин.

Последней проблемой при проектировании геотермального насоса часто является давление нагнетания или отключения, создаваемое резервуаром. В ситуациях с экстремальным подъемом колодца или необходимостью напора стандартная чугунная чаша с фланцевыми сопрягаемыми поверхностями может оказаться недостаточной для сопротивления напору, создаваемому чашей. В этих случаях может потребоваться чаша из ковкого чугуна с кольцевыми уплотнениями и фланцевыми соединениями между ступенями и верхним и напорным корпусом.

Чаще всего это случается с напором или глубиной установки насоса, превышающей 600 футов TDH.Если требуется для измерения температуры, абразивности и химии, для VTP или погружного насоса можно использовать специальные или закаленные материалы или покрытия, механическую обработку и методы строительства. В любом случае перед тем, как приступить к этому этапу, следует проконсультироваться с предполагаемым производителем насоса для геотермальных скважин, и только знающий и опытный персонал должен проектировать и настраивать параметры рабочего колеса скважинного насоса VTP.

Выбор колонны (для ВТП) или стояка (для погружной) спускной трубы для геотермальной скважины обычно такой же, как и для обычного скважинного насоса. Однако, в отличие от обычного скважинного насоса, потери на трение должны быть рассчитаны на общее значение между 2-7 футов на 100 футов длины стояка с основной целью поддержания скорости восходящего потока на уровне более 3 футов в секунду, но менее 8 футов в секунду. FPS.

Помните, что это значение будет другим для погружного устройства, чем для VTP, у которого трансмиссионный вал и закрывающая трубка (для маслосмазочных насосов) расположены внутри центра трубы, что приводит к уменьшению внутренней площади потока и динамике (значение «C»).Эта более низкая скорость по-прежнему будет обеспечивать транспортировку твердых частиц к устью, не вызывая чрезмерной скорости, которая может привести к преждевременному износу и выходу из строя.

Стальную трубу и трансмиссионный вал (если они используются) следует проверять на линейное расширение в высокотемпературных скважинах или глубоких установках, и для расчета потерь на трение следует использовать значение потерь на трение Хазена-Вильямса от 80 до 100. Во многих случаях может потребоваться использование стальных труб и муфт со сверхтяжелыми стенками (Schedule 80), чтобы выдерживать давление или вес, подвешенный на резьбу.

В этих установках всегда дважды проверяйте скорость и результирующие потери на трение, поскольку внутренний диаметр трубы уменьшается, увеличивая потери на трение. При использовании обратных клапанов я рекомендую всегда использовать обратные клапаны для тяжелых условий эксплуатации . Кроме того, внутренние компоненты, особенно резина, в некоторых клапанах не рассчитаны на более высокие рабочие температуры или глубины установки, связанные с геотермальными установками. Этот фактор также следует изучить.

Несмотря на то, что погружной электродвигатель стандартного типа с водяным охлаждением и смазкой рассчитан и может использоваться в большинстве геотермальных систем при температуре грунтовых вод до 86 ° F (30 ° C) без снижения номинальных характеристик или модификации системы, необходимость в адекватной скорости и прямое прохождение перекачиваемой воды мимо двигателя во время работы становится более важным с повышением температуры.

Некоторые производители предлагают погружные электродвигатели с водяным охлаждением (194 ° F / 90 ° C) с водяным охлаждением или альтернативные погружные двигатели с масляным охлаждением / смазкой для экстремальных температур или окружающей среды. Многие из этих двигателей основаны на прошлой эксплуатации в нефтяных скважинах, которая часто может быть напрямую использована в геотермальных установках.

В геотермальных установках с температурой грунтовых вод ниже 140 ° F (60 ° C) обычно можно использовать погружной электродвигатель стандартного типа с небольшими поправками и снижением номинальных характеристик, необходимых для температуры жидкости.Первичная коррекция включает использование более высокой скорости двигателя во время работы. Эта скорость, обычно от 0,50 до 0,80 футов в секунду для стандартных приложений, увеличивается до 3 кадров в секунду для повышенных температур (см. Таблицу 2).

