Системы отопления с несколькими циркуляционными насосами

На практике часто возникают ситуации, в которых один одинарный насос просто не может удовлетворить всем предъявляемым к нему требованиям. В таких случаях используют два и более насосов. В зависимости от назначения насосы монтируются по последовательной или параллельной схеме.

Однако, прежде чем перейти к обсуждению отдельных функций, следует указать на одну принципиальную, хотя и часто встречающуюся ошибку. Так, абсолютно неверно утверждение, что, как правило, два одинаковых насоса, работающие по последовательной схеме, обеспечивают двойной напор, а два одинаковых насоса, работающих по параллельной схеме, — двойную подачу.

Хотя теоретически это возможно, однако практически едва ли выполнимо в связи с особенностями конструкции и функционирования систем отопления.

Последовательное включение насосов

При монтаже двух насосов по последовательной схеме (друг за другом) суммируются напоры при одинаковой подаче. При этом напор при нулевой подаче от двух насосов одинаковой мощности удваивается. Если взять другую крайнюю точку, то есть точку, при которой подача осуществляется безнапорно, то в ней два насоса не могут обеспечить большую подачу, чем один насос. В связи с особенностями регулирования в больших системах отопления часто используются несколько нагревательных контуров. Иногда устанавливаются даже несколько котлов.

Насосы для системы подогрева воды (WWB) и нагревательных контуров HС 1 и HС 2 работают независимо друг от друга. Циркуляционные насосы предназначены только для преодоления возникающих в системе сопротивлений. Каждый из этих трех насосов подследовательно подключен к циркуляционному насосу котла (KP). В задачи последнего входит преодоление сопротивления, возникающего уже в контуре котла.

Все предшествующие теоретические рассуждения основаны на том, что насосы имеют одинаковую мощность. Однако, насосы могут иметь различные мощности. Такой вариант монтажа может быть чрезвычайно опасен в случае, если мощность отдельных насосов не была принята в рассмотрение. При создании циркуляционным насосом котла слишком высокого напора один или все распределительные насосы получают огромное давление на всасывающем патрубке. В этом случае они начинают работать уже не как насосы, а как турбины (по принципу генератора). В результате этого в течение короткого времени возникают различные функциональные нарушения и повреждения насосов. (Проблема гидравлической развязки в рамках данного обсуждения не рассматривается.)

Параллельное включение насосов

При монтаже двух насосов по параллельной схеме (параллельно друг другу) суммируются подачи при одинаковом напоре. При этом максимальная подача от двух насосов одинаковой мощности удваивается.

Ранее уже указывалось на то, что эта точка характеристики насоса является теоретическим предельным значением. Если взять другую крайнюю точку, то есть точку, при которой подача равна нулю, то в ней два параллельно работающих насоса не могут обеспечить больший напор, чем один насос.

Когда потребление тепловой энергии достигает максимума, насосы I и II начинают работать по параллельной схеме. Необходимые для этого приборы управления встроены в съемные модули или электронный блок с соответствующими приспособлениями.Каждый из двух объединенных в сдвоенный насос одинарных насосов имеет несколько ступеней переключения, что дает широкий спектр регулирования параметров насосов в зависимости от отопительной нагрузки.

При отказе одного из насосов подача, тем не менее, продолжает поддерживаться на уровне более 50 %. В соответствии с рабочим графиком радиатора отопления это означает все те же 83 % тепловой энергии, которые может отдавать радиатор.

Основной и резервный насос

Назначение систем отопления заключается в том, чтобы обогреть жилые помещения в холодное время года. В связи с этим рекомендуется предусмотреть в каждом нагревательном контуре по одному резерв-ному насосу на случай отказа основного насоса. В первую очередь это относится к многоквартирным домам, больницам и другим общественным учреждениям.

С другой стороны, использование второго насоса влечет за собой — помимо необходимой дополнительной арматуры и приборов управления — довольно существенные расходы на сам монтаж. В качестве компромисса производители насосов предлагают сдвоенные насосы, у которых два рабочих колеса с приводными моторами объединеныв одном корпусе.

