Как регулировать скорость циркуляционного насоса

Регулирование частоты вращения циркуляционного насоса от температуры обратки

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Объявления

Ответов 78
Создана 7 г
Последний ответ 5 июль

Топ авторов темы

ZAPAL 5 постов

igorillich 6 постов

_MAVR_ 5 постов

AndreyFix 21 постов

Регулирование параметров циркуляционного насоса в зависимости от нагрузки системы отопления

В нашем климатическом поясе наблюдаются значительные колебания температуры наружного воздуха. Летом столбик термометра поднимается до температуры плюс 20 °C – 30 °C, а зимой падает до минус 15 °C – 30 °C и даже ниже. Однако такие колебания совершенно неприемлемы для температуры воздуха в жилых помещениях. Сначала был огонь, которым обогревали пещеры, позднее были изобретены системы отопления.

В зависимости от сезонных колебаний температуры наружного воздуха изменяется потребность в тепловой энергии. В те времена, когда все самые распространенные виды топлива (дрова, уголь и даже масло на заре развития систем отопления) стоили очень дешево, а также когда отопление субсидировалось государством (в бывшей ГДР), было все равно, сколько тратить на отопление. В крайнем случаеможно было просто открыть окно. Такой способ регулирования температуры в помещении можно в шутку назвать «двухпозиционным регулированием»: «окно открыто/окнозакрыто».

Первый нефтяной кризис, произошедший в 1973 г., показал необходимость экономного использования энергоресурсов. С тех пор особое значение приобрел вопрос хорошей теплоизоляции зданий. Появлялись новые технологии в строительстве, постоянно изменялись законодательные требования. Разумеется, параллельно с этим совершенствовалась и отопительная техника.

Сначала широкое распространение получили термостатические вентили, позволяющие индивидуально регулировать температуру в помещении. Однако на практике это означало ограничение подачи горячей воды, что вызывало повышение давления в насосах с фиксированной частотой вращения (вдоль характеристики насоса) и, как следствие, возникновение шумов в клапанах. Тогда были изобретены перепускные клапаны, предназначенные для сброса избыточного давления.

Переключение частоты вращения насоса

Производители насосов предлагают насосы с мокрым ротором с ручным регулированием частоты вращения. По мере уменьшения частоты вращения уменьшается и объемный расход (подача) — в зависимости от пропускной способности термостатических и регулирующих клапанов. Благодаря таким свойствам циркуляционный насос можно переключить на меньшую частоту вращения, когда нужно уменьшить температуру в помещении, и наоборот.

Чтобы частоту вращения моторов можно было изменять, в их конструкции использовались многосекционные обмотки. Если через трубопроводы системы отопления проходит небольшое количество воды, то сопротивление внутри труб низкое, поэтому насос может работать в режиме минимальной частоты вращения. Одновременно значительно уменьшается потребление электрической мощности.

Между тем было разработано большое количество приборов управления, предназначенных для плавного бесступенчатого регулирования циркуляционными насосами систем отопления. Эти приборы управления изменяют частоту вращения автоматически в зависимости от следующих параметров:

времени,
температуры воды,
перепада давления,
других факторов, влияющих на работу системы отопления.

Бесступенчатое регулирование частоты вращения насосов

Возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения насосов с сухим ротором, оснащенных моторами большой мощности, в зависимости от отопительной нагрузки появилась еще в первой половине 80-х годов. Для этой цели использовались электронные преобразователи частоты.

Для понимания этой насосной технологии можно вспомнить о том, что в обычной электросети переменный ток имеет частоту 50 Гц. С пропорциональной частотой вращается ротор в моторе насоса. С помощью электронных приборов можно повышатьили понижать частоту переменного тока, т. е. непрерывно регулировать частоту, например, между 100 Гц и 0 Гц.

Однако, в связи с конструктивными особенностями моторов, частота тока в системах отопления не может быть менее 20 Гц или 40 % от максимальной частоты вращения. Так как максимальная теплопроизводительность рассчитывается для самых холодных дней, необходимость эксплуатации моторов с максимальной частотой вращения может возникнуть только в исключительных случаях.