Второй критерий использования стандартного погружного двигателя при повышенных температурах требует снижения мощности двигателя в лошадиных силах с различными приращениями в зависимости от температуры жидкости. Это базовое снижение характеристик взято из Руководства по обслуживанию Franklin Electric от 2015 года.Однако после личного исследования я внес несколько поправок в табличные значения снижения мощности, плюс я рекомендую не превышать 10% допустимого коэффициента обслуживания 15%, доступного для большинства трехфазных двигателей. Это обеспечивает дополнительный коэффициент безопасности для общих рабочих проблем, таких как низкое или несбалансированное напряжение, более высокие температуры окружающей среды и рабочие температуры, экстремальная глубина и мигание жидкости, уникальное для водяных скважин и геотермальных приложений. Таблицу 3 и Таблицу 4 можно использовать для определения требуемого размера двигателя для температуры воды ниже 140 ° F.

Например, предположим, что насос диаметром 10 дюймов × 600 футов устанавливает низкотемпературную геотермальную скважину (температура воды 131 ° F (55 ° C, SG = 0,9857, из таблицы 1). Требуемая рабочая точка составляет 350 галлонов в минуту при 425 футов TDH. Какой размер погружного двигателя требуется?

1. Используйте кривые насоса, чтобы выбрать чашу из таблицы выбора (Рисунок 4): 350 галлонов в минуту на 428 футах TDH-P.E. = 80,3%
2. Определите тормозную мощность: 350 галлонов в минуту × 428 футов TDH × 0,9857 (S.G.) = 46,435 л.с.

3960 ×.803

3. Проверьте адекватную скорость двигателя (из таблицы 2): 8-дюймовый двигатель в 10-дюймовом колодце = 340 галлонов в минуту ~ 350 галлонов в минуту
4. Поправка на температуру (из таблицы 3): множитель для> 30 л.с. при 131 ° F = 1,65 × 46,435 л.с. = 76,62 л.с.
5. Определите требуемый размер двигателя (из таблицы 4): двигатель 75 л.с. × 1,10 S.F. = 82,50 л.с. Требуется ≥76,62 л.с.
6. Выберите стандартный погружной электродвигатель мощностью 75 л.с. и диаметром 8 дюймов для использования с 8-дюймовым 5-ступенчатым барабаном в сборе (рис. 4).

Разработчик также может рассмотреть возможность использования высокотемпературного двигателя, который может обеспечить непрерывную работу при температурах жидкости до 194 ° F (90 ° C) без снижения номинальных характеристик или модификации. В любом случае проектировщик должен также проверить тяговую способность двигателя в зависимости от фактической тяги вместе с доступным креплением NEMA к предполагаемой стороне насоса.

Последний этап проектирования включает выбор погружного ответвительного кабеля, который включает температуру окружающей среды исходной воды, изоляцию, рабочие характеристики и номинальные характеристики кабеля.В этом примере, даже несмотря на то, что расчетная нагрузка составляет чуть менее 50 л.с., я думаю, чтобы соответствовать Национальному электротехническому кодексу, разработчик должен рассчитать и спроектировать падение напряжения в кабеле падения для полностью загруженного погружного двигателя мощностью 75 л.с., работающего при +15 % эксплуатационная нагрузка и соответствие NEC для двигателя 75 л.с.:

Характеристики двигателя: 75 л.с., 460 В переменного тока, 3 ϕ, стандартный погружной двигатель диаметром 8 дюймов, используйте FLA = 94 для схемотехники NEC

Используйте SFA = 107 (94 FLA × 1,15) для размера кабеля ответвления (для ΔV 5%).

