Насосная азбука

Возможны технические изменения

WILO AGNortkirchenstraße 10044263 DortmundGermanyT 0231 4102-0F 0231 [email protected]

123592 Москваул. Кулакова 20Тел.: +7 495 781 06 90Факс: +7 495 781 06 91E-mail: [email protected]: www.wilo.ru

Владивосток / складТел.: 4232 49 60 64

Екатеринбург / складТел.: 343 262 68 45

ИркутскТел.: 3952 56 34 24

Казань / складТел.: 843 545 02 22

Калининград / складТел.: 4012 30 34 12

Краснодар / складТел.: 8 861 240 70 52

Красноярск / складТел.: 8 3912 50 48 25

Москва / складТел.: 495 781 06 94

Нижний НовгородТел.: 8312 77 76 06

Новосибирск / складТел.: 383 210 62 92

ОмскТел.: 3812 24 07 95

ПермьТел.: 342 240 28 39

Ростов-на-Дону / складТел.: 863 267 30 95

Самара / складТел.: 846 277 84 19

Санкт-ПетербургТел.: 812 329 01 86

СаратовТел.: 8452 34 13 10

СмоленскТел.: 4812 38 73 91

ТулаТел.: 4872 31 54 51

ТюменьТел.: 3452 49 49 28

УфаТел.: 3472 37 00 59

Хабаровск / складТел.: 4212 27 18 60

ЧелябинскТел.: 351 749 93 89

ВИЛО РУС

Филиалы ООО ВИЛО РУС

Насосная Азбука

2006

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Возможны технические изменения

Введение 5

История насосной техники 7

Водоснабжение 7

Отведение сточных вод 8

Отопление 9

Напорные системы 12

Открытая система водоснабжения 12

Замкнутая система отопления 13

Вода как средство транспортировки 15

Удельная теплоемкость 15

Увеличение и уменьшение объема 16

Характеристики кипения воды 17

Расширение воды при нагревании и защита от избыточного давления 18

Давление 19

Кавитация 19

Конструкции центробежных насосов 21

Самовсасывающие и нормальновсасывающие насосы 21

Работа центробежных насосов 22

Рабочие колеса 22

КПД насоса 23

Потребление энергии центробежными насосами 24

Насосы с мокрым ротором 25

Насосы с сухим ротором 27

Центробежные насосы высокого давления 29

Характеристики 31

Характеристики насосов 31

Характеристика системы 32

Рабочая точка 33

Регулирование параметров насоса в зависимости от отопительной нагрузки 35

Сезонные изменения температуры 35

Переключение частоты вращения насоса 36

Бесступенчатое регулирование частоты вращения 36

Способы регулирования 37

Насосная азбука WILO

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Примерный расчет параметров насоса для стандартных систем отопления 41

Подача насоса 41

Напор насоса 41

Пример 42

Результаты примерных расчетов параметров насоса 43

Программа подбора насосного оборудования 43

Гидравлические системы от "А" до "Я" 45

Регулирование циркуляционных насосов с электронным управлением 45

Системы с несколькими насосами 46

Заключение 50

Проверьте ваши знания 51

История насосной техники 51

Вода как средство транспортировки 52

Конструкции центробежных насосов 53

Характеристики насосов и систем 54

Регулирование параметров насоса в зависимости от отопительной нагрузки 55

Примерный расчет параметров насоса 56

Системы с несколькими насосами 57

Единицы измерения (только для центробежных насосов) 58

Насосная азбука WILO 5

В системах жизнеобеспечения зданийиспользуется множество насосов. Онивыполняют самые разнообразные функции.Наиболее известный из них — циркуляцион-ный насос для систем отопления. Поэтомуименно он будет предметом нашего обсуж-дения на ближайших страницах.

Помимо циркуляционных насосов в системахразного назначения используются:• насосные установки для повышения

давления, необходимые для подачи водыв здание при недостаточном давлениив системе городского водоснабжения;

• насосы для систем ГВС, обеспечивающиеподачу горячей воды в любое время в любойкран;

• насосы для отвода и дренажа сточныхи грязных вод;

• насосы для фонтанов и аквариумов;• насосы для противопожарного применения;• насосы для холодной воды и систем охлаж-

дения;• насосные установки, использующие дожде-

вую воду для туалетов, стиральных машин,уборки или полива;

• многие другие.

При выборе насосов следует учитывать, чторазличные жидкости имеют разные вязкости(например, неочищенные сточные воды иливодно-гликолевые смеси). Кроме того, необ-ходимо выполнять требования региональныхстандартов и нормативов, определяющиевыбор того или иного насоса и технологии(например, взрывозащита, стандарт питьевойводы).

ВведениеСовременная жизнь немыслима без насосов. Эффективно и безопаснодля окружающей среды насосы перемещают любые жидкости — горячиеи холодные, чистые и с загрязнениями — обеспечивая комфортные условияжизни каждому человеку.

Целью настоящей брошюры является объяс-нение основ выбора и работы насосов лицам,проходящим профессиональную подготовкуили переподготовку. Использование простых,понятных описаний, иллюстраций и приме-ров позволяет заложить достаточную базузнаний для применения на практике. Благо-даря полученной информации правильныйвыбор и эксплуатация насосов становятсяобычным делом.

В разделе Проверьте Ваши знания можнопроверить свои знания материала, выбравиз предложенных вариантов правильныеответы на вопросы.


История насосной техники

Водоснабжение

C незапамятных времен люди искали спо-собы подъема жидкостей, особенно воды,на высоту. Это было необходимо для поливаполей и наполнения фортификационныхрвов, окружавших города и замки.

Простейший инструмент для забора воды —рука человека, причем две руки лучше, чемодна!

Поэтому наши изобретательные предкибыстро догадались прикрепить глиняныесосуды к устройству для забора воды.Это был первый шаг к изобретению ковша.Несколько таких ковшей были прикрепленык цепи или колесу. Для вращения такогоустройства и подъема воды использоваласьмускульная сила людей или животных.При археологических раскопках такие ков-шовые конвейеры, сделанные примернов 1000 г. до н. э., были найдены в Египтеи Китае. Приведенная ниже иллюстрацияпоказывает реконструированную моделькитайского водочерпательного колеса.Это колесо оборудовано прикрепленнымиглиняными горшками, из которых при дости-жении верхней точки выливается ранее набранная внизу вода.

При этом принцип работы механизма былочень похож на тот, по которому работаютсовременные центробежные насосы. Харак-теристика насоса имеет аналогичную зависи-мость между напором и подачей. Из истори-ческих источников мы знаем, что такиевинтовые насосы работали при углах наклонаот 37° до 45°. Они обеспечивали подъем водына высоту от 2 до 6 м и имели максимальнуюподачу около 10 м3/ч.

См. главу “Рабочие колеса”,с. 22

Винт

Приводное устройство

Подъем воды

Китайское водочерпательное колесо

Архимедов винт

Водяное колесо Джакоба Леопольда

Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученыйдревности, изобрел винтовое водоподъемноеустройство, позже названное в его честь.Это устройство поднимало воду с помощьювращающегося внутри трубы винта,но некоторое количество воды всегда стекалообратно, т. к. в те времена эффективныеуплотнения были неизвестны. В результате,была выведена зависимость между наклономвинта и подачей. При работе можно быловыбрать между большим объемом поднимае-мой воды или большей высотой подъема.Чем больше наклон винта, тем больше высотаподачи при уменьшении производительности.

Направление потока

Оригинальное усовершенствование данногоустройства было сделано в 1724 г. ДжакобомЛеопольдом (1674–1727), который присоеди-нил к колесу изогнутые трубы. При поворотеколеса вода двигалась к его оси. Течениеводы в реке, в свою очередь, служило приво-дом для этой подъемной установки. Особоговнимания в этой конструкции заслуживалаформа труб. Она поразительно напоминалаформу лопастей современных центробежныхнасосов.

8 Возможны технические изменения

И С Т О Р И Я Н А С О С Н О Й Т Е Х Н И К И

Отведение сточных вод

Хотя водоснабжение всегда было особенноважно в жизни человека, эффективные сис-темы отведения сточных вод появилисьочень поздно — слишком поздно, если ска-зать точнее.

Везде, в деревнях, поселках и городах, экс-кременты, грязь и канализационные отходызагрязняли улицы, проходы и другие откры-тые пространства.

Помимо ужасного запаха, это вызываловспышки болезней и эпидемий. Водоемызагрязнялись, а подземные воды становилисьнепригодными для питья.

Первая канализация была построена где-томежду 3000 и 2000 г. до н. э. Под ДворцомМинос в Кноссосе (Крит) были обнаруженыкирпичные каналы и терракотовые трубы,служившие для сбора и отвода дождевойводы, воды из ванных и туалетов. Римлянестроили канализации на и под улицами —самая большая и наиболее известнаяиз них — городская "Клоака Максима", частикоторой поразительным образом сохрани-лись до наших дней. Вода из нее поступалав реку Тибр (в городе Кельн в Германиидо сих пор сохранилось несколько подзем-ных туннелей, выполнявших роль канали-зации во времена римлян).

Поскольку за прошедшие с тех пор тысячилет особого прогресса в этой области не былодостигнуто, неочищенные сточные водысбрасывались в реки, каналы, озера и морявплоть до девятнадцатого века. Индустриа-лизация и рост городов привели к необходи-мости срочного решения проблемыэффективного отведения сточных вод.

Первая в Германии система отведения кана-лизационных и сточных вод была построенав Гамбурге в 1856 г.Но еще в 90-е годы многие бытовые канали-зации Германии представляли собой септи-ческие ямы и дренажные канавы. Позднеепоявились законодательные акты и регио-нальные требования о необходимости под-соединения таких систем к общественнойканализационной сети.

Сегодня канализационные системы почтивсех домов соединены напрямую с городскойканализацией. Там, где это невозможно,используются установки для водоотведенияи напорные системы водоотведения.

Промышленные и бытовые сточные водыотводятся через длинные канализационныесистемы, отстойники, очистные сооруженияи водоосветлительные резервуары, проходябиологическую или химическую очистку.После обработки вода возвращаетсяв естественные водоемы.

При отведении сточных вод используютсясамые различные насосы и насосные системы.Вот несколько примеров:• установки для водоотведения;• погружные насосы;• шахтные насосы (с устройствами

для измельчения);• дренажные насосы;• мешалки, и др.

Система отопления "гипокауст" времен Римской Империи



Отопление

Системы отопления "гипокауст" В Германии были найдены такие реликты,как системы отопления "гипокауст" древнихримлян. Они представляли собой раннююформу систем подогрева пола. Дым и горячийвоздух от открытого огня поступали по кана-лам через специальные камеры под пол,таким образом, осуществляя его подогрев.Затем газы выводились наружу по каналамв стенах.

В последующие века в замках и крепостяхдымоходы над открытыми очагами проводи-лись не строго вертикально вверх. Горячиетопочные газы проходили по виткам дымохо-дов вдоль всех жилых помещений — этобыла одна из первых форм центральногоотопления. Еще одним изобретением былоразделение системы за счет устройствав погребах тепловых камер из камня. Огоньнагревал воздух, который затем направлялсяпрямо в жилые помещения.

Паровая система отопления Паровая система отопления была побочнымпродуктом парового двигателя, широкоиспользовавшегося во второй половиневосемнадцатого века. Остаточный пар,не превратившийся в конденсат в паровомдвигателе, направлялся в помещенияи жилые комнаты через теплообменники.Тогда же появилась идея использовать оста-точную энергию паровой системы отоплениядля приведения в действие турбины.