20 лет назад приходилось использовать огромные трансформаторные блоки, сейчас преобразователи частоты настолько малы, что легко могут поместиться в клеммных коробках непосредственно на корпусе насоса. Встроенная система бесступенчатого регулирования частоты вращения гарантирует поддержание установленного напора насоса на постоянном уровне независимо от того, какой должна быть подача, определяемая погодными условиями и особенностями эксплуатации.

В 2001 г. был сделан еще один шаг вперед в плане развития насосов с мокрым ротором. Преимущество последнего поколения этих насосов, называемых также высокоэффективными насосами, состоит в существенной экономии электроэнергии благодаря новейшей технологии ECM (мотор с электронной системой связи, или мотор с постоянным магнитом) в сочетании с высоким КПД.

Способы регулирования насосов

Представленные на сегодняшний день на рынке насосы с электронным управлением позволяют выбирать различные способы регулирования и рабочие режимы с помощью электронного блока управления. При этом следует провести различие между способами регулирования, при которых насос регулируется автоматически, и рабочими режимами, при которых насос не регулируется автоматически, а настраивается на определенную рабочую точку с помощью команд.

Ниже дан обзор наиболее часто используемых способов регулирования и рабочих режимов насоса. Благодаря дополнительным приборам управления и регулирования можно обрабатывать и передавать также целый ряд другой информации.

p-c — Постоянный перепад давления
Электроника поддерживает создаваемый насосом перепад давления в пределах допустимого диапазона на уровне установленного заданного значения перепада давления HS до достижения максимальной характеристики.

p-v — Переменный перепад давления
Электроника выполняет заданное изменение перепада давления, которое должно поддерживаться насосом, например, линейно в диапазоне от HS до 1/2HS. Заданное значение перепада давления (H) уменьшается или увеличивается в зависимости от подачи (Q).

p-cv — Переменный/постоянный перепаддавления
При этом способе регулирования электроника поддерживает создаваемый насосом перепад давления на уровне установленного значения перепада давления до достижения определенной подачи (HS 100 %). При дальнейшем снижении подачи электроника линейно изменяет перепад давления, который должен поддерживаться насосом, в диапазоне от HS 100 % до HS75 %.

p-T — Регулирование перепада давления от температуры
При этом способе регулирования электро-ника изменяет заданное значение перепада давления, которое должно поддерживаться насосом, в зависимости от измеренной температуры среды.

Для этого способа регулирования возможны два варианта настроек:

регулирование насоса в положительном направлении. По мере повышения температуры перекачиваемой среды заданное значение перепада давления линейно увеличивается в диапазоне от Hмин до Hмакс. Этот вариант применяется, например, в стандартных котлах с постоянно изменяющейся температурой в прямом трубопроводе.
регулирование насоса в отрицательном направлении. По мере повышения температуры перекачиваемой среды заданное значение перепада давления линейно уменьшается в диапазоне от H макс до Hмин. Этот вариант применяется, например, в котлах, использующих теплоту сгорания, в которых должна поддерживаться определенная минимальная температура на выходе с целью достижения максимально высокого коэффициента использования теплоносителя. Для этого насос должен быть обязательно установлен на обратном трубопроводе системы отопления.

Автоматическое уменьшение частоты вращения (автопилот) насоса

Новые насосы с мокрым ротором и электронной системой управления оснащены функцией автоматического уменьшения частоты вращения (автопилот). При снижении температуры в прямом трубопроводе насос автоматически уменьшает частоту вращения (режим низкой нагрузки). Такой способ регулирования обеспечивает снижение энергопотребления насоса до минимального уровня и в большинстве случаев является оптимальным.

Ручное регулирование насоса

Этот рабочий режим предусмотрен в насосах с электронной системой управления определенной мощности. Частота вращения насоса устанавливается на постоянном уровне в диапазоне между nмин и nмакс с помощью электронного модуля насоса. При выборе режима «Ручное регулирование» функция регулирования перепада давления на электронном модуле деактивизируется.