Ответвительный кабель: используйте медные (Cu) проводники с изоляцией, рассчитанной на 90 ° C (сопротивление Cu = 13,3 Ом / см / 100 футов)

RE: 2017 Поправочный коэффициент NEC # 2: снижение допустимой нагрузки кабеля 90 ° C × 0,76 для температуры окружающей среды при 55 ° C

1. Требуемые круглые милы (см) = 13,3 × 600 ′ × 107 SFA × 1,732 = 64,300 см (# 2 cu = 66,360 см = 130 A)

460 В перем. Тока × 0,05 (5% Vd)

2. Проверьте минимальный размер проводника (RE: NEC, таблица 310.15): 94 FLA × 1.25 = 117,50 ампер ≤130 ампер
3. Проверить снижение мощности NEC: # 2 куб. С номиналом 90 ° C: 130 А × 0,76 снижение = 98,8 А <117,5 требуемых ампер
4. Проверьте использование # 1/0 cu: ток NEC при 90 ° C, номинальный ток = 170 A × 0,76 = 129,2 A ≥117,5 требуемых ампер

Для этого примера я бы выбрал ответвительный кабель с медным проводом # 1/0 × 4 (три фазы + заземление двигателя). Мне не нужно повторно проверять падение напряжения, поскольку мы уже определили, что подойдет медный кабель №2 меньшего размера, поэтому по умолчанию было принято решение о соблюдении Кодекса NEC.

Очевидно, я делаю здесь определенные предположения. Во-первых, инспектор разрешит класс изоляции 90 ° C. Это потребует единообразного использования клемм и моторного оборудования с номинальной температурой 90 ° C, что для данного типоразмера и типа применения вполне вероятно. Во-вторых, этот пример основан на моем личном опыте работы с инженерами, приложениями NEC и местными инспекторами и в целом довольно консервативен, особенно в том, что касается расчетной силы тока двигателя.

Каждый проектировщик всегда обязан проверять в своей местной юрисдикции, разрешена ли процедура выбора кабеля.В некоторых случаях может потребоваться специальный погружной кабель с оболочкой или армированный, чтобы выдержать температуру воды и связанную с этим более высокую рабочую температуру проводников.

В некоторых установках может потребоваться снижение допустимой токовой нагрузки проводника (от 90 ° C до 75 ° C), что потребует увеличения диаметра проводника или использования изоляции проводника с более высоким номиналом (рейтинг EPDM> 140 ° C). Однако для большинства геотермальных систем с более низкими температурами, использующих погружной насос и двигатель, кабель, состоящий из этилен-пропиленового каучука (EPR) (тип MV-105) с номиналом 90 ° C или 205 ° F (96 ° C) или полипропиленовой изоляции с внешняя оболочка из ПВХ или нитрила является подходящей и может использоваться.

В других случаях с более высокими температурами воды, армированный, плетеный или экранированный кабель, изготовленный для нефтегазовой отрасли, доступен для температур до 450 ° F (232 ° C). Использование двигателя с большим рабочим напряжением (460 В против 230 В или 2300 В против 460 В при использовании повышающего трансформатора) на более мощных двигателях (> 100 л.с.) часто является альтернативой и может быть гарантировано для снижения тока двигателя и, следовательно, , размер кабеля ответвления. Часто это отличный выбор для глубоких наборов или приложений с высоким HP.

Наконец, чтобы помочь проектировщику с выбором и этапами проектирования насосной системы для геотермальных скважин, я включил базовую пошаговую блок-схему, показанную на рисунке 5.

На этом завершается эта партия Engineering Your Business . В следующем месяце мы опишем различные методы проектирования эффективной насосной станции.

, хотя расчетная нагрузка составляет чуть менее 50 л.с., я думаю, чтобы соответствовать Национальному электротехническому кодексу, разработчик должен рассчитать и спроектировать падение напряжения в кабеле падения для полностью загруженного погружного двигателя мощностью 75 л.с., работающего при нагрузке с коэффициентом полезного использования + 15%. и соответствие NEC для двигателя 75 л.с.:

Характеристики двигателя: 75 л.с., 460 В переменного тока, 3 ϕ, стандартный погружной двигатель диаметром 8 дюймов, используйте FLA = 94 для схемотехники NEC

Используйте SFA = 107 (94 FLA × 1.15) для размера кабеля ответвления (для ΔV 5%).