В резервном режиме оба насоса (I и II) рабо-тают по очереди в соответствии с установленным графиком (например, по 24 часа). В товремя, как один насос работает, другой стоит. При этом отток перекачиваемой жидкости через неработающий насос предотвращаетсявстроенным переключающим клапаном (входит в серийную комплектацию).

Как уже указывалось в начале данного раздела, в случае отказа одного из двух насосов система автоматически переключается на работоспособный насос.

Основной и пиковый насос

В системах отопления, для которых характерна большая подача, например, в больницах с 20 зданиями и одной котельной, часто используются несколько одинарных насосов для частичной нагрузки.

В следующем примере мощные насосы с мокрым ротором и встроенным электронным блоком управления установлены параллельно друг другу. В зависимости от потребностей такая система для пиковых нагрузок может состоять из двух и более насосов одинаковой мощности. Работающая в сочетании с датчиком сигналов система управления поддерживает перепад давления насоса на постоянном уровне (p-c). При этом совершенно неважно, какие объемы перекачиваемой жидкости проходят через термостатические вентили на радиаторах отопления и какие из четырех насосов работают в данный момент времени.

Если в такого рода системе выполняется гидравлическая балансировка, эти схемы используются также для анализа снабжения самой дальней точки с целью его надлежа-щего обеспечения. При этом датчик сигналов устанавливается в самой плохо снабжаемой точке системы. Сигналы управления, генерируемые датчиком сигналов (о чем говорит само название датчика), передаются на блок управления, который корректирует их в зависимости от инерционности и других характеристик системы отопления. После этого блок управления соответствующим образом активизирует подключенные насосы, например, через встроенную электронную схему.

В нашем примере управление всей системой осуществляется следующим образом:
Регулирование насоса основной нагрузки, или основного насоса PH со встроенным электронным блоком осуществляется бесступенчато в диапазоне между максимальной (n = 100 %) и минимальной частотой вра-щения (n = 40 %) в зависимости от сигнала датчика перепада давления DDG. В результате этого подача при частичной нагрузке плавно изменяется в диапазоне QT1 25 %), подключается насос пиковой нагрузки (также со встроенным электронным блоком PS1) с макс. частотой вращения. Основной насос PH продолжает бесступенчато регулироваться, что в свою очередь влияет на общую подачу, которая аналогичным образом регулируется в диапа-зоне между 25 % и 50 % в зависимости от потребности.

Этот процесс повторяется при подключении насосов для частичной нагрузки со встроен-ной электроникой PS2 и PS3, каждый раз с макс. частотой вращения. Максимальная потребность в тепле всей больницы покрывается тогда, когда все четыре насоса работают с максимальной мощностью — в этом случае они обеспечивают подачу при полной нагрузке V· Аналогичным образом, при умень-шении потребления тепла насосы для пиковых нагрузок со встроенной электроникой PS3 – PS1 снова отключаются.

Чтобы достичь максимальной равномерности в распределении рабочего времени между всеми циркуляционными насосами, функцию регулируемого основного насоса каждый день поочередно выполняют различные насосы.

Для больших систем низкие эксплуатацион-ные расходы в течение многих лет гораздо важнее, чем небольшие инвестиционные затраты. Четыре небольших насоса со встроенной электроникой и система управления могут стоить больше, чем один большой насос без системы управления. Однако, если взять, например, период эксплуатации длиной в десять лет, то затраты на систему управления и насосы со встроенной электроникой с лихвой окупятся за счет сэкономленной электроэнергии. В качестве дополнительного преимущества можно назвать оптимизацию работы всей системы в сочетании с низким уровнем шума и высокой экономичностью благодаря улучшенному снабжению потребителей. А это может означать даже значительную экономию энергии.

