Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczych

    Pompa obiegowa jest maszyną roboczą. Wywołuje ona przepływ cieczy w obiegach zarówno pierwotnych, jak i wtórnych nie tylko w instalacjach grzewczych, ale również w klimatyzacyjnych i chłodniczych.

    pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chlodniczych - Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczych

    W nowoczesnych pompach celem zagwarantowania oszczędności energii przewiduje się zintegrowaną przetwornicę częstotliwości. To właśnie tym sposobem zapewniono pracę pompy z różnymi prędkościami w zależności od zmiennego zapotrzebowania na temperaturę medium. Jako materiały wykonania korpusu uwzględniane jest żeliwo z powłoką kataforetyczną (KTL). Nie mniej ważna jest izolacja termiczna pompy w postaci polipropylenu. Wał wykonuje się ze stali nierdzewnej, a łożysko bazuje na węglu spiekanym z dodatkową impregnacją w postaci metalu. Wirnik zazwyczaj wykonywany jest z tworzywa sztucznego. W niektórych modelach pomp przewidziano sferycznie ukształtowany wirnik kulowy, osadzony na nieruchomym trzpieniu, który zakończony jest odpornym na ścieranie łożyskiem wykonanym z ceramiki. Należy podkreślić, że wirnik stanowi jedyną ruchomą część pompy.

    W nowoczesnych pompach stawia się na wyeliminowanie zjawiska blokowania pompy, co uzyskano dzięki szerokiej szczelinie pomiędzy wirnikiem a hermetyczną przegrodą, która umożliwia swobodny przepływ zanieczyszczeń. Istotna jest przy tym możliwość przechylania się wirnika na boki, a więc wymywane są cząstki zanieczyszczeń. Na uwagę zasługuje niewielka powierzchnia styku pomiędzy wirnikiem a łożyskiem kulowym.

    reklama

    Projektanci pomp zwracają uwagę na szereg rozwiązań zwiększających odporność urządzenia na suchobiegi. Właściwości w tym zakresie zyskuje się dzięki odpowiednio dobranym materiałom wykonania łożyska o wysokim poziomie odporności na przegrzanie. Nie mniej ważne jest wyeliminowanie luzu łożyskowego pomiędzy wałkiem a łożyskiem wałka.

    Parametry pomp obiegowych

    prędkość obrotowa (n), a także nadwyżka antykawitacyjna (NPSH) oraz poziom hałasu (L).

    pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chlodniczych 1 - Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczychFOT. 1. W nowoczesnych pompach celem zagwarantowania oszczędności energii przewiduje się zintegrowaną przetwornicę częstotliwości.

    Na etapie wyboru pompy obiegowej bardzo często korzysta się z graficznych zależności między Q, Δp, ΔH, P i η. Dla przypomnienia warto podkreślić, że to właśnie parametry w tym zakresie nazywane są charakterystyką pomp. Wyznacza się je w efekcie wyników badań, których metodykę określają normy techniczne. Charakterystyki wyznaczane są przy pompowaniu wody o gęstości 1000 kg/m3 i lepkości kinematycznej – 1 mm2/s. Jeżeli do pompowania używana jest ciecz cechująca się innymi parametrami w postaci gęstości i lepkości to charakterystyki pompy powinny być przeliczone.

    Silniki komutowane elektronicznie

    W nowoczesnych pompach dla uzyskania wyższej sprawności, a co za tym idzie, zmniejszenia poboru energii elektrycznej uwzględnia się silniki komutowane elektronicznie (EC, ang. Electronically Commutated). W ich konstrukcji przewidziano magnes stały, który został wbudowany w wirnik. Tym sposobem nie zużywa się prądu do magnesowania wirnika. Jest on bowiem stale namagnesowany. Wirujące pole magnetyczne stojana poddaje się komutacji elektronicznej za pomocą układu mikroprocesorowego. To właśnie on odpowiada za przeliczanie parametrów i sterowanie przetwornicą częstotliwości. W efekcie zyskuje się optymalne zasilanie silnika, a co za tym idzie, płynną regulację prędkości obrotowej pompy. Silniki komutowane w sposób elektroniczny to modele synchroniczne, a więc napędzające pole magnetyczne porusza się dokładnie z tą samą prędkością co wirnik. Jest zatem eliminowane zjawisko poślizgu i strat.

    pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chlodniczych 2 - Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczychFOT. 2. Podczas prac montażowych w pobliżu miejsca montażu pompy nie wolno pracować z płomieniem spawalniczym.