Конвективная системаотопления с котлом,расширительным бакоми радиаторами

Наружная стена

Отопительный канал в стене

Внутренняя стенаПол

Опоры пола

КамерасгоранияТепловая камера

Канал дляудаления шлака

Конвективная система отопления Следующим этапом эволюции стали конвек-тивные системы отопления. Опыт показывал,что для обеспечения комнатной темпера-туры 20 °C достаточно нагреть воду всегодо 90 °C, что ниже ее точки кипения. Горячаявода поднималась вверх по трубам большогодиаметра. После отдачи части тепла (охлаж-дения), вода возвращалась обратно в котелпод действием силы тяжести.



Движение воды вверх, а затем вниз осу-ществляется за счет разности плотностейтеплой и остывшей воды.

В начале двадцатого века для того, чтобыускорить прогрев таких систем отопления,создали так называемые "ускорители цирку-ляции" с установкой их в трубопроводысистем отопления.

Электродвигатели тех времен не моглииспользоваться в качестве приводов,поскольку они имели роторы с открытымитокосъемниками. Это могло привестик возникновению крупных аварий в системах,работавших на воде.

Схема конвективной системы отопления Первый циркуляционный насосТак было, пока швабский инженер ГоттлобБаукнехт не изобрел закрытый или "закапсу-лированный" электродвигатель, после чегостало возможным использовать его в уско-рителе циркуляции. Его друг, вестфальскийинженер Вильгельм Оплендер, разработалконструкцию такого ускорителя и получилна нее патент в 1929 г.

Первый циркуляционный насос, модель 1929 г., тип HP DN 67/0,25 кВт

Колесо насоса в форме пропеллера былоустановлено в изгибе трубы. Оно приводи-лось в движение уплотняемым валом, кото-рый, в свою очередь, вращался двигателем.

Однако, тогда еще никто не использовалтермин насос для такого ускорителя. Толькопозже этот термин начали применять в такомконтексте. Связано это с тем, что, как мы ужеубедились, насосы ассоциировалисьс подъемом воды.

Такие ускорители циркуляции выпускалисьпримерно до 1955 г., и их использованиепозволило снизить температуру нагреваводы для отопления.

Сегодня применяются самые разные системыотопления, наиболее современные из кото-рых работают даже при еще более низкихтемпературах воды. Без сердца системыотопления — циркуляционного насоса —применение отопительных систем такоготипа невозможно.



Средние века, примерно до 1519 г.

Двухтрубное отопление

Римская Империя, примерно до 465 г. н. э.

Промышленная революция, 19-й век

Эпоха научно-технической революции,20-й век

Нагрев потолка/стен

В начале был огонь

Римские системы отопления"гипокауст"

Печное отопление Водяноеконвективное отопление

Ускоритель циркуляцииВильгельма Оплендера,1929 г.

Однотрубная система отопления

Отопление с помощьюдымовых каналов

Воздушная система обогрева

Паровая система отопления

Подогрев пола

Эволюция системы отопления

СистемаТихельманна

Водяное циркуляционноеотопление


Напорные системы

Насосная системадля подачи воды на высоту

Открытая системаводоснабжения

Открытая система водоснабжения Рисунок слева показывает элементы насос-ной системы, подающей жидкость из ниж-него резервуара в резервуар, расположенныйвыше, т. е. насос перемещает воду из ниж-него резервуара на требуемую высоту.

Здесь недостаточно просто рассчитать про-изводительность насоса для геодезическойвысоты нагнетания, потому что в последнемкране, например, в душе на самом верхнемэтаже гостиницы, все равно должен бытьобеспечен достаточный напор воды. Потерина трение о стенки трубопровода в напорномтрубопроводе также должны быть учтены.

Напор насоса = геодезическая высота нагнетания + динамическое давление +потери в трубопроводе

Отдельные участки трубопровода должныперекрываться с помощью запорной арма-туры для осуществления необходимогоремонта. Это особенно актуально для насо-сов, поскольку в противном случае придетсясливать большое количество воды из напор-ных трубопроводов перед заменой илиремонтом насоса.

Кроме того, на нижнем и верхнем резервуа-рах должны быть установлены поплавковыеклапаны или другие органы управленияво избежание перелива.

В дополнение, в определенном месте напор-ного трубопровода можно установить реледавления, которое будет выключать насоспосле закрытия всех кранов, когда водане расходуется.

См. главу “Регулированиепараметров насоса в зависимости от отопительной нагрузки” на с. 35


Н А П О Р Н Ы Е С И С Т Е М Ы

Замкнутая система отопления

Циркуляционная системана примере системыотопления

Замкнутая система отопления

На рисунке справа схематически показанасистема отопления.

Система отопления является замкнутойсистемой.

Чтобы было проще понять принцип работытакой системы, представьте, что вся водав ней просто перемещается или циркулируетпо замкнутому трубопроводу.

Систему отопления можно разделитьна следующие элементы:• тепловой генератор;• система теплопередачи и теплораспре-

деления;• расширительный мембранный бак;• потребители тепла; • контрольно-измерительная аппаратура;• предохранительный клапан.

В нашем случае тепловые генераторы пред-ставляют собой котлы, работающие на газе,мазуте или твердом топливе, а также про-точные водонагреватели. К ним такжеотносятся электрические накопительныеводонагреватели с центральным нагревомводы, станции централизованного тепло-снабжения и тепловые насосы.

Система теплопередачи и теплораспределе-ния включает трубопроводы, распредели-тельные и накопительные станции и, конечно,циркуляционный насос. Напор насосасистемы отопления следует рассчитыватьтолько по общему сопротивленю системы.Высота здания в рассмотрение не берется,поскольку вода, которую насос нагнетаетв прямой трубопровод, возвращается к немуиз обратного трубопровода.

Расширительный мембранный бак обеспечи-вает компенсацию меняющегося в зависи-мости от рабочей температуры объема водыв системе отопления, одновременно под-держивая постоянное давление.

Потребители тепла — это поверхности нагре-ва, расположенные в обогреваемых помеще-ниях (радиаторы, конвекторы, отопительныепанели и т. д.). Тепловая энергия перетекаетиз точек с более высокой температуройв точки с более низкой температурой —и чем выше разность температур, тем интен-сивнее тепловой поток. Эта теплопередачаосуществляется посредством трех разныхфизических процессов:• теплопроводности;• конвекции;• излучения.

В наши дни ни одну техническую задачуневозможно решить без хорошей системыуправления. Таким образом, совершенноестественно, что блоки управления входятв состав каждой системы отопления. Наибо-лее простыми из них являются термостати-ческие радиаторные клапаны, помогающиеподдерживать постоянную комнатнуютемпературу. Современные тепловые котлы,смесители и, конечно, насосы оснащаютсясовременными механическими, электричес-кими и электронными устройствамиуправления.

См. главу “Примерный расчетпараметров насосадля стандартных системотопления” на с. 41

Примечание:Высота здания при расчете напора насосане учитывается, посколькувода, которую насоснагнетает в прямойтрубопровод, возвращается к нему изобратного трубопровода.


Вода как средство транспортировкиВ системах водяного отопления вода используется для передачи тепла от егогенератора к потребителю.

Наиболее важными свойствами воды являются:• теплоемкость;• изменение объема при нагреве

и при охлаждении;• характеристики кипения при изменении

внешнего давления;• кавитация.

Рассмотрим данные физические свойстваводы.

Важным свойством любого теплоносителяявляется его теплоемкость. Если выразитьее через массу и разность температур тепло-носителя, то получится удельная тепло-емкость.

Она обозначается буквой c и имеет размер-ность кДж/(кг • K)

Удельная теплоемкость — это количествотепла, которое необходимо передать 1 кгвещества (например, воды), чтобы нагретьего на 1 °C. И наоборот, вещество отдаеттакое же количество энергии при охлаж-дении.

Среднее значение удельной теплоемкостиводы в диапазоне между 0 °C и 100 °C составляет:

c = 4,19 кДж/(кг • K) или c = 1,16 Втч/(кг • K)

Количество поглощаемого или выделяемоготепла Q, выраженное в Дж или кДж, зависитот массы m, выраженной в кг, удельнойтеплоемкости c и разности температур ��,выраженной в K.

В системах отопления �� — это разностьтемператур в прямом и обратном трубопро-воде. Полученная формула:

Q = m • c • ��m= V • �

V = Объем воды в м3

� = Плотность в кг/м3

Масса m — это объем воды V, выраженныйв м3, умноженный на плотность � воды,выраженную в кг/м3. Таким образом, фор-мулу можно представить в следующем виде:

Q = V • � • c (�V - �R)

Известно, что плотность воды меняетсяв зависимости от ее температуры. Однако,чтобы упростить расчеты, используется� = 1 кг/дм3 в диапазоне от 4 °C до 90 °C.

Физические термины "энергия", "работа"и "количество тепла" эквивалентны.

Следующая формула используется для пре-образования джоулей в другие размерности:

1 Дж = 1 Нм = 1 Втс или 1 МДж = 0,278 кВтч

Примечание: Удельная теплоемкость —это количество тепла,которое необходимопередать 1 кг вещества (например воды), чтобынагреть его на 1 °C. И наоборот, веществоотдает такое жеколичество энергиипри охлаждении.

Удельная теплоемкость

� = тета� = ро

В О Д А К А К С Р Е Д С Т В О Т Р А Н С П О Р Т И Р О В К И


Все природные материалы расширяются принагревании и сжимаются при охлаждении.Единственным исключением из этого пра-вила является вода. Это уникальное ее свой-ство называется аномалией воды.

Вода имеет наибольшую плотность при +4 °C,при которой 1 дм3 = 1 л имеет массу 1 кг.

Изменение объема водыпри нагреве/охлаждении.Самая большая плотностьпри 4 °C: �max = 1000 кг/м3

Когда вода нагревается илиохлаждается, ее плотностьуменьшается, т. е. водастановится легче, а ее объемувеличивается.

Изменение объема воды

Увеличение и уменьшение объема

Вода также расширяется при ее охлажденииниже +4 °C. Благодаря этой аномалии водыу рек и озер зимой замерзает именно верхнийслой. По той же причине лед плаваетна поверхности и весеннее солнце может егорастопить. Этого бы не происходило, если былед был тяжелее воды и опускался на дно.

Однако, такое свойство расширяться можетбыть опасным. Например, автомобильныедвигатели и водяные насосы могут лопнуть,если вода в них замерзнет. Во избежаниеэтого в воду добавляются присадки, препят-ствующие ее замерзанию. В системах отоп-ления часто используются гликоли; соотно-шение воды и гликоля см. в спецификациипроизводителя.

Если вода нагревается или охлаждаетсяотносительно этой точки, ее объем увели-чивается, что означает уменьшение плот-ности, т. е. вода становится легче.

Это можно отчетливо наблюдать на примеререзервуара с точкой перелива.

В резервуаре находится ровно 1000 см3 водыс температурой +4 °C. При нагревании водынекоторое количество выльется из резер-вуара в мерную емкость. Если нагреть водудо 90 °C, в мерную емкость выльется ровно35,95 см3, что соответствует 34,7 г.

10 см

4 °C 90 °C

10 с

м

1000 см3 = 1 л 1000 см3 = 1 л

Водяной куб объемом 1000 см3

при 4 °C имеет массу 1000 гМасса 1000 см3 воды при 90 °C = 965,3 г

Количествовылившейся воды 35,95 см3 = 34,7 г



Характеристики кипения воды

Если воду нагревать в открытой емкости, оназакипит при температуре 100 °C. Если изме-рять температуру кипящей воды, окажется,что она остается равной 100 °C пока не испа-рится последняя капля. Таким образом,постоянное потребление тепла используетсядля полного испарения воды, т. е. измененияее агрегатного состояния. Эта энергия такженазывается латентной (скрытой) теплотой.Если подача тепла продолжается, темпе-ратура образовавшегося пара снова начнетподниматься.

