پمپ سیرکولاتور
پمپ سیرکولاتور، دستگاهی با عملکرد گریز از مرکز میباشد که وظیفه چرخش آب در مدارهای بسته سامانه های گرمایشی و سرمایشی را بر عهده دارد. پمپ سیرکولاتور تنها در سامانههای مدار بسته کاربرد داشته و میتواند سیالات مختلف را با دمای 120+ تا 10- درجه سانتیگراد را در داخل سیستمهای گرمایشی و سرمایشی حرکت دهد.
این دستگاه وظیفه دارد تا افت فشار جریان آب را در داخل لولهها، اتصالات و کویل ها رفع نماید؛ به عبارت سادهتر از این دستگاه برای رفع افت هد دینامیکی و گرداندن آب در داخل مجموعههای گرمایشی و سرمایشی استفاده می شود و کارکرد خود سیستم را ارتقا نمیدهد. مهمترین عامل در انتخاب پمپ سیرکولاتور هد و دبی مورد نیاز جهت گردش آب یا سیال مورد نظر درون لولهها می باشد.
پمپهای آبگرم با توان و دور موتورهای مختلفی تولید شده و از نیروی الکتریکی سه فاز و یا تک فاز برای فعالیت خود استفاده مینمایند. مصرف برق این پمپ ها بسیار اندک است به طوری که در رده بندی انرژی در جایگاه A و B قرار می گیرند.
قیمت مناسب و نگهداری آسان این دستگاه باعث شده تا امروزه از این پمپها در محیطهای متعددی استفاده گردد که از جمله آنها میتوان به سامانههای گرمایشی مجتمع های مسکونی، استخرهای عمومی، موتورخانه ها اشاره نمود.
بدنه پمپ های آبگرم شوفاژ معمولا از جنس چدن می باشد ولی بر اساس سفارش و خواسته مشتری می تواند از جنس استیل نیز باشد. پروانه پمپ های سیرکولاتور نیز با توجه به از جنسهای مختلفی مثل چدن، استیل، برنج و پلی اتیلن ساخته میشود تا در برابر فشار آب مقاوم باشد.
برای نصب پمپهای سیرکولاتور با توان موتور 3000 در دقیقه بهتر از فضاهای بیرونی ساختمان و محیطهای خارج از فضاهای مسکونی انتخاب شود؛ در غیر این صورت صدای زیاد فعالیت پمپ آرامش ساکنین را برهم میزند.
در هنگام استفاده از پمپ سیرکولاتور توجه داشته باشید که آب کافی برای فعالیت پمپ در داخل سامانههای گرمایشی و برودتی موجود باشد؛ در صورت روشن شدن پمپ بدون آب حتی در مدت زمان کم موجب سوختگی پمپ می شود.
انواع پمپ های سیرکولاتور
پمپهای سیرکولاتور موجود در بازار برای سطوح آبی با مکش منفی مناسب نمیباشد، چرا که طراحی این دستگاه به گونهای انجام شده که در سازه های آبی بدون مکش استفاده شود؛ به همین دلیل این دستگاه را میتوان به دو دسته تقسیم نمود:
- پمپ سیرکولاتور خطی
این مدل از پمپهای آبگرم از طریق اتصالات دندهای و فلنچی بر روی لوله ها سوار شده و عمدتا برای منازل مسکونی کوچک طراحی و تولید می شوند.
- پمپ سیرکولاتور زمینی
این مدل از پمپهای شوفاژ در موتورخانهها و سامانه های برودتی مجتمع و فضاهای بزرگ صنعتی و مسکونی کاربرد دارد. برای استفاده از این پمپها لازم است، دستگاه را بر روی سطح صاف و مسطح همراه با لرزه گیر پلاستیکی قرار دهید.
نحوه عملکرد پمپ سیرکولاتور
این پمپ قبل از دستگاه گرمایش و سرمایش مرکزی بر روی لولهها نصب می شود، به عبارت سادهتر آب در داخل دستگاه های مرکزی تاسیسات حرارتی و موتورخانه گرم و یا توسط چیلر سرد شده و به داخل لولهها انتقال داده میشود تا آب توسط لولهها به داخل رادیاتورها و فن کویل منتقل شود.
بعد از آنکه آب حرارت و دمای خود را از دست داد، برای گرم و یا سرد شدن دوباره باید توسط لولههای برگشت به سیستم مرکزی انتقال یابد.