Насосы без посредников и наценок ООО «НАСОСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» © 2001-2019
125635 , г. Москва , ул. Учинская, д. 7 Телефон/Факс: +7 (495) 984-80-95

Два циркуляционных насоса: последовательная и параллельная работа

Циркуляционный насос, встроенный в отопительную систему, помогает обеспечить эффективный и равномерный обогрев дома. Такое оборудование повышает скорость прогрева и увеличивает охватываемую площадь помещения, снижает расход энергии, дает возможность подключить термостаты и сушилки. В ситуации, когда один насос не справляется с напором или не может обеспечить необходимый расход, а также для экономии используют еще одно резервное устройство. Подключение дополнительной единицы проводится параллельным или последовательным способом. Каждая технология имеет свои особенности и требования.

Основные характеристики и виды оборудования

• расходом жидкости за выбранный промежуток времени. Зависит от диаметра труб в системе и мощности котла отопления;
• уровнем напора. Обозначает высоту подъема жидкости в системе.

Если котел недостаточно мощный и плохо прогревает всю площадь помещения, устанавливается циркуляционный насос. Оборудование может быть сухого типа, когда отсутствует контакт ротора и перекачиваемой жидкости. Такая разновидность насосов имеет высокий КПД (до 80 %), но производит много шума. Вторая категория – мокрые устройства, где ротор погружен в теплоноситель. Они подходят для использования в частных домах, квартирах, поскольку работают тихо, долговечны и компактны. Но уровень КПД составляет только 50 %, а возможность перекачки питьевой воды отсутствует.

Особенности подключения насосов

Если используются 2 циркуляционных насоса, подбирается последовательное или параллельное подключение. Особенности размещения влияют на выбор оборудования, поскольку:

• последовательная система требует насосы с одинаковой производительностью;
• параллельная система должна состоять из двух приборов с одинаковым напором.

Это значит, что при последовательной работе насосов складываются их напоры при одинаковой производительности. Параллельное функционирование в свою очередь требует совмещения производительности двух единиц оборудования при равных напорах жидкости. Если говорить о популярности, то чаще всего используется второй вид подключения.

Последовательное размещение насосов

Последовательная схема используется в следующих случаях:

• необходимо кратковременно увеличить напор в системе, исходя из особенностей технологии;
• имеющийся прибор не справляется с заданным уровнем давления.

Параллельное размещение насосов

Параллельная схема используется, когда необходимо:

• справиться с подачей, которую не выдерживает один насос;
• кратковременно увеличить подачу в системе по условиям технологического процесса;
• ступенчато нарастить подачу;
• повысить надежность системы, установив резервный насос.

Как и в предыдущем случае размещения, покупка более мощного единичного оборудования не рассматривается. В результате параллельного подключения удваивается подача жидкости без изменения показателей напора в системе. Преимущество такого выбора в том, что при смене параметров центральной магистрали водоснабжения гидравлические характеристики насосной станции регулируются отключением и подключением необходимого количества насосов.

Ограничения и рекомендации при выборе подключения

При использовании последовательного размещения обращается внимание на максимальный показатель рабочего давления насоса. Оно не должно быть выше, чем то, что идет с предыдущего устройства. При длительной работе с высоким давлением насосы также способны быстро выходить из строя. Еще одна особенность: один крупный перекачивающий жидкость агрегат предпочтительнее, чем несколько небольших. Чем длиннее цепь насосов, тем больше полезной энергии теряется на соединительных участках. Выбирать станцию с параллельным подключением рекомендуется для повышения водного давления в водопроводах, системах пожаротушения многоэтажек, торговых, спортивно-развлекательных центров, промышленных объектов.

Если Вам нужна помощь в поиске оборудования в зависимости от особенностей отопительной или водопроводной системы, а также в выборе способа размещения насосов, обратитесь к профессионалам. Опытные специалисты нашей компании ответят на вопросы о циркуляционных насосах и организуют доставку оборудования.