Описанный процесс приведен при давлениивоздуха 101,3 кПа у поверхности воды.При любом другом давлении воздуха точкакипения воды сдвигается от 100 °C.

Если бы мы повторили описанный экспери-мент на высоте 3000 м — например, на Цуг-шпитце, самой высокой вершине Германии —мы бы обнаружили, что вода там закипаетуже при 90 °C. Причиной такого поведенияявляется понижение атмосферного давленияс высотой.

Чем ниже давление на поверхности воды,тем ниже будет температура кипения.И наоборот, температура кипения будетвыше при повышении давления на поверх-ности воды. Это свойство используется,например, в скороварках.

График справа показывает зависимостьтемпературы кипения воды от давления.

Давление в системах отопления намеренноповышается. Это помогает предотвратитьобразование пузырьков газа в критическихрабочих режимах, а также предотвращаетпопадание наружного воздуха в систему.

Изменение агрегатного состоянияпри повышении температуры

Температура кипения воды как функциядавления

тверд.тело

твердоетело ижидкость жидкость

жидкостьи пар

Скрытая (латентная) теплота

пар



90 °C

34,7 G

Все эти рассуждения не учитывают тот факт,что циркуляционный насос еще большеувеличивает давление в системе.

Взаимосвязь между максимальной темпера-турой воды, выбранным насосом, размеромрасширительного бака и давлением срабаты-вания предохранительного клапана должнабыть установлена самым тщательным образом. Случайный выбор элементовсистемы — даже на основании их стои-мости — в данном случае неприемлем.

Мембранный расширительный бак поставля-ется заполненным азотом. Начальное дав-ление в расширительном мембранном бакедолжно быть отрегулировано в зависимостиот системы отопления. Расширяющаяся водаиз системы отопления поступает в бак исжимает газовую камеру через диафрагму.Газы могут сжиматься, а жидкости — нет.

Компенсация изменения объема водыв системе отопления:

Система отопления со встроенным предохранительным клапаном

Системы водяного отопления работают притемпературах воды до 90 °C. Обычно системазаполняется водой при температуре 15 °C,которая затем расширяется при нагревании. Нельзя допустить, чтобы это увеличениеобъема привело к возникновению избыточ-ного давления и переливу жидкости.

Расширение воды при нагревании и защита от избыточного давления

1000 см3 = 1 л

Когда отопление отключается в летнийпериод, объем воды возвращается к перво-начальному значению. Таким образом, дляобеспечения беспрепятственного расшире-ния воды необходимо установить достаточнобольшой бак. Старые системы отопленияимели открытые расширительные баки.Они всегда располагались выше самого высо-кого участка трубопровода. При повышениитемпературы в системе, что приводилок расширению воды, уровень в баке такжеповышался. При снижении температуры он,соответственно, понижался.

Современные системы отопления использу-ют мембранные расширительные баки (МРБ).

При повышении давления в системе нельзядопускать увеличения давления в трубопро-водах и других элементах системы вышепредельного значения. Поэтому обязатель-ным условием для каждой системы отопле-ния является наличие предохранительногоклапана.

При повышении давления сверх нормы пре-дохранительный клапан должен открыватьсяи стравливать лишний объем воды, которыйне может вместить расширительный бак.Тем не менее, в тщательно спроектированнойи обслуживаемой системе такое критическоесостояние никогда не должно возникать.

Примечание: При возникновенииизбыточного давленияпредохранительный клапандолжен открыватьсяи стравливать лишнийобъем воды.



Давление

Определение давленияДавление — это статическое давление жид-костей и газов, измеренное в сосудах, трубо-проводах относительно атмосферногодавления (Па, мбар, бар).

Статическое давление Статическое давление — это давлениенеподвижной жидкости. Статическое давление = уровень выше соответствующей точки измерения +начальное давление в расширительном баке.

Динамическое давлениеДинамическое давление — это давлениедвижущегося потока жидкости.

Давление нагнетания насосаЭто давление на выходе центробежногонасоса во время его работы.

Кавитация

Кавитация — это образование пузырьков газав результате появления локального давленияниже давления парообразования перекачи-ваемой жидкости на входе рабочего колеса.Это приводит к снижению производитель-ности (напора) и КПД и вызывает шумы и раз-рушение материала внутренних деталейнасоса.

Из-за схлопывания пузырьков воздухав областях с более высоким давлением (например, на выходе рабочего колеса) мик-роскопические взрывы вызывают скачкидавления, которые могут повредить илиразрушить гидравлическую систему. Первымпризнаком этого служит шум в рабочемколесе и его эрозия.

Важным параметром центробежного насосаявляется NPSH (высота столба жидкости надвсасывающим патрубком насоса). Он опреде-ляет минимальное давление на входе насоса,требуемое данным типом насоса для работыбез кавитации, т. е. дополнительное давле-ние, необходимое для предотвращенияпоявления пузырьков.

На значение NPSH влияют тип рабочегоколеса и частота вращения насоса. Внешнимифакторами, влияющими на данный параметр,являются температура жидкости, атмосфер-ное давление.

Предотвращение кавитацииЧтобы избежать кавитации, жидкостьдолжна поступать на вход центробежногонасоса при определенной минимальнойвысоте всасывания, которая зависит оттемпературы и атмосферного давления.

Другими способами предотвращениякавитации являются:• Повышение статического давления• Понижение температуры жидкости

(снижение давления парообразования PD)• Выбор насоса с меньшим значением

постоянного гидростатического напора(минимальная высота всасывания, NPSH)

Перепад давления Давление, развиваемое центробежным насо-сом для преодоления общего сопротивлениясистемы. Оно измеряется между входоми выходом центробежного насоса.

Рабочее давление Давление, имеющееся в системе при работенасоса.

Допустимое рабочее давление Максимальное значение рабочего давления,допускаемого из условий безопасностиработы насоса и системы.


Конструкции центробежных насосовВ системах водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционированиявоздуха, центробежные насосы применяются повсеместно. Они различаютсяпо типу конструкции и способу преобразования энергии.

Самовсасывающие и нормальновсасывающие насосы

Считается, что самовсасывающий насос спо-собен удалять воздух из всасывающей линии.Теоретическая максимальная высота всасыва-ния воды составляет 10,33 м и зависит от дав-ления воздуха (норм. давление = 101,3 кПа).

По техническим причинам максимальнаявысота всасывания hs, которую можнодостичь, составляет 7–8 м. Это значениеучитывает не только разность высот междусамой нижней точкой (водной поверхностью)и всасывающим отверстием насоса, но такжеи потери на преодоление сопротивления втрубах, насосе и соединениях.

При расчете насоса учтите, что значениевысоты всасывания hs должно быть включенов расчетный напор со знаком минус.

Линия всасывания должна иметь как мини-мум такой же условный проход, что и всасы-вающее отверстие насоса, или, по возможно-сти, больше. Линия должна быть как можнокороче.

Длинные линии всасывания создают повы-шенное сопротивление трению, что крайнеотрицательно влияет на высоту всасывания.

Всасывающая линия должна быть располо-жена так, чтобы она всегда имела наклонвверх по направлению к насосу. Если линияпредставляет собой шланг, предпочтительноиспользовать спиральные шланги, посколькуони имеют повышенную прочность и меньшеподвержены утечкам. Обязательно соблю-дайте меры по предотвращению утечек,иначе могут возникнуть неполадки и поломкив насосе.

В режиме всасывания рекомендуется всегдаустанавливать обратный клапан, чтобы пред-отвратить опорожнение насоса и всасыва-ющей линии. Обратный клапан с фильтромтакже защищает насос и расположенныениже системы от крупных загрязнений, такихкак листья, ветки, камни и насекомые. Еслииспользовать обратный клапан невозможно,на всасывающих линиях перед насосом(всасывающим отверстием насоса) следуетустановить отсечной клапан/заслонку.

Высота всасывания насоса hs

Расположение всасывающей линии

Всасывание

Установка с обратнымклапаном или отсечнымклапаном/заслонкой

Нормальновсасывающий насос не можетудалять воздух из линии всасывания.

При использовании нормальновсасывающегонасоса, насос и линия всасывания должныбыть всегда заполнены жидкостью. Если в насос попадает воздух в результатеутечки, например, через сальниковоеуплотнение запорного клапана или черезнезакрывшийся обратный клапан на линиивсасывания, насос и линию всасывания необ-ходимо снова наполнять водой.

Минимальный уровень воды

Работа центробежных насосов

Насосы необходимы для перемещения жид-костей и преодоления сопротивления потокусо стороны трубопроводных систем. В случаенасосных систем с различными уровнямижидкостей сюда также включается преодо-ление разности геодезических высот.

Благодаря своей конструкции и используе-мому способу преобразования энергии,центробежные насосы представляют собойгидравлические двигатели.

Двигатель приводит во вращение вал насосас установленным на нем рабочим колесом.Вода, поступающая в рабочее колесо в осе-вом направлении через всасывающее отверс-тие и входной патрубок, перемещаетсяс помощью лопастей рабочего колеса в ради-альном направлении. Центробежные силы,действующие на каждую частицу жидкости,способствуют повышению скорости и давле-ния при прохождении воды через лопасти.

После того как вода проходит рабочееколесо, она собирается в спиральном кожухе.Скорость потока несколько замедляетсяблагодаря конструкции кожуха. При этомнапор увеличивается за счет преобразованияэнергии.

Насос состоит из следующих основныхкомпонентов:• корпус насоса;• мотор;• рабочее колесо.

К О Н С Т Р У К Ц И И Ц Е Н Т Р О Б Е Ж Н Ы Х Н А С О С О В


Типы рабочих колес

Разрез насоса с мокрым ротором

Жидкость поступаетв рабочее колесо и выходит из него по линии.

Рабочие колеса

Рабочие колеса могут быть разных типов,а также открытые и закрытые.

Рабочие колеса большинства современныхнасосов имеют трехмерную конструкцию,объединяющую преимущества осевого ирадиального колес.

Корпус насоса

Трехмерное рабочее колесо



КПД насоса

КПД любого механизма представляет собойотношение его полезной мощности к потреб-ляемой. Это отношение обозначается гре-ческой буквой � (эта).

Поскольку не существует такого понятия как"привод, не имеющий потерь", � всегдаменьше 1 (100 %). Для циркуляционногонасоса системы отопления общий КПДопределяется значением КПД мотора �M(электрического и механического)и КПД насоса �P. Произведение этих двухзначений представляет собой общий КПД �tot.

�tot = �M • �P

КПД насосов разных типов и размеров могутотличаться в очень широком диапазоне.Для насосов с мокрым ротором КПД �totравен от 5 % до 54 % (высокоэффективныенасосы); для насосов с сухим ротором �totравен от 30 % до 80 %.

Даже в пределах характеристики насоса теку-щий КПД в тот или иной момент временименяется от нуля до максимального значения.

Если насос работает при закрытом клапане,создается высокое давление, но вода неперемещается, поэтому КПД насоса в этотмомент равняется нулю. То же самое спра-ведливо при открытой трубе. Несмотря набольшое количество перекачиваемой воды,давление не создается, а значит КПД равня-ется нулю.

Насос никогда не работает при постояннойподаче. Поэтому, при расчете насоснойсистемы, убедитесь, что рабочая точка насосанаходится в средней трети характеристикинасоса большую часть отопительного сезона.Это гарантирует работу насоса при оптималь-ном КПД.