پمپ سیرکولاتور در مسیر برگشت بر روی لولهها توسط اتصال لولهای و یا فلنچی نصب میشود تا افت جریان آّب و میزان آّب از بین رفته توسط نیروهای اصطکاکی را تامین نماید. پمپ سیرکولاتور آب را با شدت و دبی مناسب به سوی دیگ و تبریدها پمپاژ میکند تا دوباره در مدار گردش نماید.
موارد تاثیر گذار در انتخاب پمپ سیرکولاتور
عوامل مختلفی در خرید پمپ سیرکولاتور مؤثر است؛ با توجه به این عوامل میتوان دستگاهی متناسب و سازگار با سیستم و تاسیسات حرارتی ساختمان انتخاب نمود:
- میزان هد و دبی آب مورد نیاز
اگر دبی آب کمتر از توان دستگاه باشد، ظرفیت پمپ کامل نشده و در نتیجه به سیستم فشار مضاعف تحمیل شده و دستگاه میسوزد؛ بنابراین قبل از خرید پمپ حتما دبی مورد نیاز سیستم خود را مشخص نمایید.
- نوع پمپ
در هنگام خرید پمپ باید به ظرفیت، فشار و سرعت چرخش پره های پمپ توجه نموده و دستگاهی متناسب با ظرفیت و دبی آب تاسیسات ساختمانی خود تهیه فرمایید.
- برند و مدل پمپ سیرکولاتور
در هنگام خرید سعی کنید مدلهای متناسب و سازگار با تاسیسات ساختمانی خود را انتخاب نموده و از خرید برندهای ناشناخته و ارزان قیمت به شدت پرهیز کنید.
- قدرت و دور موتور پمپ
یکی از مهمترین عوامل تأثیر گذار در خرید پمپ سیرکولاتور، قدرت و توان موتور این دستگاه است؛ به طور کلی توان پمپ از 8/1 اسب بخار تا 10 اسب بخار برآورد میشود.
- نحوه اتصال (دندهای / فلنچی)
قبل از خرید پمپ از نحوه اتصال آن بر روی لوله های تاسیسات آبی ساختمان مطلع شوید؛ چرا که اتصال لولهای با اتصالات فلنچی ساختاری کاملا متفاوت دارند.
نکات کاربردی برای استفاده از پمپ سیر کوله
در انتخاب پمپ سیرکولاتور حتما به طریقه نصب دستگاه بر روی مجموعههای گرمایشی و سرمایشی ساختمان توجه فرمایید. نحوه اتصال و قطر لولهها در انتخاب و کارکرد پمپ شوفاژ اهمیت فراوانی دارد.
بهتر است از یک پمپ سیرکولاتور رزرو در سامانههای گرمایشی و سرمایشی استفاده نمایید تا در صورت خرابی یکی از پمپها، فعالیت سیستم متوقف نشده و کار خود را با پمپ دوم دنبال نمایید.
اگر به طور همزمان از سیستمهای گرمایشی و برودتی استفاده میکنید، بهتر است از پمپهای جداگانه برای فعالیت این سیستمها استفاده نمایید.
پمپهای شوفاژ خطی با دور موتور 1450 در دقیقه بیشتر برای مصارف خانگی و صنایع کوچک و متوسط به کار برده میشوند و برای تاسیسات حرارتی و سرمایشی صنایع و مجتمعهای بزرگ پیشنهاد میشود که از پمپهای سیرکولاتور زمینی با توان بالا استفاده شود.
هرزگاهی بهتر است که پمپ را سرویس نمایید؛ چراکه عیبیابی و تعمیر بازده دستگاه را ارتقا داده و موجب طولانیتر شدن عمر پمپ سیرکولاتور میگردد.
اگر احساس کردید که پمپ در حین کار صدای غیرمعمول و بیشتری تولید میکند، بهتر است که یکبار مسیر اتصالات پمپ را چک نمایید.
محاسبه تعیین توان موتور پمپهای سیرکولاتور بسیار پیچیده و کاری طاقتفرسا است، بنابراین بهتر است برای اطلاع از این موضوع با مشاوران مجموعه سماسازان ارتباط داشته باشید.
اجزا پمپ سیرکولاتور
پمپهای سیرکولاتور از اجزا مختلفی تشکیل شدهاند که هرکدام از این اجزا وظیفه مهمی را در فعالیت پمپ بر عهده دارند و از جنس خاصی ساخته شدهاند.
