Подбор насосной установки для систем отопления

1 января 2009

Сегодня на российском рынке огромный выбор насосных установок для систем водоснабжения, достаточно много установок для пожаротушения (хотя сертификаты пожарной безопасности имеют лишь немногие, среди них Компания АДЛ). Насосные установки предлагают как лидеры насосного мира, так и менее известные компании, вплоть до монтажных организаций, которые оказывают услуги по сборке установок на основе ограниченного числа типов насосов, опираясь на собственный опыт и технологические возможности. Однако немногие производители и монтажные организации могут предложить готовое модульное решение для систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Сегодня в большинстве ЦТП используются одинарные насосы для систем отопления, которые обвязываются различной арматурой (запорными и обратными клапанами), нестандартными коллекторами, системой управления и защиты. Зачастую всю эту работу проводит монтажная организация, но при недостаточной квалификации персонала это может привести к дополнительным и часто неоправданным затратам времени, средств и головной боли. В итоге общая стоимость такой станции выходит гораздо дороже модульного решения, а гарантия распространяется на каждый отдельный элемент, а не на систему в целом.

Модульное решение очень интересно, но поскольку знакомы с ним немногие, вопросов по правильности подбора и особенностям установок более чем достаточно. В этой статье мы рассмотрим основные критерии, которыми следует руководствоваться при выборе насосной установки для систем отопления на примере оборудования Компании АДЛ:

• определение рабочих характеристик насоса и выбор количества насосов в составе установки;
• подбор обвязки;
• выбор типа регулирования.

Принципиальное отличие установок для отопления от установок для водоснабжения заключается в применении высокотемпературных насосов (зависит от их расположения относительно теплообменника), отсутствии гидроаккумулирующего бака (стандартно входит в установку водоснабжения) на напорном коллекторе установки — его можно в зависимости от системы подобрать дополнительно, в регулировании от датчиков перепада давления/температуры/расхода.

Рабочие характеристики насосов

В составе установок для систем отопления, как правило, применяются вертикальные циркуляционные насосы конструкции «инлайн» (напорный и всасывающий патрубки одинакового Ду лежат на одной оси, что позволяет устанавливать насос на трубопровод без изменения конфигурации последнего). В данной статье будем рассматривать насосы, используемые в установках ГРАНФЛОУ^® (Smedegaard (Дания) типа OMEGA).

При подборе насоса для насосной установки нужно учитывать следующие факторы: напор и подачу, давление на входе в насос для проверки на кавитацию, тип и температуру теплоносителя, а также коэффициент запаса по напору. Подберем, например, насос для установки системы отопления: теплоноситель — вода, подача 20 м3/ч, напором 15 м, насос устанавливается перед теплообменником t = 70 °C, давление в системе 2 атм (изб.).

Часто в системах отопления используется схема рабочий + резервный для обеспечения безотказной работы системы в случае выхода из строя одного из насосов. При подобной схеме каждый насос в составе установки должен обеспечивать рабочую точку — подачу 20 м3/ч при 15 м напора. Для выбора насоса необходимо к требуемому напору прибавить 0,5-3 м — запас на потери в установке — и на этот напор подбирать насос. При этом необходимо, чтобы рабочая точка лежала в области максимально возможного КПД.

Указанным характеристикам соответствует насос марки OMEGA 5-125-2 1,8 кВт (макс. t = 120 °C), который имеет небольшой запас 1 м относительно требуемого напора рабочей точки, КПД 70 %, NPSH = 1,5 м.

Установки с подобными насосами были заложены в проекты института «Горпроект» на объекте ЦТП жилых домов в Новопеределкино под Москвой. Там были установлены 4 насосные установки для систем ХВС, ГВС, отопления и кондиционирования.

Подбор обвязки

Стандартная установка для циркуляционных систем отопления и кондиционирования включает в себя смонтированные на общей раме насосы, которые обвязаны арматурой (обратными и запорными клапанами на напорном коллекторе и

запорными клапанами на всасывающем коллекторе). Также на этой раме смонтирован шкаф управления. На всасывающем коллекторе устанавливается реле защиты от «сухого» хода, установка датчика перепада давления/температуры/расхода осуществляется согласно принятой схеме. По желанию заказчика на фланцах всасывающего и напорного коллекторов могут быть установлены вибровставки.