КПД насоса определяется по следующейформуле:

Характеристика насоса

Насосы с мотором мощностью P2 �totдо 100 Вт прибл. 5 % – прибл. 25 %

от 100 до 500 Вт прибл. 20 % – прибл. 40 %

от 500 до 2500 Вт прибл. 30 % – прибл. 50 %

Насосы с мотором мощностью P2 �totдо 1,5 кВт прибл. 30 % – прибл. 65 %

от 1,5 до 7,5 кВт прибл. 35 % – прибл. 75 %

от 7,5 до 45,0 кВт прибл. 40 % – прибл. 80 %

КПД стандартных насосов с мокрым ротором (ориентировочные значения)

КПД насосов с сухим ротором (ориентировочные значения)

�P = КПД насосаQ [м3/ч] = ПодачаH [м] = НапорP2 [кВт] = Мощность насоса367 = Постоянный коэффициент � [кг/м3] = Плотность жидкости

КПД насоса зависит от его конструкции.

В следующих таблицах показаны значенияКПД в зависимости от мощности выбранногомотора и конструкции насоса (с мокрымротором/с сухим ротором).

Q • H • ��p = ------------

367 • P2

Самый большой общий КПД циркуляционногонасоса системы отопления достигаетсяв средней части характеристики насоса.В каталогах производителей насосов этаоптимальная рабочая характеристика указанаотдельно для каждого насоса.

Выходная характеристика демонстрируетследующую взаимосвязь: мотор потребляетминимум энергии при низкой подаче.При увеличении подачи потребление энергиитакже увеличивается.

Влияние частоты вращения мотораПри изменении частоты вращения насосаи неизменных остальных условиях системыпотребление энергии P изменяется пропор-ционально значению частоты n в кубе.

На основании данных соображений, изменяячастоту вращения насоса можно адаптиро-вать насос к требуемой тепловой нагрузкепотребителя. При увеличении частоты вра-щения в два раза, подача увеличивается в тойже пропорции. Напор возрастает в четырераза. Поэтому, энергия, потребляемая приво-дом, получается умножением примерно навосемь. При снижении частоты, подача, напорв трубопроводе и потребление энергииуменьшаются в той же пропорции.

Постоянная частота вращения,обусловленная конструкциейОтличительной характеристикой центробеж-ного насоса является то, что напор зависитот используемого мотора и его частотывращения. Насосы с частотой n > 1500 об/минназываются быстроходными насосами, а те,у которых частота n < 1500 об/мин называютсятихоходными.

Моторы тихоходных насосов имеют болеесложную конструкцию, а значит, они болеедорогие. Однако в случаях, когда использо-вание тихоходного насоса возможно илидаже необходимо из-за характеристикконтура отопления, применение быстро-ходного насоса может привести к неоправ-данно высокому потреблению энергии. Такимобразом, высокая цена тихоходного насосакомпенсируется существенной экономиейэнергии, потребляемой приводом. Это спо-собствует быстрой окупаемости первона-чальных вложений.

Обеспечивая контролируемое снижениечастоты вращения при снижении отопитель-ной нагрузки, устройство бесступенчатогорегулирования частоты вращения способст-вует значительной экономии средств.

Как Вы уже поняли из предыдущего раздела,мотор приводит во вращение вал насоса,на котором установлено рабочее колесо.В насосе создается повышенное давлениеи жидкость перемещается через него, чтоявляется результатом преобразования элек-трической энергии в гидравлическую. Энер-гия, необходимая мотору, называетсяпотребляемой энергией P1 насоса.

Выходные характеристики насосовВыходные характеристики центробежныхнасосов приведены на графике: вертикальнаяось, ордината, означает потребляемую энер-гию P1 насоса в ваттах [Вт]. Горизонтальнаяось или абсцисса показывает подачу Q насосав кубических метрах в час [м3/ч]. (Это такжесправедливо для характеристики насоса,которую мы обсудим позже.) В каталогаххарактеристики напора и мощности частообъединяются для наглядной демонстрациивзаимосвязи.



Взаимосвязь между напором насоса и графиком мощности P1

Потребление энергии центробежными насосами

См. главу “Характеристикинасосов”, с. 31

См. главу “Бесступенчатоерегулирование частотывращения” на с. 36

Характеристики Wilo-TOP-S



Насосы с мокрым ротором

Установка насоса с мокрым ротором на пря-мую или обратную линию обеспечиваетбыстрое и интенсивное перемещение воды.В результате, появляется возможность ис-пользовать трубопроводы с меньшим сече-нием. Это приводит к снижению затрат насистему отопления. Это также означает, чтов линиях системы теперь будет существенноменьшее количество воды. Система отопле-ния может быстрее реагировать на колебаниятемпературы и легче поддается регулировке.

ОсобенностиОтличительной особенностью рабочегоколеса центробежного насоса является ради-альное перемещение воды. Вал, приводящийво вращение рабочее колесо, изготавлива-ется из нержавеющей стали; подшипникивала сделаны из спеченного углеродистогоили керамического материала. Ротор мотора,установленный на валу, вращается в воде.Вода смазывает подшипники и охлаждаетмотор.

Находящийся под напряжением статормотора окружен разделительным стаканом.Он сделан из немагнитной нержавеющейстали или углеродного волокна и имееттолщину стенки от 0,1 до 0,3 мм.

Для специальных применений, например,в системах водоснабжения, используютсямоторы насосов с фиксированной частотойвращения.

Если насос с мокрым ротором используется,например, в тепловом контуре, а значит пред-назначен подавать тепловую энергиюк радиатору, он должен подстраиватьсяпод меняющуюся тепловую нагрузку здания.Термостатические радиаторные клапаны,установленные перед поверхностями нагрева,определяют интенсивность подачи насоса.

Насосная система отопления

Преимущества: меньшеесечение трубопровода,меньшее количество воды,более быстрая реакцияна колебания температуры, меньшиерасходы на установку

Первый полностью электронный насос с мокрым ротором со встроенным устройствомбесступенчатого регулирования частотывращения

Для того, чтобы уменьшить потреблениеэлектроэнергии, необходимо, чтобы моторынасосов с мокрым ротором постоянно меняличастоту вращения. Частоту вращения можноменять вручную с помощью переключателей.Возможна также организация системы авто-матики путем установки коммутационнойаппаратуры и устройств управления, которыебудут срабатывать в зависимости от времени,разности давлений или температуры.

С 1988 г. существуют конструкции со встроен-ными электронными устройствами, обеспе-чивающими бесступенчатое регулированиечастоты вращения.

Насосы с мокрым ротором, в зависимостиот размера и требуемой выходной мощностинасоса, работают от сети 1~230 В~ или 3~400 Втрехфазного тока.

Насосы с мокрым ротором отличаютсямалошумной работой и, благодаря своейконструкции, не имеют уплотнений вала.

Конструкция современного поколения насо-сов с мокрым ротором основана на модуль-ном принципе. В зависимости от размераи требуемой выходной мощности насоса,модули компонуются в различные конфигу-рации. Таким образом, любой ремонт, кото-рый может потребоваться, можно осущест-вить с меньшими трудозатратами, простозаменив деталь на запасную.

Важным качеством этого типа насосов явля-ется их способность самостоятельно удалятьвоздух во время наладки.


Разделительный стакан

РоторОбмотка

Трехмерное рабочее колесо

Способы монтажаНасосы с мокрым ротором поставляютсяс резьбовыми соединениями с условнымпроходом до R 1 1/4. Насосы большего размераимеют фланцевые соединения. Эти насосымогут монтироваться в трубопровод гори-зонтально или вертикально без сооруженияфундамента.

Как было упомянуто раньше, смазка подшип-ников такого насоса осуществляется рабочейжидкостью. Она также служит охлаждающейжидкостью для электромотора. Поэтомучерез разделительный стакан должнапостоянно циркулировать жидкость.

Вал насоса мокрого ротора должен всегдарасполагаться горизонтально. Монтажс валом, установленным вертикально,приводит к неустойчивой работе системыи, как следствие, быстрому выходу насосаиз строя.

Подробную информацию о способах монтажасм. в инструкции по монтажу и эксплуатации.



Допустимо без ограничений для насосов с 1, 3 или 4 скоростями

Допустимо без ограничений для насосовс бесступенчатым регулированием частотывращения

Недопустимые способы установки

Способы монтажа насосов с мокрым ротором (неполный перечень)



Насосы с сухим ротором

ОсобенностиНасосы с сухим ротором используются дляподачи жидкостей с большим напором.Лучше всего они подходят для подачиохлаждающей жидкости и агрессивных сред.В отличие от насосов с мокрым ротором,в этих насосах жидкость не соприкасаетсяс мотором.

Еще одним их отличием от насосов с мокрымротором является способ изоляциикорпуса/вала насоса. Это достигаетсяс помощью сальникового или скользящеготорцевого уплотнений (СТУ).

В стандартных насосах с сухим роторомобычно используются трехфазные моторыс постоянной частотой вращения. Как пра-вило, они регулируются через внешнююэлектронную систему управления частотойвращения. Сегодня насосы с сухим роторомвыпускаются со встроенным электроннымблоком управления частотой вращения,который благодаря современной технологииможет устанавливаться и на моторыс большой выходной мощностью.

Общий КПД насосов с сухим ротором сущест-венно выше, чем у насосов с мокрым ротором.

Насосы с сухим ротором подразделяютсяна три основных типа:

In-line насосыНасосы, у которых всасывающий и напорныйпатрубки находятся на одной оси и имеютодинаковый условный проход, называютсяin-line насосами. In-line насосы оснащаютсястандартными фланцевыми электромото-рами с воздушным охлаждением.

Такой тип насосов считается наиболее под-ходящим для систем зданий, требующихбольшой выходной мощности. Эти насосыустанавливаются непосредственно натрубопровод. При этом трубопровод закреп-ляется кронштейнами или насос устанавли-вается на фундамент или отдельныйкронштейн.

См. главу “Уплотнениевала”, с. 28

Блочные насосыБлочные насосы являются низконапорнымицентробежными насосами постояннойчастоты вращения со стандартным электро-мотором воздушного охлаждения. Жидкостьпоступает в насос в осевом направлении,а выходит в радиальном. Кронштейны илиопоры для мотора входят в стандартнуюкомплектацию насосов.

Консольные насосыДанные центробежные насосы имеют осевойвход и радиальный выход жидкости изнасоса. Насос и мотор имеют самостоятель-ные узлы крепления. Поэтому они устанавли-ваются на фундаментной плите.

В зависимости от жидкости и рабочих усло-вий, они могут оснащаться СТУ или сальни-ковым уплотнением. Условный проход такихнасосов определяется напорным патрубком.Всасывающий патрубок имеет большийусловный проход.

Конструкция in-line насоса с сухим ротором

Скользящее торцевоеуплотнение

Гайка


Прорезь

Рабочее колесо

Стандартный мотор

Вентилятор

Скользящие торцевые уплотненияОсновой конструкции скользящего торцевогоуплотнения являются два кольца с тщательноотполированными поверхностями. Они при-жимаются друг к другу с помощью пружиныи работают вместе. СТУ являются динами-ческими уплотнениями и используютсядля герметизации вращающегося в жидкостивала при высоких рабочих давлениях.

СТУ состоит из двух отполированных износо-стойких колец (например, силиконовых илиграфитовых), которые прижаты друг к другуосевыми силами. Одно кольцо (динамичес-кое) вращается вместе с валом, в то время какдругое кольцо (статическое) неподвижнозакреплено в корпусе.

Между поверхностями скольжения образу-ется тонкая пленка воды, служащая смазкойи средством охлаждения.