Последовательная и параллельная работа насосов

Добрый день, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

Параллельная и последовательная работа насосов

В рубрике «Общее» рассмотрим последовательную и параллельную работу нескольких насосов. Такая ситуация может возникнуть тогда, когда один насос не в состоянии обеспечить необходимый расход или напор. Иногда, в экономических целях, выгодно использование несколько насосов. Очень часто сам технологический процесс предполагает наличие резервного насоса. В таких ситуациях и применяется последовательное или параллельное подключение нескольких агрегатов. Зная характеристику каждого насоса, можно легко найти их общую характеристику и рассчитать общий напор и расход, а также определить их общую потребляемую мощность. При подборе насосов для последовательной работы необходимо обращать внимание на их производительность, она должна быть одинаковой. В случае выбора насосов для параллельной работы, необходимо обращать внимание на их напор, напор должен быть одинаковым.

Включение насосов последовательно на практике встречается очень редко. Последовательная работа насосов используется для увеличения значения напоров (H) при одинаковом расходе (Q), и предполагает включение двух или более насосов в режим, когда все они перекачивают жидкость ступенчато в один и тот же напорный трубопровод. На (Рис. 1) показан пример последовательного подключения двух насосов и их общая напорная характеристика.

Характеристика при последовательной работе двух насосов

Всякий многоступенчатый насос может бить представлен как несколько последовательно включенных одноступенчатых насосов. С той лишь разницей, что в многоступенчатом насосе невозможно отключение ступени, хотя часто для регулирования это необходимо. При последовательном подключении двух и более насосов неработающий насос создает дополнительное сопротивление в системе, для уменьшения этого сопротивления устанавливается байпас, а на нем обратный клапан. Целесообразность последовательного включения нескольких насосов необходима, если характеристика внешней сети очень крутая. Насосы при таком включении могут располагаться как рядом друг с другом, так и на значительном удалении. В случае последовательной работы насосов могут возникать проблемы связанные с кавитацией , когда недостаточный подпор и турбоэффектом, когда первый насос раскручивает рабочее колесо второго, в результате этого могут выйти из строя оба насоса. Когда применяется последовательное подключение двух и более насосов, следует обращать внимание на максимальное рабочее давление последующего насоса, ибо к входному давлению (Н₁) добавляется давление, создаваемое вторым насосом (Н₂). Полученное таким образом общее давление не должно превышать максимальное рабочее давление насоса. Максимальное рабочее давление можно посмотреть в каталогах заводов производителей или в технических характеристиках используемых насосов. Оно учитывает прочность корпуса, резиновых кольцевых уплотнений и механического торцевого уплотнения. Следует обращать внимание и на параметры запорной арматуры применяемой в системе, так как она подвергается гидравлическим ударам и должна иметь повышенную прочность. Трубопроводы, соединяющие последовательно работающие насосы, должны иметь как можно меньше соединений и крутых поворотов. Когда два насоса соединяются последовательно (друг за другом) их напор суммируются. Если подача равна нулю, то напор от двух одинаковых по параметрам насосов удваивается. Если подача двух последовательно включенных насосов осуществляется без напора, то два насоса не обеспечат большую подачу, чем один насос.

Параллельная работа насосов

Если система имеет по времени постоянно меняющийся расход или когда требуется установка резервного насоса, то в таких случаях применяется параллельное включение центробежных насосов. Самым простым примеров параллельной работы насосов являются сдвоенные насосы, которые применяются в системах отопления. При работе насосов параллельно на напорном патрубке также необходимо устанавливать обратные клапана, для избегания обратного протока жидкости. В сдвоенных насосах функцию обратного клапана выполняет перекидной шибер. Если параллельно включено несколько насосов, то их расходы (Q) суммируются.