DDC (Прямое цифровое управление) и соединение насоса с АСУ (Автоматизированной системой управления здания)

В этих рабочих режимах заданное значение передается на электронный модуль насоса через соответствующую систему АСУ здания. Заданное значение рассчитывается в данной системе путем сравнения заданного и фактического значений и передается в виде аналогового сигнала 0 – 10 В/0 — 20 мА или 2 – 10 В/4 – 20 мА либо цифрового сигнала (интерфейс PLR или LON насоса).

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

Разгонять дальше или уже тормозить: на какой скорости должен работать насос отопления?

Фото 1

Все современные системы отопления оснащены циркуляционным насосом. С помощью которого, в трубах происходит беспрерывный оборот горячей воды, в результате чего и нагревается помещение.

Они выпускаются в разных комплектациях и могут иметь 3 скорости: минимальную, среднюю и высокую.

Какую ставить скорость на насосе отопления при малой мощности котла

Регулировка мощности циркуляционного насоса, как правило, проводится с целью повысить или, наоборот, снизить его производительность. Чем выше его скорость, тем быстрее горячая вода проходит по трубам и тем больше тепла она отдаёт. В свою очередь, чем она ниже, тем медленнее жидкость проходит по системе, быстрее остывает и соответственно теплоотдача будет меньше.

Фото 2

Минимальную мощность отопительного оборудования устанавливают преимущественно весной. В это время на улице уже довольно тепло, но сам дом прогревается недостаточно и есть необходимость в небольшом подогреве помещения.

Скоростные режимы насосов могут отличаться в зависимости от модели и комплектации. В среднем минимальный показатель составляет 30—35 л/мин, максимальный — 80—90 л/мин.

Для чего нужно проверять настройки

Чтобы удостовериться в максимальной производительности прибора перед началом эксплуатации рекомендуется проверить его настройки. Делается это, как правило, по двум параметрам.

Читать:

Как подключить 2 динамика тт и рупорт

Шумоизоляция. Существует несколько причин, по которым отопительный прибор может издавать сильный шум:

неправильный монтаж;
воздух в трубах;
перепады напряжения;
неисправность устройства.

Фото 3

Чтобы избежать этих проблем установку лучше доверить мастеру, который проведёт комплексную диагностику, убедится в правильности монтажа и функциональности аппарата.

Равномерный обогрев. Главной причиной неравномерного обогрева радиаторов является недостаточная мощность. Невысокая скорость способствует быстрому остыванию воды, в результате чего тепло просто не доходит в конец системы.

К аналогичной проблеме приводит также завоздушенность или неправильно подобранный режим терморегулятора. Может повлиять на производительность прибора и неправильный монтаж. Особенно это касается алюминиевых и биметаллических батарей, которые должны быть установлены максимально ровно.

Как должны работать циркуляционные насосы с электронным управлением

Модели с электронным типом отопления имеют два вида регулировки скорости: ручной и автоматический. Ручное регулирование подразумевает установку мощности прибора на нужном уровне. Корректировка перепадов давления при этом не осуществляется.

Фото 4

Фото 1. Схема управления циркуляционным насосом DAB EVOSTA с электронным регулированием. Выбор режима работы делается одной кнопкой.

В случае с автоматической регулировкой снижение или увеличение скорости осуществляется самой системой и напрямую зависит от температуры в трубопроводе. Автопилот сам определяет оптимальный уровень работоспособности и при необходимости снижает энергопотребление, не уменьшая при этом производительности.

Важно! Автоматическое снижение скорости насоса возможно только после гидравлической балансировки системы.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается про разные виды циркуляционных насосов и их характеристики.

Перепад температуры на улице — повод включить другую скорость

Наличие нескольких режимов в насосе отопления позволит корректировать уровень обогрева в том или ином помещении. Эта функция важна при резком перепаде температуры на улице. В таком случае прибор можно вручную перевести на необходимую мощность или же включить автопилот, и система сама подстроится под нужную температуру.