В зависимости от режима работы насосавозможно несколько типов трения сопряга-емых поверхностей: смешанное трение,граничное трение или сухое трение, причемпоследнее (происходящее при отсутствиисмазывающей пленки) вызывает немед-ленное разрушение поверхностей. Срокслужбы зависит от рабочих условий, такихкак состав и температура рабочей жидкости.

Сальниковые уплотненияВ качестве материалов для сальниковиспользуют высококачественную пряжуиз синтетических волокон, например Kevlar®или Twaron®, PTFE, пряжу из пористого гра-фита, пряжу из синтетических минеральныхволокон, а также натуральные волокна, такиекак пенька, вата или рами. Материал длясальников выпускается в виде нитей илиспрессованных мотков, в сухом виде илисо специальной пропиткой в зависимостиот назначения. Если материал приобретаетсяв виде нитей, сначала необходимо сформи-ровать кольцо и придать ему форму. Затем,кольцо сальника оборачивается вокруг валанасоса и подтягивается с помощью обжимнойвтулки.

Уплотнение валаКак Вы уже поняли из предыдущего раздела,вал может быть герметизирован (в стандарт-ной комплектации или в качестве опции,в случае с консольными насосами) от атмо-сферы с помощью СТУ или сальниковымуплотнением. Ниже приводится описаниеэтих двух типов уплотнений.



СТУ насоса с сухим ротором

Примечание:СТУ подвержены износу.Работа насоса "на сухую"не допустима и можетпривести к разрушению СТУ.

Неподвижноекольцо

Вращающеесякольцо

Резиновыйсильфон

Пружина



Центробежные насосывысокого давления

Эти насосы обычно являютсямногоступенчатыми.

Интенсивность подачи насоса зависит отразмера рабочего колеса и других факторов.Напор в центробежных насосах высокогодавления достигается применением несколь-ких рабочих колес, установленных последо-вательно. Кинетическая энергия преобразу-ется в давление частично в рабочем,а частично в выпрямляющем аппарате.

Благодаря возможности варьированиячислом ступеней центробежные насосывысокого давления развивают более высокоедавление по сравнению с низконапорнымиодноступенчатыми центробежными насосами.

Некоторые насосы имеют до 20 ступеней.Таким образом, они могут обеспечиватьнапор до 250 м. Почти все центробежныенасосы высокого давления, которые мыописали, принадлежат к семейству насосовс сухим ротором. Тем не менее, в последнеевремя производители с успехом оснащаютих моторами с мокрым ротором.

Разрез центробежного насоса высокогодавления

Характеристики центробежного насосавысокого давления

Типы монтажаДопустимые способы монтажа• In-line насосы предназначены для горизон-

тальной и вертикальной установки непо-средственно на трубопроводе.

• Для демонтажа мотора, элементов насосанеобходимо оставить достаточное прост-ранство.

• При подсоединении трубопроводовна насос не должны передаваться напря-жения и вес трубопроводов, а насос следуетустановить на опоры (если они есть).

Недопустимые способы монтажа• Монтаж, при котором мотор и клеммная

коробка направлены вниз, не допускается. • Если мощность мотора превышает опреде-

ленный уровень, перед монтажом насосав горизонтальном положении следуетпроконсультироваться с производителем.

Особые указания для блочных насосов• Блочные насосы должны устанавливаться

на соответствующие фундаменты иликронштейны.

• Установка блочного насоса, при котороймотор и клеммная коробка направленывниз, не допускается. Все другие способымонтажа считаются допустимыми.

Подробную информацию о способах уста-новки см. в инструкции по монтажу и экс-плуатации.

Рабочие колеса

Центробежный насосвысокого давления с мото-ром с мокрым ротором


Повышение давления насосом называетсянапором.

Определение понятия напораПод напором насоса (H) понимается удельнаямеханическая работа, передаваемая насосомперекачиваемой жидкости.

E = механическая энергия [Н•м]G = вес перекачиваемой жидкости [Н]

При этом напор, создаваемый насосом,и расход перекачиваемой жидкости (подача)зависят друг от друга. Эта зависимость отоб-ражается графически в виде характеристикинасоса.

Вертикальная ось (ось ординат) отражаетнапор насоса (H), выраженный в метрах [м].Возможны также другие масштабы шкалынапора. При этом действительны следующиесоотношения:

10 м в.ст. = 1 бар = 100 000 Па = 100 кПа

На горизонтальной оси (ось абсцисс) нанесенашкала подачи насоса (Q), выраженной в ку-бометрах в час [м3/ч]. Возможны также другиемасштабы шкалы подачи, например [л/с].

Форма характеристики показывает следу-ющие виды зависимости: энергия электро-привода (с учетом общего КПД) преобразу-ется в насосе в такие формы гидравлическойэнергии, как давление и скорость. Если насосработает при закрытом клапане, он создаетмаксимальное давление. В этом случае гово-рят о напоре насоса H0 при нулевой подаче.Когда клапан начинает медленно откры-ваться, перекачиваемая среда приходитв движение. За счет этого часть энергиипривода преобразуется в кинетическуюэнергию жидкости. Поддержание первона-чального давления становится невозможным.Характеристика насоса приобретает формупадающей кривой. Теоретически характери-стика насоса пересекается с осью подачи.Тогда вода обладает только кинетическойэнергией, то есть давление уже не создается.Однако, так как в системе трубопроводоввсегда имеет место внутреннее сопротивле-ние, в реальности характеристики насосовобрываются до того, как будет достигнутаось подачи.

Характеристики Характеристики насосов

Форма характеристик насосаНа следующем рисунке показана различнаякрутизна характеристик насоса, котораяможет зависеть, в частности, от частотывращения мотора.

Различное изменениеподачи и давления

Различная крутизнапри идентичном корпусеи рабочем колесе насосов(например, в зависимостиот частоты вращениямотора)

При этом крутизна характеристикии смещение рабочей точки влияет такжена изменение подачи и напора:• пологая кривая

– большее изменение подачипри незначительном изменении напора

• крутая кривая– большое изменение подачи

при значительном изменении напора

Характеристики насосов

Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И


Трение, имеющее место в трубопроводнойсети, ведет к потере давления перекачива-емой жидкости по всей длине. Кроме этого,потеря давления зависит от температуры ивязкости перекачиваемой жидкости, скоро-сти потока, свойств арматуры и агрегатов,а также сопротивления, обусловленногодиаметром, длиной и шероховатостьюстенок труб. Потеря давления отображаетсяна графике в виде характеристики системы.Для этого используется тот же график, чтои для характеристики насоса.

Характеристика системы

Форма характеристики показывает следу-ющие зависимости:

Причиной гидравлического сопротивления,имеющего место в трубопроводной сети,является трение воды о стенки труб, трениечастиц воды друг о друга, а также изменениенаправления потока в фасонных деталяхарматуры. При изменении подачи, например,при открывании и закрывании термостати-ческих вентилей, изменяется также скоростьпотока и, тем самым, сопротивление. Так каксечение труб можно рассматривать как пло-щадь живого сечения потока, сопротивлениеизменяется квадратично. Поэтому графикбудет иметь форму параболы.

Эту связь можно представить в виде следу-ющего уравнения:

ВыводыЕсли подача в трубопроводной сетиуменьшается в два раза, то напор падаетна три четверти. Если, напротив, подачаувеличивается в два раза, то напор повыша-ется в четыре раза.

В качестве примера можно взять истечениеводы из отдельного водопроводного крана.При начальном давлении 2 бара, что соответ-ствует напору насоса прим. 20 м, водавытекает из крана DN 1/2 с расходом 2 м3/ч.Чтобы увеличить подачу в два раза, необ-ходимо повысить начальное давление навходе с 2 до 8 бар.

Характеристика системы

Зависимость расхода при различномначальном давлении на входе


Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И

Изменяющаяся рабочая точка

Рабочая точка

Точка, в которой пересекаются характерис-тики насоса и системы, является рабочейточкой системы и насоса.

Это означает, что в этой точке имеет месторавновесие между полезной мощностьюнасоса и мощностью, потребляемой трубо-проводной сетью. Напор насоса всегда равенсопротивлению системы. От этого зависиттакже подача, которая может быть обеспе-чена насосом.

При этом следует иметь в виду, что подачане должна быть ниже определенного мини-мального значения. В противном случае этоможет вызвать слишком сильное повышениетемпературы в насосной камере и, как след-ствие, повреждение насоса. Во избежаниеэтого следует неукоснительно соблюдатьинструкции производителя. Рабочая точказа пределами характеристики насоса можетвызвать повреждение мотора.

По мере изменения подачи в процессе работынасоса также постоянно смещается рабочаяточка. Найти оптимальную расчетную рабо-чую точку в соответствии с максимальнымиэксплуатационными требованиями входитв задачи проектировщика. Такими требова-ниями являются: для циркуляционных насо-сов систем отопления — потребление теплазданием, для установок повышения напора —пиковый расход для всех мест водоразбора.

Все остальные рабочие точки находятсяслева от данной расчетной рабочей точки.

На следующих двух рисунках показановлияние изменения гидродинамическогосопротивления на смещение рабочей точки.

Смещение рабочей точки по направлениювлево от расчетного положения неизбежновызывает увеличение напора насоса.В результате этого возникает шум в клапанах.

Регулирование напора и подачи в соответ-ствии с потребностью может производитьсяприменением насосов с частотным преобра-зователем. При этом существенно сокраща-ются эксплуатационные расходы.


Сезонные изменениятемпературы

На рисунке справа показана область, заштри-хованная вертикальными линиями, котораясовершенно четко показывает, как в зави-симости от сезонных колебаний температурынаружного воздуха изменяется потребностьв тепловой энергии.

В те времена, когда все самые распростра-ненные виды топлива (дрова, уголь и дажемасло на заре развития систем отопления)стоили очень дешево, а также когда ото-пление субсидировалось государством(в бывшей ГДР), было все равно, сколькотратить на отопление. В крайнем случаеможно было просто открыть окно. Такойспособ регулирования температуры в поме-щении можно в шутку назвать "двухпозици-онным регулированием": "окно открыто/окнозакрыто".

Первый нефтяной кризис, произошедшийв 1973 г., показал необходимость экономногоиспользования энергоресурсов.

С тех пор особое значение приобрел вопросхорошей теплоизоляции зданий. Появлялисьновые технологии в строительстве, посто-янно изменялись законодательные требова-ния. Разумеется, параллельно с этим совер-шенствовалась и отопительная техника.Сначала широкое распространение получилитермостатические вентили, позволяющиеиндивидуально регулировать температурув помещении.

Заштрихованная областьграфика обозначает зону,которая показываетпотребность в тепловойэнергии в зависимостиот сезонных колебанийтемпературы.

См. главу "Рабочая точка"на с. 33.

Однако на практике это означало ограничениеподачи горячей воды, что вызывало повыше-ние давления в насосах с фиксированнойчастотой вращения (вдоль характеристикинасоса) и, как следствие, возникновениешумов в клапанах. Тогда были изобретеныперепускные клапаны, предназначенныедля сброса избыточного давления.

Регулирование параметров насоса взависимости от отопительной нагрузкиВ нашем климатическом поясе наблюдаются значительные колебаниятемпературы наружного воздуха. Летом столбик термометра поднимаетсядо температуры плюс 20 °C – 30 °C, а зимой падает до минус 15 °C – 30 °C и дажениже. Однако такие колебания совершенно неприемлемы для температурывоздуха в жилых помещениях. Сначала был огонь, которым обогревали пещеры.Позднее были изобретены системы отопления, описанные в первой частинастоящей брошюры.