    Tryby pracy

    Typowa pompa może pracować w trybach: regulacji ręcznej (n = stały), regulacji wg stałej różnicy ciśnień (Δp-c), regulacji wg zmiennej różnicy ciśnień (Δp-v) oraz regulacji wg różnicy ciśnień w zależności od temperatury (Δp-T). Funkcjonalność pompy można podzielić na funkcje ustawiane za pomocą pokrętła, automatycznie oraz zewnętrznie. Istotną rolę odgrywa również szereg funkcji związanych z sygnalizacją i wskazaniami. I tak przykładowo za pomocą pokrętła ustawia się rodzaj pracy, wartość zadaną różnicy ciśnień oraz automatyczną pracę w trybie obniżenia nocnego. Za pomocą pokrętła pompa jest również załączana i wyłączana oraz ustawia się prędkość obrotową.

    Kilka funkcji pompa realizuje automatycznie. Stąd też w sposób płynny dopasowywana jest wydajność w zależności od rodzaju pracy. Pompa może również wejść w funkcje automatycznej pracy w trybie obniżenia nocnego. Samoczynnie inicjuje się funkcja blokady, łagodnego rozruchu oraz działa pełne zabezpieczenie silnika z wbudowanym wyzwalaczem elektronicznym.

    Sterowanie z zewnątrz i sygnalizacja

    Szereg funkcji pompy może być sterowanych z zewnątrz. I tak np. użyć można wyjścia sterującego „wyłączania z priorytetem” czy też wyjścia sterującego „przełączenie na minimum z priorytetem”. W niektórych modelach pomp przewidziano analogowe wejścia sterujące 0-10 V za pomocą, których może być przeprowadzana zdalna regulacja prędkości obrotowej oraz zdalna regulacja wartości zadanej.

    pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chlodniczych 3 - Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczychFOT. 3. W nowoczesnych pompach obiegowych przewiduje się szerokie możliwości w zakresie wymiany danych.

    Celem zapewnienia komfortowej, a co najważniejsze, bezpiecznej pracy pomp obiegowych w instalacjach klimatyzacyjnych istotną rolę odgrywają funkcje związane z sygnalizacją i wskazaniami. Stąd też jest możliwa zbiorcza sygnalizacja awarii dzięki zastosowaniu bezpotencjałowego styku. Istotną rolę odgrywa przy tym indywidualna sygnalizacja pracy, świetlna sygnalizacja awarii oraz wyświetlacz LCD przeznaczony do wskazywania danych pompy i kodów błędów.

    pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chlodniczych 4 - Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczychFOT. 4. Na etapie montażu pompy należy pamiętać, aby urządzenie zawsze instalować pomiędzy dwoma elementami odcinającymi.

    Raz jedna, raz druga

    Producenci oferują podwójne pompy obiegowe. Urządzenia tego typu mogą zazwyczaj pracować w trzech trybach. Jest to bowiem praca naprzemienna, z rezerwą oraz w trybie pompy pojedynczej. Warto przyjrzeć się nieco bliżej poszczególnym trybom pracy.

    Podczas pompowania na przemian jedna pompa stanowi urządzenie robocze a druga rezerwowe. Czas przełączania jest stały lub zaprogramowany. Może się, zdarzyć, że pompa zostanie wyłączona w efekcie zakłócenia. Pompa rezerwowa w sposób automatyczny rozpocznie wtedy pracę. Przewiduje się takie zaprogramowanie, aby podczas przełączania obydwa urządzenia przez krótki czas pracowały jednocześnie. Jako zaletę takiego rozwiązania wymienia się przede wszystkim niski poziom hałasu przy przełączaniu. Możliwa jest również tzw. praca z rezerwą. W takim przypadku pompy przez cały czas pracują jako urządzenia: robocze i rezerwowe. Istotną cechą takiego rozwiązania jest bezpieczeństwo instalacji. Jeżeli dojdzie bowiem do wyłączenia pompy roboczej, na przykład w efekcie zakłócenia, automatycznie uruchomi się pompa rezerwowa. Oczywiście można zamienić kolejność pracy urządzeń a wtedy pompa rezerwowa jest roboczą. Najprostsze rozwiązanie stanowi pojedyncza praca pompy. Obydwa urządzenia pracują wtedy niezależnie bez jakiejkolwiek wymiany danych między sobą.