Как выбрать подходящий режим управления скоростью насоса в системах отопления

В настоящее время на смену одно- и трёхскоростным насосам пришли высокоэффективные агрегаты. Помимо более высокого КПД двигателя, все современные насосы оснащены контроллерами для управления скоростью, что ещё более снижает их энергопотребление. Но какой режим управления будет лучшим и для какой системы? Ниже дан краткий обзор режимов работы с постоянной скоростью, с постоянным давлением и пропорциональным регулированием давления, их области применения, показано, какие параметры необходимо соблюдать и что происходит при неправильной настройке. Приведена теоретическая информация в сочетании с практическими советами для техперсонала по радиаторным системам, напольному отоплению и другим распространённым системам отопления.

Зачем у высокоэффективных насосов регулировать скорость вращения?

Насосы старого поколения приводились в действие асинхронными двигателями. Магнитное поле статора этих двигателей вращается с частотой электросети, в то время как ротор вращается медленнее из-за скольжения. Высокоэффективные насосы приводятся в действие синхронными двигателями с изменяемой частотой. Кроме того, высокая эффективность этих двигателей позволяет определять фактическую рабочую точку насоса с достаточной точностью. Сочетание этого преимущества вместе со встроенным 32-разрядным микропроцессором позволяет реализовать любые варианты регулирования скорости в насосах.

Режим работы с постоянной скоростью вращения

В системах с постоянной скоростью вращения можно установить насос только на одну гидравлическую кривую. Рассмотрим цикл заполнения резервуара с горячей водой для бытового потребления. Сопротивление теплообменника постоянно, сигнал поступает от термостата, который сообщает, что горячая вода в резервуаре остыла. По сигналу включается котёл и насос. Также нужно учитывать две важные вещи. Первая заключается в том, что время работы насоса не превышает одного-двух часов в течение дня. А во-вторых, мы всегда должны учитывать эффективность системы в целом, нельзя рассматривать насос отдельно.

По этой причине производительность насоса должна быть на достаточно высоком уровне, так как недостаточная производительность приведёт к частым остановкам котла из-за перегрева. Потери энергии при частых выключениях котла снижают эффективность всей системы значительно сильнее, чем работа насоса при повышенной мощности (рис. 1).

Ещё одним примером является система отопления на солнечной энергии. Здесь скрывается потенциальная проблема: если вы замените старый циркуляционный насос на высокоэффективный, нужно помнить, что многие старые солнечные контроллеры управляют регулированием скорости путём включения и выключения питания несколько раз в секунду. Это не подходит для высокоэффективного насоса, он достаточно быстро выйдет из строя. В данном случае необходимо изменить настройки контроллера на «постоянную скорость», а затем установить скорость насоса таким образом, чтобы избежать перегрева солнечных батарей, пока не будет установлен более современный контроллер.

Радиаторное отопление

Это наиболее распространённая жидкостная система отопления. Котёл обеспечивает теплоснабжение, подающий трубопровод проходит по всему дому, радиаторы получают воду из подающего трубопровода и возвращают охлаждённую воду в обратный трубопровод. В целях повышения эффективности системы радиаторы оснащены термостатическими клапанами. Эти клапаны — причина вариативности гидравлического сопротивления в системе (рис. 2).

Проще говоря, приятным мартовским днём, когда в воздухе витает весна, только в некоторых комнатах на северной стороне дома прохладно и открыты термостатические клапаны, в то время как в подавляющем большинстве помещений дома достаточно тепло. Сопротивление системы будет очень высоким, а требуемый расход воды — низким. Однако холодным декабрьским утром всё наоборот: все помещения требуют тепла, клапаны открыты, а сопротивление системы крайне низкое, при этом расход требуется большой.

Для наилучшей эксплуатации таких систем разработана схема управления, называемая пропорциональным контролем давления. Изначально оценили, что примерно половина потерь давления в системе приходится на распределительный трубопровод, а другая половина — на радиаторы. Следовательно, насос изменяет производительность таким образом, что расход уменьшается при уменьшении напора, а при нулевом расходе, когда все клапаны закрыты, он будет обеспечивать половину максимального давления в напоре, которое он имеет при максимальном расходе (рис. 3).

Так как же настроить насос в такой ситуации? Насос должен быть достаточно мощным, чтобы обеспечить тепло для всего дома, поэтому необходимо настроить его на максимальный напор, когда все клапаны открыты.