- دینام
- یاتاقان و بدنه
- پروانهها و پرههای چرخنده
- کاسهنمد
- دهانههای تخلیه و مکنده
- اتصالات و واشرها
تفاوت پمپهای سیر کوله خطی و زمینی
پمپهای خطی 1450 دور دقیقه صدای بسیار کمی را تولید میکند، این دستگاه سبک بوده و به راحتی میتوان آن را جابهجا نمود. ابعاد کوچک این پمپ موجب شده تا فضای بسیار کوچکی را اشغال نماید و قابلیت استفاده تا سطح مشخصی از دبی را دارد.
قدرت موتور پمپهای سیرکولاتور زمینی برخلاف پمپهای خطی تا 3000 دور در دقیقه میرسد که با سروصدای بسیاری همراه است. از سوی دیگر این پمپها بر روی مدار نصب نمیشوند، بلکه از طریق یک کلکتور مشترک به طور موازی بر روی مدار سوار میشود.
پمپهای آبگرم زمینی در کنار تامین و تنظیم دبی آب وظیفه تنظیم فشار آب در حال چرخش داخل تاسیسات را نیز به عهده دارد.
وزن بسیار زیاد و نیاز به محور سازی در کنار اشغال فضای بسیار بزرگ از مهمترین تفاوت پمپ سیرکولاتور خطی و زمینی است.
پمپ سیرکولاتور خطی با واسطه چه اجزایی دارد؟
اجزای اصلی پمپ سیرکولاتور خطی شامل الکتروموتور، دینام و واسطه میباشند. از اجزای این مدل از پمپها میتوان موارد زیر را نام برد.
- الکتروموتور
- کوپلینگ
- واسطه
- پیچ بدنه
- آببند یا سیل پمپ
- پروانه یا ایمپلر
- واشر پروانه
- مهره پروانه
- واشر بدنه
- بدنه یا کیس پمپ
پمپ سیرکولاتور خطی چه کاربردی دارد
کاربرد اصلی پمپ سرکولاتور خطی، جبران افت هد ایجاد شده در طول مسیر و المانهای سیستم میباشد. در جریان سیال با عبور از لولهها، اتصالات و المانها با تلفات فشار روبرو شده و پمپهای سیرکولاتور خطی، افت هد ایجاد شده در سیستم جبران میکنند. این پمپها در خانه و ساختمانهای مسکونی کوچک کاربرد داشته و توسط اتصالات فلنچی و دندهای در مسیر لوله قرار میگیرند. از کاربرد این پمپها میتوان به موارد ذیل اشاره نمود.
- پمپ شوفاژ یا شوفاژخانه
- پمپ پکیج
- پمپ سیال در سیستمهای تهویه مطبوع
- پمپ آب استخر
- پمپ آب در سیستمهای صنعتی شستوشو با آب داغ
- پمپ سیستمهای حرارتی و برودتی صنعتی و خانگی
- پمپ سیالات شیمیایی و خورنده در صنایع
کاربردهای دیگر پمپ سیرکولاتور
عمده کاربرد پمپهای سیرکولاتور در پمپاژ برگشتی آب گرم مصرفی، پمپ گردش آب شوفاژ و پمپ آب گرم میباشد.
پمپ برگشت آب گرم مصرفی
برای به گردش درآوردن آب گرم از مخزن و لولهها از پمپ برگشت آب گرم مصرفی استفاده میشود. به دلیل نیاز به دسترسی سریع به آب گرم در تمامی نقاط ساختمان، از پمپهای خطی برای تسهیل جریان آب گرم برگشتی استفاده میگردد.
پمپ گردش آب شوفاژ
برای ایجاد جریان رفت و برگشتی مناسب در موتورخانه از پمپ گردش آب شوفاژ استفاده میشود. برای پمپ گردش آب شوفاژ میتوان از دو پمپ مجزا برای جریان رفت و برگشت آب شوفاژ استفاده کرد.
پمپ آب گرم
زمانی که از مبدلهای حرارتی و یا کویل آب گرم ایستاده برای گرمایش ساختمان استفاده شود، لازم است از پمپ آب گرم جداگانه برای سیستم آب گرم شوفاژ استفاده گردد.