Температура наружного воздуха в зависимости от времени года

Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е П А Р А М Е Т Р О В Н А С О С А В З А В И С И М О С Т И О Т О Т О П И Т Е Л Ь Н О Й Н А Г Р У З К И


Насос с мокрым роторомWilo-TOP-S спереключаемымиступенями частотывращения

Переключение частотывращения насоса

Чтобы частоту вращения моторов можнобыло изменять, в их конструкции использова-лись многосекционные обмотки. Если черезтрубопроводы системы отопления проходитнебольшое количество воды, то сопротивле-ние внутри труб низкое, поэтому насос можетработать в режиме минимальной частотывращения. Одновременно значительноуменьшается потребление электрическоймощности.

Между тем было разработано большое коли-чество приборов управления, предназначен-ных для плавного бесступенчатого регулиро-вания циркуляционными насосами системотопления. Эти приборы управленияизменяют частоту вращения автоматическив зависимости от следующих параметров:• времени,• температуры воды,• перепада давления,• других факторов, влияющих на работу

системы.

Характеристики WIlo-TOP-S

Бесступенчатое регулированиечастоты вращенияВозможность бесступенчатого регулированиячастоты вращения насосов с сухим ротором,оснащенных моторами большой мощности,в зависимости от отопительной нагрузкипоявилась еще в первой половине 80-х годов.Для этой цели использовались электронныепреобразователи частоты.

Для понимания этой технологии можновспомнить о том, что в обычной электросетипеременный ток имеет частоту 50 Гц. С пропорциональной частотой вращаетсяротор в моторе насоса.

С помощью электронных приборов можноповышать или понижать частоту переменноготока, т. е. непрерывно регулировать частоту,например, между 100 Гц и 0 Гц.

Однако, в связи с конструктивными особен-ностями моторов, частота тока в системахотопления не может быть менее 20 Гц или40 % от максимальной частоты вращения.Так как максимальная теплопроизводитель-ность рассчитывается для самых холодныхдней, необходимость эксплуатации моторовс максимальной частотой вращения можетвозникнуть только в исключительныхслучаях.

Производители насосов предлагают насосыс мокрым ротором с ручным регулированиемчастоты вращения. Как уже было сказанов предыдущих разделах, по мере уменьшениячастоты вращения уменьшается и объемныйрасход (подача) — в зависимости от пропуск-ной способности термостатических и регули-рующих клапанов. Благодаря таким свойствамциркуляционный насос можно переключитьна меньшую частоту вращения, когда нужноуменьшить температуру в помещении,и наоборот.


20 лет назад приходилось использоватьогромные трансформаторные блоки, сейчаспреобразователи частоты настолько малы,что легко могут поместиться в клеммныхкоробках непосредственно на корпусенасоса, например, как у насоса Wilo-Stratos.

Встроенная система бесступенчатого регули-рования частоты вращения гарантируетподдержание установленного напорана постоянном уровне независимо от того,какой должна быть подача, определяемаяпогодными условиями и особенностямиэксплуатации.

В 2001 г. был сделан еще один шаг впередв плане развития насосов с мокрым ротором.Преимущество последнего поколения этихнасосов, называемых также высокоэффек-тивными насосами, состоит в существеннойэкономии электроэнергии благодаря новей-шей технологии ECM (мотор с электроннойсистемой связи, или мотор с постоянныммагнитом) в сочетании с высоким КПД.

Поле характеристик насоса Wilo-Stratos

Бесступенчатое регулиро-вание частоты вращения увысокоэффективныхнасосов Wilo-Stratos

См. главу "Насосы с мокрымротором" на с. 25.

Способы регулирования

Представленные на сегодняшний деньна рынке насосы с электронным управлениемпозволяют выбирать различные способырегулирования и рабочие режимы с помощьюэлектронного блока управления.


При этом следует провести различие междуспособами регулирования, при которых насосрегулируется автоматически, и рабочимирежимами, при которых насос не регулиру-ется автоматически, а настраивается наопределенную рабочую точку с помощьюкоманд.

Ниже дан обзор наиболее часто используе-мых способов регулирования и рабочихрежимов насоса. Благодаря дополнительнымприборам управления и регулированияможно обрабатывать и передавать такжецелый ряд другой информации.



Переменный перепаддавления: �p-v

Переменный/постоянныйперепад давления �p-cv

Возможные способы регулирования:

�p-c — Постоянный перепад давленияЭлектроника поддерживает создаваемыйнасосом перепад давления в пределах допу-стимого диапазона на уровне установленногозаданного значения перепада давления HS додостижения максимальной характеристики.

�p-v — Переменный перепад давленияЭлектроника выполняет заданное изменениеперепада давления, которое должно поддер-живаться насосом, например, линейно в диа-пазоне от HS до 1/2 HS. Заданное значениеперепада давления (H) уменьшается илиувеличивается в зависимости от подачи (Q).

�p-cv — Переменный/постоянный перепаддавленияПри этом способе регулирования электро-ника поддерживает создаваемый насосомперепад давления на уровне установленногозначения перепада давления до достиженияопределенной подачи (HS 100 %). При даль-нейшем снижении подачи электроникалинейно изменяет перепад давления, кото-рый должен поддерживаться насосом,в диапазоне от HS 100 % до HS 75 %.

�p-T — Регулирование перепада давленияот температурыПри этом способе регулирования электро-ника изменяет заданное значение перепададавления, которое должно поддерживатьсянасосом, в зависимости от измереннойтемпературы среды.

Для этого способа регулирования возможныдва варианта настроек:• регулирование в положительном направ-

лении.По мере повышения температуры перекачи-ваемой среды заданное значение перепададавления линейно увеличивается в диапа-зоне от Hмин до Hмакс. Этот вариант приме-няется, например, в стандартных котлахс постоянно изменяющейся температуройв прямом трубопроводе.

• регулирование в отрицательном направ-лении.По мере повышения температуры перекачи-ваемой среды заданное значение перепададавления линейно уменьшается в диапа-зоне от Hмакс до Hмин. Этот вариант приме-няется, например, в котлах, использующихтеплоту сгорания, в которых должна под-держиваться определенная минимальнаятемпература на выходе с целью достижениямаксимально высокого коэффициентаиспользования теплоносителя. Для этогонасос должен быть обязательно установленна обратном трубопроводе системы.

Способы регулирования

Регулирование перепададавления от температуры:�p-T

Постоянный перепаддавления: �p-c



Рабочий режим "Ручноеуправление"

Рабочий режим "DDC –Прямое цифровоеуправление"

Рабочий режим"Автоматическоеуменьшение частотывращения (автопилот)"

Возможные рабочие режимы:

Автоматическое уменьшение частотывращения (автопилот)Новые насосы с мокрым ротором и электрон-ной системой управления оснащены функци-ей автоматического уменьшения частотывращения (автопилот). При снижении темпе-ратуры в прямом трубопроводе насосавтоматически уменьшает частоту вращения(режим низкой нагрузки). Такой способрегулирования обеспечивает снижениеэнергопотребления насоса до минимальногоуровня и в большинстве случаев являетсяоптимальным.

Использование функции уменьшениячастоты вращения (автопилот) возможнотолько после гидравлической балансировкисистемы. В противном случае в морознуюпогоду части системы, находящиеся в зоненедостаточного снабжения, могут замерзнуть.

Ручное регулированиеЭтот рабочий режим предусмотрен в насосахс электронной системой управления опреде-ленной мощности. Частота вращения насосаустанавливается на постоянном уровнев диапазоне между nмин и nмакс с помощьюэлектронного модуля насоса. При выборережима "Ручное регулирование" функциярегулирования перепада давления на элек-тронном модуле деактивизируется.

DDC (Прямое цифровое управление) и соеди-нение с АСУ (Автоматизированной системойуправления здания)В этих рабочих режимах заданное значениепередается на электронный модуль насосачерез соответствующую систему АСУ здания.Заданное значение рассчитывается в даннойсистеме путем сравнения заданного и факти-ческого значений и передается в видеаналогового сигнала 0 – 10 В/0 - 20 мА или2 – 10 В/4 – 20 мА либо цифрового сигнала(интерфейс PLR или LON насоса).

Характеристики для рабочих режимов


Примерный расчет параметров насосадля стандартных систем отопленияОбъем воды, перекачиваемый насосом системы отопления, зависитот потребления тепла зданием. Напротив, напор определяется гидравлическимсопротивлением, имеющим место в трубопроводах. При монтаже новойсистемы отопления эти параметры легко можно рассчитать с помощью компьютерных программ, которые сегодня находятся на очень высоком уровне.Однако при проведении ремонта уже имеющихся систем отопления такиерасчеты обычно затруднены. Для получения необходимых данных о подаченасоса можно прибегнуть к различным примерным схемам расчета.

В случае монтажа в системе отоплениянового циркуляционного насоса подачаопределяется по следующей формуле:

QPU = подача насоса в расчетной точкев [м3/ч]

QN = потребление тепла на отапливаемойплощади в [кВт]

1,163 = удельн. тепловая емкость [Вт*ч/кг*К] �� = расчетная разность температур

в прямом и обратном трубопроводахсистемы отопления в [K], при этом заоснову можно принять 10 – 20 К длястандартных систем.

Подача насоса

Чтобы обеспечить доставку перекачиваемойжидкости в любую точку системы отопления,насос должен преодолеть сумму всех гид-равлических сопротивлений. Так как обычноопределить схему прокладки и условныйпроход трубопроводов довольно трудно, дляпримерного расчета напора можно исполь-зовать следующую формулу:

R = потери на трение в трубах [Па/м]При этом можно принять за основузначение 50 Па/м – 150 Па/м длястандартных систем (в зависимостиот года постройки дома, в старыхдомах в связи с использованием труббольшего диаметра потери давленияменьше (50 Па/м)).

L = длина [м] прямого и обратноготрубопроводов или: (длина дома +ширина дома + высота дома) x 2

ZF = коэффициент для фасонных деталей/арматуры ≈ 1,3Термостатического вентиля ≈ 1,7При наличии всех этих конструктив-ных элементов можно использоватькоэффициент 2,2.Фасонные детали/арматура ≈ 1,3Термостатический клапан ≈ 1,7Смеситель/гравитационный тормоз ≈ 1,2При наличии всех этих конструктив-ных элементов можно использоватькоэффициент 2,6.

10 000 = коэффициент пересчета (м) и (Па)

Напор насоса

П Р И М Е Р Н Ы Й Р А С Ч Е Т П А Р А М Е Т Р О В Н А С О С А


Тепловой генератор, установленный в много-квартирном доме старой постройки, имеет,согласно расчетам или документации,мощность 50 кВт.

Для перепада температур �� = 20 K(�прям. = 90 °C /�обр. = 70 °C) получаетсяследующее:

При необходимости отопления аналогичногоздания при меньшем перепаде температур(например, 10 K) циркуляционный насосдолжен обеспечить перекачивание двойногообъемного расхода, то есть 4,3 м3/ч с тем,чтобы тепловая энергия, производимаятеплогенератором, могла доставлятьсяк потребителям тепла в необходимомколичестве.

Потери давления из-за трения в трубопро-воде составляют в нашем примере 50 Па/м,общая длина прямого и обратного трубопро-водов — 150 м, коэффициент — 2,2, так каксмеситель и гравитационный тормоз отсутст-вуют. В результате получаем напор (H):

Рабочая точка в поле характеристик насоса при переменномобъемном расходе

Характеристики насоса Wilo-EasyStar

• Область I (левая треть)Если рабочая точка лежитв этой области, следуетвыбрать меньший насос.

• Область II (средняя треть)Насос работаетв оптимальном рабочемдиапазоне до 98 % отобщего рабочего времени.