Ответвительный кабель: используйте медные (Cu) проводники с изоляцией, рассчитанной на 90 ° C (сопротивление Cu = 13,3 Ом / см / 100 футов)

RE: 2017 Поправочный коэффициент NEC # 2: снижение допустимой нагрузки кабеля 90 ° C × 0,76 для температуры окружающей среды при 55 ° C

1. Требуемые круглые милы (см) = 13,3 × 600 ′ × 107 SFA × 1,732 = 64,300 см (# 2 cu = 66,360 см = 130 A)

460 В перем. Тока × 0,05 (5% Vd)

2. Проверьте минимальный размер проводника (RE: NEC, таблица 310.15): 94 FLA × 1,25 = 117,50 ампер ≤130 ампер
3. Проверить снижение мощности NEC: # 2 куб. С номиналом 90 ° C: 130 А × 0,76 снижение = 98,8 А <117,5 требуемых ампер
4. Проверьте использование # 1/0 cu: ток NEC при 90 ° C, номинальный ток = 170 A × 0,76 = 129,2 A ≥117,5 требуемых ампер

Для этого примера я бы выбрал ответвительный кабель с медным проводом # 1/0 × 4 (три фазы + заземление двигателя). Мне не нужно повторно проверять падение напряжения, поскольку мы уже определили, что подойдет медный кабель №2 меньшего размера, поэтому по умолчанию было принято решение о соблюдении Кодекса NEC.

Очевидно, я делаю здесь определенные предположения. Во-первых, инспектор разрешит класс изоляции 90 ° C. Это потребует единообразного использования клемм и моторного оборудования с номинальной температурой 90 ° C, что для данного типоразмера и типа применения вполне вероятно. Во-вторых, этот пример основан на моем личном опыте работы с инженерами, приложениями NEC и местными инспекторами и в целом довольно консервативен, особенно в том, что касается расчетной силы тока двигателя.

Каждый проектировщик всегда обязан проверять в своей местной юрисдикции, разрешена ли процедура выбора кабеля. В некоторых случаях может потребоваться специальный погружной кабель с оболочкой или армированный, чтобы выдержать температуру воды и связанную с этим более высокую рабочую температуру проводников.

В некоторых установках может потребоваться снижение допустимой токовой нагрузки проводника (от 90 ° C до 75 ° C), что потребует увеличения диаметра проводника или использования изоляции проводника с более высоким номиналом (рейтинг EPDM> 140 ° C).Однако для большинства геотермальных систем с более низкими температурами, использующих погружной насос и двигатель, кабель, состоящий из этилен-пропиленового каучука (EPR) (тип MV-105) с номиналом 90 ° C или 205 ° F (96 ° C) или полипропиленовой изоляции с внешняя оболочка из ПВХ или нитрила является подходящей и может использоваться.

В других случаях с более высокими температурами воды, армированный, плетеный или экранированный кабель, изготовленный для нефтегазовой отрасли, доступен для температур до 450 ° F (232 ° C). Использование двигателя с большим рабочим напряжением (460 В по сравнению с230 В или 2300 В по сравнению с 460 В при использовании повышающего трансформатора) на более мощных двигателях (> 100 л.с.) часто является альтернативой, и может потребоваться более низкий ток двигателя и, следовательно, размер кабеля ответвления. Часто это отличный выбор для глубоких наборов или приложений с высоким HP.

Наконец, чтобы помочь проектировщику с выбором и этапами проектирования насосной системы для геотермальных скважин, я включил базовую пошаговую блок-схему, показанную на Рисунке 5.