برندهای تولیدکننده پمپ سیرکولاتور خطی
از بهترین برندهای تولیدکننده پمپ سیرکولاتور خطی میتوان به برندهای لئو، گراندفوس، سهند، آزاد البرز، بلندکاست و داب اشاره کرد. در زمان تهیه پمپ سیرکولاتور حتما به برندهای معتبر رجوع کنید و از خریداری پمپهای متفرقه، جدا خودداری نمایید. پمپهای متفرقه عمدتا فاقد کیفیت مناسب بوده و استاندارد نیستند، بنابراین استفاده از آنها باعث پدید آمدن مشکلات فراوانی برای شما خواهد شد.
قطر لولههای ورودی و خروجی از پمپ سیرکولاتور
چگونه پمپ سیرکولاتور مورد نیاز را محاسبه کنیم
برای خرید پمپ سیرکولاتور مناسب باید هد و دبی پمپ مورد نیاز را محاسبه نمود. انجام این محاسبات کمی دشوار بوده و از طرفی با خرید پمپ با مشخصات نامناسب، بار مضاعفی به پمپ تحمیل شده و یا پمپ، کارایی مناسب را برای پمپاژ سیال ارائه نمیکند. بنابراین باید محاسبات به درستی انجام پذیرد. در ادامه به آموزش روش انجام این محاسبات پرداخته شده است.
هد پمپ سیرکولاتور را محاسبه کنیم
همانطور که پیشتر بیان شد، سیال در مسیر سیکل دچار افت هد طولی و موضعی یا محلی میشود. هدف اصلی پمپ سیرکولاتور نیز جبران این افت هد است، بنابراین هد پمپ باید به اندازه بیشینه افت هد سیکل باشد. برای بدست آوردن افت هد سیستم، نیاز به محاسبه افت فشار طولی و محلی میباشد. میزان هد پمپ بایستی به اندازه مجموع افت فشارهای طولی و محلی محاسبه شده باشد تا شاهد عملکرد مناسب پمپ باشید.
محاسبه افت فشار طولی
افت فشار طولی بر اثر اصطکاک سیال با دیواره لولهها ایجاد شده و به پارامترهایی چون زبری، طول و قطر لولهها بستگی دارد. بسیاری از شرکتهای سازنده لوله، میزان زبری لوله و افت فشار طولی را بر مبنای طول لوله در کاتالوگ خود گزارش میکنند. برای محاسبه میزان افت فشار طولی، میتوان از فرمول سادهشده زیر استفاده کرد.
h1=0.025*L
در این رابطه، h1 مقدار افت فشار طولی و L، بیشترین طول لوله میباشد. عدد 0.025 نیز یک ضریب تجربی بوده و نمایانگر بیشینه افت فشار مجاز لوله در هر متر از طول لوله میباشد.
محاسبه افت فشار محلی
افت فشار محلی بر اثر عبور سیال از اتصالات زانویی، شیرها، دیگ و سایر تجهیزات به وجود میآید. افت فشار محلی ناشی از زانویی و شیرها را با سادهسازی میتوان برابر با 50 درصد افت فشار طولی در نظر گرفت. بنابراین برای محاسبه افت فشار محلی زانویی و شیر از رابطه ذیل استفاده میشود.
h2=0.5*h1
برای محاسبه افت فشار چیلر، دیگ، فن کوئل و سایر تجهیزات موجود در سیکل باید به کاتالوگ این محصولات مراجعه شود. افت فشار محلی برابر مجموع افت فشارهای زانوییها، شیرها و تجهیزات موجود در چرخه خواهد بود.
را محاسبه کنیم
دبی پمپ سیرکولاتور را میتوان از طریق فرمول زیر محاسبه نمود.
که در این رابطه، Q به معنای دبی برحسب گالن بر دقیقه، q به معنای بار حرارتی برحسب بی تی یو بر ساعت و نیز نمایانگر اختلاف دما بر حسب درجه فارنهایت میباشد. با احتساب اختلاف دمای 10 درجه فارنهایت در سیستمهای سرمایشی و 20 درجه فارنهایت در سیستمهای گرمایشی، در سیستمهای سرمایشی، هر گالن بر دقیقه برابر 5000 بی تی یو و در سیستمهای گرمایشی، هر گالن بر دقیقه برابر 10000 بی تی یو خواهد بود.
با احتساب 12000 بی تی یو برای هر تن تبرید، 2.4 گالن بر دقیقه دبی برای هر تن تبرید نیاز است.
برای محاسبه دبی مورد نیاز پمپ برگشت آب گرم نیز از رابطه ذیل استفاده میشود.