Рис. 1. Схема инженерных коммуникаций жилого комплекса в Новопеределкино с использованием насосных установок ГРАНФЛОУ®

Помимо стандартной обвязки (арматурная часть), есть специально разработанный для типичных схем с двумя насосами У-образный коллектор (уникальный продукт компании Smedegaard), для «инлайн» исполнения всей установки. Коллектор предназначен для обвязки двух насосов и заменяет собой два обратных и два запорных клапана на напорной стороне и два запорных — на всасывающей. Применение У-образного коллектора сокращает стоимость станции относительно установки на прямых коллекторах, уменьшает общие габариты станции, повышает надежность соединений станции (вместо 18 фланцевых соединений остается лишь 6).

Также подобный У-образный коллектор позволяет перекрывать любой из двух насосов в составе установки для его сервисного обслуживания или ремонта, при этом второй насос может продолжать свою работу.

Типы регулирования

Как известно, регулирование теплоотдачи системы может быть осуществлено двумя способами: качественным (т.е. изменением параметров теплоносителя: температура, давление) и количественным (т.е. изменением количества теплоносителя). Т.к. качественное регулирование осуществляется непосредственно до потребителя (в котельных и т.п.), то установка отопления должна работать с количественным регулированием.

В насосных установках для отопления наиболее часто используется релейный тип регулирования, хотя также возможно и частотное.

В первом случае сигнал от реле (на станциях отопления монтируется на фланцах насосов), срабатывающего при падении давления ниже установленного, поступает на контроллер. Контроллер в свою очередь запускает насос в работу напрямую либо через мягкие пускатели. Если рабочий насос неисправен, автоматически запускается резервный. Данный способ регулирования относительно недорог и оптимально подходит для замкнутых систем, где изменение параметров может осуществляться вручную: с помощью кранов, установленных на стояках, или дроссельных шайб.

При релейном регулировании (которое было выбрано для проекта в Новопеределкино) маркировка установки с ранее выбранным насосом будет следующей:

ГРАНФЛОУ УНВо 2 Omega 5-125-2 3,0 кВт РР 80 мм где: УНВ(о) — установка насосная для систем отопления на «прямых коллекторах» (о — на базе У-образного коллектора) 2 — число насосов в составе установки (от 1 до 6 для установки на «прямых коллекторах» и 2 — для установки на базе У-образного коллектора) Omega 5-125-2 3,0 кВт — марка насоса и мощность его электродвигателя РР — тип регулирования

Таймер, установленный в приборе управления, позволяет контролировать одинаковую наработку каждого из насосов, что, как и дополнительное оснащение мягкими пускателями, позволяет продлить срок службы электродвигателей и системы в целом.

Учитывая инновации в области энергосбережения систем отопления, например, вариант поквартирного отопления, когда в здании применяются регулируемые батареи, а также изменяются некоторые другие нагрузки, Компания АДЛ предлагает насосные установки с частотным типом регулирования. При этом типе регулирования напор насоса во всем диапазоне регулирования теплоотдачи остается постоянным либо изменяется по указанному в программе закону, что достигается автоматическим изменением частоты вращения насоса. Эти условия позволяют работать насосу, а значит и всей установки в режиме макс. возможного КПД и значительно экономить электроэнергию, порой до 60%.

При этом типе регулирования в маркировке установки сокращение РР заменяется на ЧР/К — частотное регулирование с контроллером.

Функция энергосбережения особенно актуальна для поквартирного типа отопления, при котором конкретный потребитель (хозяин квартиры), используя именно то количество тепла, которое требуется ему, благодаря частотному регулированию получает реальную возможность экономить.

Благодаря наличию производственного комплекса и опытного конструкторского отдела Компания АДЛ способна предложить заказчику как стандартные, так и изготовленные по индивидуальным требованиям установки для систем отопления.