Характеристика при параллельной работе насосов

В наше время, при строительстве жилых домов или промышленных объектов новые водопроводные системы врезаются в уже существующие старые сети, что сказывается часто на общую производительность сети (расход и напор). В случае изменения параметров существующей водопроводной сети соответственно влечет за собой и изменение параметров насоса. Одним из возможных вариантов изменения гидравлических характеристик группы насосов может быть изменения количества одновременно эксплуатируемых насосов подключенных параллельно. Ярким примером такого применения насосов могут быть установки повышения давления воды и установки пожаротушения. В станциях повышения давления может использоваться одновременно до 6 однотипных насосов. У всех насосов один общий всасывающий коллектор и общий напорный коллектор. Каждый насос имеет запорную арматуру на входе и обратный клапан, и запорную арматуру на выходе. В зависимости от алгоритма работы станции насосы делится на рабочие, пиковые или резервные. Управление работой насосов осуществляется автоматически при помощи системы управления и датчика давления, по заданному давлению на выходе. В зависимости от условий эксплуатации и назначения установки повышения давления и задаются режимы работы насосов рабочие, пиковые, резервные. От количества потребляемой воды меняется и количество одновременно работающих насосов в станции. Система управления установки повышения давления отслеживает наработку каждого насоса в часах и регулирует последовательность их включения. Первым всегда включается насос с наименьшей наработкой, затем включается насос, у которого наработка больше, затем следующий насос, у которого наработка еще больше и так далее. Выключение насосов происходит в обратной последовательности. Первым отключается насос с наибольшей наработкой, затем с меньшей наработкой и так далее. Таким способом регулируется ресурс работы насосов, он примерно одинаковый у всех насосов и тем самым увеличивается срок службы станции в целом. В зависимости от типа системы управления включение насосов происходит ступенчато или плавно при помощи частотного регулирования. Частотное регулирование может быть на одном насосе или инверторы установлены на каждом насосе. Наличие инвертора позволяет очень плавно производить настройку количества одновременно работающих насосов под изменяющиеся параметры сети, в отличии от ступенчатого регулирования, где каждый последующий насос включается сразу на всю производительность. Для сглаживания этих пиков при ступенчатом регулировании насосов используются гидроаккумуляторы. Емкость гидроаккумулятора подбирается в зависимости от количества потребителей и объема потребления.

В случае выбора насосов разных типов для параллельной работы необходимо учитывать различные факторы, одним из основных является напор (Н), который должен быть у всех насосов одинаковый. Это необходимо для того, чтобы насос с большим напором не «задавливал» насос с меньшим напором. При такой работе эффективность насоса с меньшим напором будет очень маленькой из-за постоянного преодоления сопротивления, которое создает более мощный насос. КПД насоса с меньшим напором будет все время снижаться и в какой-то момент может снизиться до нуля, насос начнет работать без протока.

В параллельной схеме работы максимальная подача удваивается при нулевом напоре, если одновременно работают два насоса одинаковой мощности. Если взять другую крайнюю точку, когда подача равна нулю, то два работающих насоса включенных параллельно не смогут обеспечить напор больше, чем один насос.

Различные причины применения нескольких параллельно включенных насосов:

1. Эксплуатация основного и резервного насоса. В случае неисправности основного насоса в работу включается резервный насос.
2. Эксплуатация основного и пикового насоса. Когда основной насос не справляется с возрастающей нагрузкой, происходит включение пикового насоса.
3. Снижение эксплуатационных затрат при изменении нагрузки. Параллельная работа позволяет разделить объем подачи и снизить затраты.

Если в параллель работают два насоса с разными напорами, то мене мощный насос необходимо отключит, при достижении величины напора находящегося вне его рабочей характеристики. Или на более мощном насосе уменьшают напорную характеристику путем регулирования. При этом КПД более мощного насоса будет снижаться.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

В случае правильного подбора насосов для последовательного или параллельного режима работы и соблюдении условий эксплуатации насосы работают долго, надежно, без сбоев. При монтаже на насосах необходимо смонтировать запорную арматуру, для более удобного ремонта и обслуживания насосов, как при параллельной, так и при последовательной их эксплуатации.

Спасибо за оказанное внимание

P. S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.