• Область III (правая треть)Регулируемый насосработает в неблагоприят-ном диапазоне то есть 2 %от общего рабочеговремени.

Из главы "Конструкции центробежных насо-сов" нам уже известно о зависимости кривойКПД от подачи насоса. Если кривая КПДучитывается при выборе насоса, становитсяочевидно, что средняя треть характеристикипредставляет собой наиболее благоприятныйрасчетный диапазон с энергетической точкизрения. У систем с переменным объемнымрасходом расчетная точка должна лежатьв правой трети, так как рабочая точка цирку-ляционного насоса для систем отопленияперемещается в среднюю треть и остаетсятам до 98 % от общего рабочего времени.

По мере увеличения сопротивления, напри-мер, при закрывании термостатическихвентилей, характеристика системыстановится более крутой.

В результате расчета параметров напора (H)и подачи (Q) в соответствии с каталогом дляпримерных расчетов получается следующее:

Пример

1,65

2,15

Рабочая точкапереходитв область II(средняя треть)



Рабочий график радиатора отопленияДопустим, сведения о характеристикахтрубопроводной сети отсутствуют. В этомслучае определить потребность зданияв тепле можно только путем примерныхрасчетов. Однако при этом возникает вопросо возможных последствиях. На рисункесправа представлена типичная характери-стика теплопроизводительности длякомнатного радиатора отопления.

На этом графике видны следующие зависи-мости: при уменьшении подачи (Q) на 10 %теплопроизводительность радиатора снижа-ется всего на 2 %. То же самое происходитпри увеличении подачи (Q) на 10 %. В этомслучае отдача тепловой энергии радиаторомтакже увеличивается всего на 2 %. Даже приудвоении подачи теплопроизводительностьповышается всего на каких-то 12 %!

Пример рабочего графикарадиатора отопления90/70 °C, температурав помещении 20 °C

Т.е. абсолютно неверным решением будетиспользовать насос большей мощности,чем это необходимо, так сказать,для увеличения "запаса прочности".

Даже использование существенно меньшегопо мощности насоса имело бы сравнительноменьшие последствия: при подаче 50 % ради-атор отопления может отдавать в помещениеприм. 83 % тепловой энергии.

Благодаря программам подбора насосногооборудования, например, Wilo-Select можнополучить полную и эффективную помощьпри выборе насоса. Эти программы содержатвсю необходимую информацию для решенияцелого ряда задач — от простых расчетовдо проектирования систем с использованиемнасосов и разработки соответствующейдокументации.

Программа Wilo-Select Classic предназначенадля планирования с использованием насос-ной техники (насосы, системы с использова-нием насосов и т. д.). С ее помощью можнорешать следующие задачи, возникающиев процессе практической работы:

• выполнение расчетов• проектирование• поиск продукции• подбор насосов• составление документации• определение затрат на электроэнергию

и амортизацию• определение затрат за весь срок службы• экспорт данных в Acrobat PDF, DXF, GAEB,

Datanorm, VDMA, VDI, CEF• автоматическое обновление через Интернет

Программа подбора насосного оборудования

Результаты примерных расчетов параметров насоса



Обязательным условиемэффективной работынасоса являетсягидравлическаябалансировка.

Схематическое представление системы отопления с гидравлической балансировкой



Современные циркуляционные насосыс электронным регулированием частотывращения предлагают очень простой способустановления требуемого напора в мало-известной системе:

• Необходимым условием является тщатель-ная балансировка ветвей трубопроводаи удаление воздуха из системы. Все регули-рующие вентили должны быть открыты.

• Напор устанавливается с помощью специ-ального регулятора со шкалой илибез (в зависимости от производителя),расположенного на электронном блокенасоса. При установке напора рекоменду-ется начинать с самых низких значений.Кроме этого, у самого дальнего во всейсистеме отопления радиатора следуетпоставить помощника с радиотелефоном.

• После первого сообщения о том, что горячаявода не достигает этой дальней точки,можно начать постепенно увеличиватьнапор на регуляторе. При этом следуетпринимать во внимание инерционностьсистемы отопления.

• Как только горячая вода начнет поступатьв самый дальний радиатор, процесс регули-рования напора завершен.

Чтобы обеспечить оптимальное распределе-ние тепла при максимально низком уровнешума, необходимо выполнить гидравличес-кую балансировку.

Кроме этого, гидравлическая балансировкаможет предотвратить избыточное илинедостаточное снабжение потребителей.

Номинальная подача, предусмотренная дляснабжения отдельных ветвей, реализуетсяза счет насоса, встроенного в трубопровод-ную сеть. Однако потребителям (напримеррадиаторам отопления) требуется толькочасть этой мощности, которая зависитот размеров и мощности самого потребителя,а также положения термостатическихи регулирующих вентилей.

Чтобы обеспечить каждого отдельного потре-бителя необходимой подачей, можно исполь-зовать регуляторы перепада давления,регулирующие вентили ветвей, термостати-ческие и регулирующие вентили с предвари-тельно заданным положением или регулиру-емые резьбовые муфты обратноготрубопровода.

Регулирование циркуляционных насосовс электронным управлением

См. главу "Практическийпример" на с. 42

На вентилях и регуляторах можно выставитьсоответствующие положения для потреби-телей в соответствии с указаниями произво-дителя (расчетный перепад давления от 40до 140 мбар). Кроме этого, следует преду-смотреть защиту потребителей от слишкомвысокого напора насоса. Например, макси-мальный напор насоса перед термостатичес-кими вентилями не должен превышать 2 м.В случае превышения этого значения в связис особенностями системы следует установитьна восходящих ветвях регуляторы перепададавления, которые будут поддерживатьнапор в пределах допустимого.

Гидравлические системы от "А" до "Я"



Во всех ранее рассмотренных вариантах речьшла о системе с одним центробежным насо-сом. Однако на практике часто возникаютситуации, в которых один одинарный насоспросто не может удовлетворить всемпредъявляемым к нему требованиям.

В таких случаях используют два и болеенасосов. В зависимости от назначения насосымонтируются по последовательной илипараллельной схеме.

Однако, прежде чем перейти к обсуждениюотдельных функций, следует указать на однупринципиальную, хотя и часто встречающу-юся ошибку. Так, абсолютно неверно утверж-дение, что, как правило, два одинаковыхнасоса, работающие по последовательнойсхеме, обеспечивают двойной напор, а дваодинаковых насоса, работающих по парал-лельной схеме, — двойную подачу.

Хотя теоретически это возможно, однакопрактически едва ли выполнимо в связис особенностями конструкции и функцио-нирования систем.

Последовательное включение насосовПри монтаже двух насосов по последова-тельной схеме (друг за другом) суммируютсянапоры при одинаковой подаче. При этомнапор при нулевой подаче от двух насосоводинаковой мощности удваивается.

Если взять другую крайнюю точку, то естьточку, при которой подача осуществляетсябезнапорно, то в ней два насоса не могутобеспечить большую подачу, чем один насос.

Системы с несколькими насосами

Последовательноевключение двух насосов,установленных в одномкорпусе и имеющих одина-ковую мощность – значениянапора суммируютсяпри одинаковой подаче

Характеристики насосов припоследовательном включении

Пример системы с несколькиминагревательными контурами

В связи с особенностями регулированияв больших системах отопления часто исполь-зуются несколько нагревательных контуров.Иногда устанавливаются даже несколькокотлов.

Насосы для системы подогрева воды (WWB)и нагревательных контуров HС 1 и HС 2 рабо-тают независимо друг от друга. Циркуляци-онные насосы предназначены только дляпреодоления возникающих в системе со-противлений. Каждый из этих трех насосовподследовательно подключен к циркуляци-онному насосу котла (KP). В задачи послед-него входит преодоление сопротивления,возникающего уже в контуре котла.

Все предшествующие теоретические рассуж-дения основаны на том, что насосы имеютодинаковую мощность. Однако, как это видноиз представленной схемы, насосы могутиметь различные мощности.

Такой вариант монтажа может быть чрезвы-чайно опасен в случае, если мощностьотдельных насосов не была принята в рас-смотрение. При создании циркуляционнымнасосом котла слишком высокого напораодин или все распределительные насосыполучают огромное давление на всасыва-ющем патрубке. В этом случае они начинаютработать уже не как насосы, а как турбины(по принципу генератора). В результате этогов течение короткого времени возникаютразличные функциональные нарушенияи повреждения насосов. (Проблема гид-равлической развязки в рамках данногообсуждения не рассматривается.)


П Р И М Е Р Н Ы Й Р А С ч Е Т П А Р А М Е Т Р О В Н А С О С А

Параллельное включение насосовПри монтаже двух насосов по параллельнойсхеме (параллельно друг другу) суммируютсяподачи при одинаковом напоре. При этоммаксимальная подача от двух насосов одина-ковой мощности удваивается.

Ранее уже указывалось на то, что эта точкахарактеристики насоса является теорети-ческим предельным значением.

Если взять другую крайнюю точку, то естьточку, при которой подача равна нулю, тов ней два параллельно работающих насосане могут обеспечить больший напор, чемодин насос.

Параллельное включениедвух насосов одинаковоймощности —значениеподачи суммируетсяпри одинаковом напоре

Характеристики насосов при параллельномвключении

Характеристика насоса Wilo-Stratos D

См. главу "Последствияпримерных расчетовпараметров насоса" на с. 43

В работе оба насоса

Когда потребление тепловой энергии дости-гает максимума, насосы I и II начинают рабо-тать по параллельной схеме. Необходимыедля этого приборы управления встроеныв съемные модули или электронный блокс соответствующими приспособлениями.

Каждый из двух объединенных в сдвоенныйнасос одинарных насосов имеет несколькоступеней переключения, что дает широкийспектр регулирования параметров насосовв зависимости от отопительной нагрузки.

Это отражает следующая характеристика.Пунктирной линией обозначена характерис-тика одного из двух насосов, работающегов индивидуальном режиме, а жирной чернойлинией — общая характеристика насосов,работающих в режиме основной/пиковый.

При отказе одного из насосов подача, темне менее, продолжает поддерживаться науровне более 50 %. В соответствии с рабочимграфиком радиатора отопления это означаетвсе те же 83 % тепловой энергии, которыеможет отдавать радиатор.

Параллельное включениедвух насосов одинаковоймощности

Режим: основной/резервный насосыНазначение систем отопления заключаетсяв том, чтобы обогреть жилые помещенияв холодное время года. В связи с этимрекомендуется предусмотреть в каждомнагревательном контуре по одному резерв-ному насосу на случай отказа основногонасоса. В первую очередь это относитсяк многоквартирным домам, больницами другим общественным учреждениям.

С другой стороны, использование второгонасоса влечет за собой — помимо необходи-мой дополнительной арматуры и приборовуправления — довольно существенныерасходы на сам монтаж. В качестве компро-мисса производители насосов предлагаютсдвоенные насосы, у которых два рабочихколеса с приводными моторами объединеныв одном корпусе.

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

Как уже указывалось в начале данногораздела, в случае отказа одного из двухнасосов система автоматически переклю-чается на работоспособный насос.



Режим основной/пиковый насосыВ системах, для которых характерна большаяподача, например, в больницах с 20 зданиямии одной котельной, часто используютсянесколько одинарных насосов для частичнойнагрузки.

В следующем примере мощные насосыс мокрым ротором и встроенным электрон-ным блоком управления установлены парал-лельно друг другу. В зависимости от потреб-ностей такая система для пиковых нагрузокможет состоять из двух и более насосоводинаковой мощности.

Работающая в сочетании с датчиком сигналовсистема управления поддерживает перепаддавления насоса на постоянном уровне (�p-c).