На этом завершается эта партия Engineering Your Business .В следующем месяце мы опишем различные методы проектирования эффективной насосной станции.

А пока, как всегда, работайте осторожно и разумно.

Основы рециркуляционной насосной системы для горячей воды

Примечание. Этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что мы можем получить небольшую комиссию за совершенные покупки бесплатно для вас.

Стандартная система водяного отопления нагревает воду только в баке, а оттуда она должна пройти по вашим трубам, чтобы достичь выхода.Это приводит к задержке между включением горячей воды и выходом горячей воды из крана.

Чтобы сократить количество отходов и повысить эффективность, система рециркуляции горячей воды будет поддерживать движение горячей воды по вашим трубам (по петле), так что вода будет готова к использованию, как только вы включите кран. Продолжайте читать, чтобы узнать, подходит ли вам эта система.

Где используются рециркуляционные насосы?

В течение многих лет рециркуляционные насосы были стандартным оборудованием в качественных отелях, спортзалах и ресторанах, но они также становятся все более распространенными в частных жилых помещениях. Преимущество наличия горячей воды по запросу в сочетании со сниженными затратами на электроэнергию делает использование таких устройств привлекательным по ряду причин.

Если раньше они предоставлялись для удобства клиентов, то теперь они используются как способ сократить расходы по дому. Некоторые из лучших на сегодняшний день моделей безбаквальных водонагревателей даже оснащены встроенным рециркуляционным насосом.

Преимущества

Когда открывается кран горячей воды, горячая вода всегда находится на расстоянии нескольких секунд.Вместо того, чтобы проталкивать горячую воду по всей системе из резервуара для горячей воды, ее нужно протолкнуть только через линию, ведущую от линии первичной воды к самому крану.

Циркуляционный насос поддерживает подачу горячей воды по трубам горячего водоснабжения в вашем доме в любое время, по запросу или по заданному времени с помощью таймера (в отличие от таймера водонагревателя). Если горячая вода не используется, она просто возвращается обратно в бак.

Эта основная экономия затрат достигается за счет меньшего количества воды, спускаемой в канализацию, прежде чем температура станет подходящей для использования.Рециркуляционные насосы сокращают потребление в регионах, чувствительных к воде, и в зимний период возможна значительная экономия.

Недостатки

Первоначальная стоимость является основным недостатком системы рециркуляции горячей воды. Новый блок может быть равен счетам за водопользование за многие месяцы, а установка еще больше увеличивает стоимость. Хорошая новость заключается в том, что большинство рециркуляционных насосов можно установить довольно легко, и у большинства любителей дома есть инструменты и навыки, необходимые для работы.

Новый насос также имеет решающее значение для вашей экономии, поскольку старые модели, как правило, работают непрерывно, а не по требованию. Кроме того, хорошо изолированные водопроводные трубы могут предотвратить потери энергии и повысить эффективность любой системы водяного отопления.

Рекомендации по установке

Для установки рециркуляционного насоса потребуется добавить несколько трубопроводов, чтобы вода могла непрерывно течь через систему горячего водоснабжения. Обычно насос устанавливается в непосредственной близости от сборного резервуара, но вы также можете установить рециркуляционные насосы рядом с кранами, которые часто используются для обеспечения мгновенной подачи горячей воды в этом месте.

С другой стороны, вода для точечного нагрева может быть более доступной при использовании проточной водяной системы, которую можно установить под шкафом или в соседнем туалете.

Связано: Стоимость водяного теплого пола

Система рециркуляции горячей воды может быть большим капиталовложением для небольших семей, но может быть отличным способом сэкономить деньги в большом доме, где горячая вода пользуется большим спросом за счет большая площадь.

Как правило, если горячая вода доходит до крана более 5 секунд, установка рециркуляционного насоса может сэкономить вам деньги в долгосрочной перспективе, но также может быть хорошей идеей изучить другие методы нагрева.