    Wymiana danych

    W nowoczesnych pompach obiegowych przewiduje się szerokie możliwości w zakresie wymiany danych. Tym sposobem zapewniono możliwość bardzo dokładnej regulacji wydajności do zmieniających się warunków instalacji, a w przypadku instalacji przemysłowych, do zmieniających się procesów technologicznych. Dodatkowe możliwości pozwalające na wymianę informację zazwyczaj zyskuje się dzięki dodatkowym modułom komunikacyjnym. Stąd też w niektórych pompach przewidziano szeregowy cyfrowy interfejs umożliwiający podłączenie pompy do systemu automatyki budynkowej.

    Niejednokrotnie zastosowanie znajduje szeregowy interfejs LON umożliwiający podłączenie do sieci LONWorks, który bardzo często stosowany jest w systemach klasy BMS. Przydatne rozwiązanie stanowi złącze na podczerwień. Zarówno w systemach automatyki budynkowej, jak i przemysłowej, bardzo często zastosowanie znajduje cyfrowy interfejs Modbus RTU umożliwiający podłączenie urządzeń poprzez system magistrali RS 485. Oprócz tego pompy obiegowe, dzięki specjalnym modułom komunikacyjnym, mogą wymieniać dane poprzez interfejs BACnet MS/TP Slave oraz CAN.

    pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chlodniczych 5 - Pompy obiegowe do instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczychFOT. 5. Projektanci pomp zwracają uwagę na szereg rozwiązań zwiększających odporność urządzenia na suchobiegi.

    O czym warto pamiętać?

    Na etapie montażu pompy należy pamiętać, aby urządzenie zawsze instalować pomiędzy dwoma elementami odcinającymi. W pobliżu miejsca montażu pompy nie wolno pracować z płomieniem spawalniczym. Rurociąg, na którym będzie instalowana pompa powinien być wolny od naprężeń. Z kolei wał pompy musi znajdować się w poziomie w sposób niezależny od korpusu urządzenia. Ważne jest aby podłączenie elektryczne bazowało na przewodach ułożonych na stałe. Zwraca się uwagę na podłączenie w zasilaniu silnika odłącznika wszystkich biegunów, których odległość otwartych zestyków powinna wynosić przynajmniej 3 mm. Celem ułatwienia ewentualnej wymiany pompy przyłącze elektryczne należy zapętlić. Niejednokrotnie chcąc zapobiec szumom sygnałów sterujących montuje się filtr zaporowy.

    Pamiętać należy, że zbyt małe ciśnienie robocze negatywnie wpływa na smarowanie łożysk ślizgowych pompy, a co za tym idzie, skraca się jej trwałość. W praktyce wymagane ciśnienie robocze zależy od typu pompy, maksymalnej temperatury czynnika oraz temperatury ciśnienia. Jeżeli położenie naczynia rozszerzalnościowego jest niewłaściwe, to podczas pracy pompy może wystąpić zjawisko dodatkowego spadku ciśnienia na dopływie. W efekcie przedostające się powietrze może doprowadzić do niewłaściwego smarowania łożysk. Ważne jest więc odpowiednie zwiększenie statycznego ciśnienia roboczego. Pompy obiegowe, w których przewidziano sterowanie elektroniczne cechują się odpornością na zwarcia i nie wymagają stosowania zewnętrznego zabezpieczenia.

    Nowoczesne pompy bazują na konstrukcji bezdławnicowej, a więc medium używane jest również do chłodzenia silnika i smarowania obracających się części podczas pracy pompy. Producenci zapewniają, że dzięki zastosowaniu szeregu rozwiązań oszczędności energii mieszczą się pomiędzy 60 a 80% (w zależności od rodzaju i złożoności instalacji). Specjalne funkcje zapewniają automatyczne dostosowanie nastaw pompy do charakterystyki instalacji.

    Damian Żabicki

    ZOSTAW ODPOWIEDŹ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here