که در این رابطه، L1 و L2 برابر طول لولههای رفت و برگشت آب گرم مصرفی، Q دبی و نیز برای لولههای عایق شده، برابر 30 بی تی یو بر فوت ساعت و برای لولههای غیر عایق برابر 60 بی تی یو بر فوت ساعت میباشد. در این محاسبات، طول لولهها بر حسب فوت محاسبه میشوند.
معمولا قطر لوله آب گرم مصرفی، 2 الی 3 سایز کمتر از لولههای رفت میباشد و دبی پمپ برگشت، درحدود 30 درصد پمپ اصلی میباشد.
کنترل دبی پمپهای سیرکولاتور
انتخاب ظرفیت پمپ با توجه به بیشینه بار ساختمان انتخاب میشود و بار تنها در پیک مصرف به بیشینه مقدار خود میرسد. بنابراین لازم است تا دبی پمپهای سیرکولاتور با توجه به میزان بار، کنترل گردد. برای کنترل دبی این پمپها از روشهای کنترل دبی مختلفی چون اختفای جریان، بای پس، استفاده از چند پمپ و استفاده از پمپهای دور متغیر میباشد.
- اختفای جریان (شیر تنظیم جریان)
این شیرها اغلب در مدارهای هیدرولیک کاربرد دارند و بین دو محدوده کاملا باز و کاملا بسته حرکت میکنند تا جریان سیال را به حد مطلوب در پایین دست برسانند. این شیرها در دو نوع دستی (اهرمی) و اتوماتیک (اکچویتر) موجود میباشند. تنظیم دبی توسط این شیرها بایستی به اندازهای باشد که منجر به آسیب رسیدن به پمپ نشوند.
- شیر بای پس
شیرهای بای پس جریان با ایجاد یک مسیر رابط میان لوله رفت و برگشت، مقداری از جریان رفتی را بدون عبور از سیستم به جریان برگشت انتقال داده و از دبی جریان عبوری از سیستم میکاهند. نکته حائز اهمیت در این روش این است که جریان برگشتی نباید از حد مشخصی فراتر رود، چراکه افزایش دبی بیش از اندازه، بار پمپ را افزایش داده و میتواند منجر به آسیب دیدن پمپ شود.
- استفاده از چند پمپ
استفاده از چند پمپ به صورت موازی در مدار یکی از روشهای کنترل دبی میباشد. در این روش، تمامی پمپها در پیک مصرف، سیال را پمپاژ میکنند و در زمان کاهش مصرف، تنها یک یا تعدادی از پمپها کار میکند.
- استفاده از پمپهای دور متغیر
این پمپها برخلاف سایر پمپهای سیرکولاتور فاقد آببند مکانیکی بوده و از نوع روتور تر میباشند. این پمپها به صورت افقی در مدار نصب شده و به روغنکاری نیازی ندارند.
سیستم دور متغیر چیست و چه مزایا و معایبی دارد
سیستم دور متغیر پمپهای سیرکولاتور به پمپ امکان تغییر دور بر اساس اختلاف فشار و یا اختلاف دما را میدهد. در سیستم دور متغیر بر مبنای اختلاف فشار، یک سنج فشار دیفرانسیل اختلاف فشار بین دو طرف پمپ را اندازهگیری کرده و دور پمپ را بر اساس آن تنظیم میکند.
در سیستم دور متغیر بر اساس اختلاف دما، یک ترانسمیتر دما در خط برگشت اندازهگیری کرده و با افزایش دما، فرمان افزایش دور و با کاهش دما، دستور کاهش دور را برای پمپ صادر میکند.
از مزایای سیستم دور متغیر میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
- کاهش مصرف انرژی با تنظیم دور پمپ
- افزایش طول عمر به دلیل قرارگیری پمپ در بهترین نقطه عملکرد و کاهش ارتعاشات پمپ
- امکان کمترل به صورت نرمافزاری
- کاهش جریان اولیه مورد نیاز
- جلوگیری از ضربه قوچ
تنها ایرادی که میتوان به پمپهای دور متغیر وارد کرد، قیمت بالای آنها میباشد. هرچند خرید این پمپها یک سرمایهگذاری بلند مدت بشمار رفته و هزینه اولیه صرف شده با کاهش مصرف انرژی و هزینههای مربوط به نگهداری و تعمیرات، در طول زمان جبران میشود.