Если вы знаете максимальный расчётный расход, вы можете выбрать эту точку на рабочей диаграмме насоса. Если нет, то нужно открыть все термостаты в доме (при условии, что была выполнена гидравлическая балансировка), а затем медленно увеличивать мощность, пока давление не перестанет изменяться.

Что произойдёт, если настройки отключены? При низком расходе котёл может работать с частыми выключениями или недостаточно нагревать. При слишком большом расходе повышается шум в трубопроводах и клапанах системы отопления. Шум, конечно, доставляет неудобства, но равномерная работа котла значительно повышает эффективность системы, поэтому ошибка в сторону большего расхода менее опасна.

Ограничения в режиме пропорционального регулирования давления

Поскольку ? p-v насоса реагирует только на изменение гидравлических параметров, в некоторых случаях этот режим имеет свои ограничения. Самое очевидное — ночное время суток. Для экономии на отоплении в ночное время котёл снижает температуру в соответствии с настройкой таймера. Все термостатические клапаны реагируют немедленно и полностью открываются, так как чувствуют, что в комнатах слишком холодно. И насос работает на максимальных оборотах, несмотря на то, что на самом деле нет необходимости в большом расходе.

Некоторые производители добавили функцию «ночного режима», которая позволяет контролировать температуру воды, проходящей через насос. Это даёт возможность насосу работать на минимальной скорости всякий раз, когда температура нагреваемой воды быстро падает и насос возвращается в нормальное состояние при быстром повышении температуры воды. Проблема в том, что насос «не знает» температуру наружного воздуха, и, хотя минимальная производительность насоса может быть достаточной бОльшую часть времени, могут быть очень холодные ночи, когда самый дальний от котла радиатор может не получить достаточного потока и замёрзнет. Поэтому функцию «ночного режима» можно отключить.

Режим поддержания постоянного давления

Режим поддержания постоянного давления идеально подходит для систем, в которых распределительный трубопровод отсутствует или очень короткий. Ярким примером является пол с подогревом.

Разводка отопительной сети состоит в большинстве случаев из очень короткого трубопровода и коллектора. В таких случаях сопротивление системы незначительно (рис. 4).

Следовательно, насос должен снабжать отдельные контуры системы тёплых полов одинаковым напором независимо от количества отапливаемых помещений. Настройка такого насоса не представляет особой сложности. Производитель напольного отопления должен указать перепад давления для отдельных контуров, и насос просто необходимо установить на это значение (рис. 5).

При необходимости можно выполнить регулировку для устранения шума или недостаточного нагрева.

Эффективность системы в сравнении с эффективностью насоса

Высокоэффективный насос в частном доме на одну семью потребляет порядка 50–100 кВт·ч в год. Для отопления дома, как правило, требуется в 100 раз больше энергии. Даже если учесть тот факт, что электрическая энергия дороже, чем тепловая, главная задача заключается в увеличении эффективности всей системы в целом. Поэтому, если вы можете снизить максимальную температуру питания, уменьшив перепад температур в контуре за счёт более высокой производительности насоса, сэкономленная тепловая энергия в большинстве случаев будет значительно превышать дополнительное энергопотребление насоса.

Заключение

В заключение необходимо отметить, что вы должны учитывать ограничения автономных режимов управления насосами. Несмотря на то, что современные насосы имеют встроенный «интеллект», они получают неполную информацию о состоянии системы отопления в доме и могут определять сопротивление системы, а также температуру системы, если есть встроенный датчик температуры.

С другой стороны, любой источник теплоснабжения обладает большим количеством входных сигналов, начиная от температуры наружного воздуха и заканчивая маленькой кнопкой на регуляторе отопления вашего дома, которая информирует о том, что вы не хотите, чтобы дом остывал в десять вечера. Дополнительная информация значительно облегчает управление котлом и насосом и оптимизирует работу системы для повышения эффективности.

Сейчас, когда даже холодильники подключаются к сети Интернет, можно предположить, что скоро и насосы будут также подключаться к котлам по беспроводной системе связи и выполнять более сложные задачи.