При этом совершенно неважно, какие объемыперекачиваемой жидкости проходят черезтермостатические вентили на радиаторахотопления и какие из четырех насосов рабо-тают в данный момент времени.

Если в такого рода системе выполняетсягидравлическая балансировка, эти схемыиспользуются также для анализа снабжениясамой дальней точки с целью его надлежа-щего обеспечения. При этом датчик сигналовустанавливается в самой плохо снабжаемойточке системы. Сигналы управления, генери-руемые датчиком сигналов (о чем говоритсамо название датчика), передаются на блокуправления, который корректирует их в зави-симости от инерционности и других характе-ристик системы. После этого блок управле-ния соответствующим образом активизируетподключенные насосы, например, черезвстроенную электронную схему.

В работе насос I или насос II



Чтобы достичь максимальной равномерностив распределении рабочего времени междувсеми циркуляционными насосами, функциюрегулируемого основного насоса каждый деньпоочередно выполняют различные насосы.

Одного взгляда на самый нижний графикдостаточно, чтобы понять, какой большойэкономии электроэнергии можно добитьсяв зависимости от типа насоса, в том числеза счет потребляемой мощности.

Для больших систем низкие эксплуатацион-ные расходы в течение многих лет гораздоважнее, чем небольшие инвестиционные за-траты. Четыре небольших насоса со встроен-ной электроникой и система управления могутстоить больше, чем один большой насос безсистемы управления. Однако, если взять,например, период эксплуатации длиной вдесять лет, то затраты на систему управленияи насосы со встроенной электроникой с лих-вой окупятся за счет сэкономленной электро-энергии. В качестве дополнительного преи-мущества можно назвать оптимизациюработы всей системы в сочетании с низкимуровнем шума и высокой экономичностьюблагодаря улучшенному снабжению потреби-телей. А это может означать даже значитель-ную экономию энергии.

Многонасосная система с бесступенчатым регулированиемВ нашем примере управление всей системойосуществляется следующим образом:Регулирование насоса основной нагрузки, илиосновного насоса PH со встроенным элек-тронным блоком осуществляется бесступен-чато в диапазоне между максимальной(n = 100 %) и минимальной частотой вра-щения (n = 40 %) в зависимости от сигналадатчика перепада давления DDG. В резуль-тате этого подача при частичной нагрузкеплавно изменяется в диапазоне QT1 < = 25 %.Если возникает необходимость в увеличенииподачи (QT > 25 %), подключается насоспиковой нагрузки (также со встроеннымэлектронным блоком PS1) с макс. частотойвращения. Основной насос PH продолжаетбесступенчато регулироваться, что в своюочередь влияет на общую подачу, котораяаналогичным образом регулируется в диапа-зоне между 25 % и 50 % в зависимости отпотребности.

Этот процесс повторяется при подключениинасосов для частичной нагрузки со встроен-ной электроникой PS2 и PS3, каждый разс макс. частотой вращения. Максимальнаяпотребность в тепле всей больницы покрыва-ется тогда, когда все четыре насоса работаютс максимальной мощностью — в этом случаеони обеспечивают подачу при полной нагруз-ке V·

V. Аналогичным образом, при умень-шении потребления тепла насосы дляпиковых нагрузок со встроенной электро-никой PS3 – PS1 снова отключаются.

Обозначения:PH = Основной насосPS = Дополнительный насос

для пиковыхнагрузок 1–3

V·V = Подача при полнойнагрузке

V·T = Подача при частичнойнагрузке

PV = Мощность при полнойнагрузке

PT = Мощность причастичной нагрузке


ЗаключениеНасосная Азбука —содержит большой объем информации —начиная с ранних разработок и самых простых решенийи заканчивая сложными техническими продуктами — и призвана дать общее представление о том, где и как могути должны использоваться насосы.

Она наглядно демонстрирует комплексные связи,возникающие в процессе эксплуатации насосов, и объясняет,как можно оптимизировать эксплуатацию с помощьюсовременных электронных средств управления.

По сравнению со всей системой отопления здания циркуляционный насос является одним из самых маленькихкомпонентов системы с точки зрения размерови первоначальной стоимости. Однако именно он обеспечиваетнадлежащее функционирование всех остальных компонентов.Если провести сравнение, например, с человеческим организмом, то можно однозначно сказать: насос — это сердце системы!


Вопросы по темам:• Водоснабжение• Отведение сточных вод• Отопление

Вопрос 1:• Насосы были известны уже в древние

времена (1)• Насосы были изобретены специально

для систем отопления (2)• Насосы могут использоваться только

для перекачивания воды (3)

Вопрос 2:• Лопастное колесо изобрел Архимед (1)• Центробежный насос изобрели в Китае (2)• Угол наклона архимедова винта

определяет подачу (3)

Вопрос 3:• Первые канализационные коллекторы

были построены в 1856 г. (1)• Cloaca Maxima существовала в Древнем

Риме (2)• Все стоки должны быть оснащены

установками водоотведения (3)

Вопрос 4:• Центральное отопление было известно

уже древним германцам (1)• Первые системы напольного отопления

построили древние римляне (2)• В 17 веке дома отапливались

с помощью паровых машин (3)

Вопрос 5:• В конвективных системах отопления

используются тяжелые, мощные насосы (1)• Рабочая температура систем парового

отопления составляет от 90 °C до 100 °C (2)• Низкотемпературные системы отопления

появились только благодаряциркуляционным насосам (3)

Вопрос 6:Для чего использовались насосы уже сотнилет назад?• для подачи воды (1)• для систем парового отопления (2)• для конвективных систем отопления (3)

Вопрос 7:Запатентованный в 1929 г. циркуляционныйускоритель был:• усовершенствованным вариантом широко

используемого насоса для системотопления (1)

• первым насосом, встраиваемым в трубопровод системы отопления (2)

Вопрос 8:С какой частью человеческого тела можносравнить циркуляционные насосы для системотопления?• с руками (1)• с сердцем (2)• с головой (3)

Вопрос 9:Укажите преимущества циркуляционныхнасосов• низкие расходы на монтаж (1)• уменьшение эксплуатационных расходов (2)• гибкая система управления (3)• верны все предыдущие высказывания (4)

Проверьте ваши знанияВы можете проверить свои знания, полученные благодаря"Насосной азбуке", с помощью следующего теста.

История насосной техники

Ответы:Вопрос 1:№ 1Вопрос 2:№ 3Вопрос 3:№ 2Вопрос 4:№ 2Вопрос 5:№ 3Вопрос 6:№ 1Вопрос 7:№ 2Вопрос 8:№ 2Вопрос 9:№ 4

Вопрос 6:От чего зависит количество тепла перено-симого жидкостью в системах отопления?• от теплоемкости (1)• от массы перемещающейся воды (2)• от разности температур в прямом

и обратном трубопроводах (3)• от всех трех вышеназванных факторов (4)

Вопрос 7:При каких условиях конвективные системыотопления работают лучше? • при низком сопротивлении

в трубопроводах (1)• при высоком сопротивлении

в трубопроводах (2)

Вопрос 8:Какую функцию выполняетпредохранительный клапан?• служит для вентиляции и удаления

воздуха из системы (1)• предохраняет от избыточного давления

в системе (2)• совершенно бесполезен

при использовании электронных насосов (3)

Вопрос 1:При каком условии вода начинаетрасширяться?• при нагревании выше 0 °C (1)• при охлаждении ниже 0 °C (2)• при нагревании или охлаждении от + 4 °C (3)

Вопрос 2:Какие из следующих понятий эквивалентныдруг другу?• работа, мощность и КПД (1)• работа, энергия и количество тепла (2)• работа, сила и энергия (3)

Вопрос 3:Что происходит с водой при нагревании?• плотность воды уменьшается (1)• плотность воды увеличивается (2)• плотность остается постоянной (3)

Вопрос 4:Что происходит с температурой водыпри достижении точки кипения?• продолжает повышаться (1)• останавливается на точке кипения (2)• уменьшается (3)

Вопрос 5:Каким образом можно избежать кавитации? • использованием насоса с более низким

кавитационным запасом (1)• понижением статического давления (2)• повышением давления парообразования (3)

П Р О В Е Р Ь Т Е В А Ш И З Н А Н И Я


Вода как средство транспортировки

Вопросы по темам:• Теплоемкость • Увеличение и уменьшение объема• Давление• Кавитация

Ответы:Вопрос 1:№ 3 Вопрос 2:№ 2Вопрос 3:№ 1Вопрос 4:№ 2Вопрос 5:№ 1Вопрос 6:№ 4Вопрос 7:№ 1Вопрос 8:№ 2



Конструкции центробежных насосов

Вопрос 1:Какие из этих высказываний в отношениивысоты всасывания верны?• зависит от давления воздуха (1)• теоретически составляет 10,33 м (2)• влияет на напор (3)• верны все три предыдущих

высказывания (4)

Вопрос 2:Какие из этих высказываний в отношениисамовсасывающих насосов верны?• они способны удалять воздух из

всасывающей линии только приопределенных условиях (1)

• всасывающая линия должна бытьмаксимально короткой (2)

• они должны быть заполнены водойперед вводом в эксплуатацию (3)

• верны все приведенные выше высказывания (4)

Вопрос 3:Какую функцию выполняет вода, находя-щаяся в разделительном стакане насосовс мокрым ротором:• служит для охлаждения и смазывания (1)• поддерживает напор (2)• не несет никакой функции (3)

Вопрос 4:Какие преимущества имеют насосы с мокрымротором?• высокий КПД (1)• высокая температура в нагревательных

контурах (2)• малошумный и исключены утечки (3)

Вопрос 5:Какое монтажное положение рекомендуетсядля насоса с сухим ротором?• с вертикальным расположением вала (1)• с горизонтальным расположением вала (2)• монтажное положение может быть

любым, за исключением положения "мотором вниз". (3)

Вопросы по темам:• Само- и нормальновсасывающие насосы• Насосы с мокрым ротором• Насосы с сухим ротором

Вопрос 6: В каких случаях используются насосы с сухимротором?• при небольшой подаче (1)• при большой подаче (2)• при малом напоре (3)

Вопрос 7:КПД насоса равен:• отношению полезной мощности

к максимальной потребляемой мощности (1)

• отношение потребляемой мощностик полезной мощности (2)

• отношению полезной мощности и потребляемой мощности (3)

Вопрос 8:В какой части характеристики наблюдаетсямаксимальный КПД центробежного насоса?• в левой трети (1)• в средней трети (2)• в правой трети (3)

Вопрос 9:Какое из этих высказываний в отношениискользящих торцевых уплотнений верно?• выполнены из синтетических волокон

или пеньки (1)• представляют собой подшипники (2)• используются в насосах с сухим

ротором (3)




Вопрос 1:Какое из этих высказываний в отношенииэлектрической энергии привода насосаверно? • преобразуется в высокое давление (1)• преобразуется в повышение давления

и скорости (2)• получается в результате преобразования

гидравлической энергии (3)

Вопрос 2:Какие параметры представляются на осяххарактеристик насоса?• вертикальная ось — напор, а горизон-

тальная — подача (1)• вертикальная ось — подача, а горизон-

тальная — напор (2)• вертикальная ось — энергия, а горизон-

тальная — среда (3)

Вопрос 3:Что отражает характеристика системы?• увеличение сопротивления

при увеличении подачи (1)• увеличение подачи при изменении

давления (2)• изменение подачи

при изменении скорости воды (3)

Вопрос 4:Как изменяется сопротивление тренияв трубопроводе?• линейно при изменении подачи (1)• в квадрате при изменении подачи (2)• в кубе при изменении подачи (3)

Вопрос 5:Что следует учитывать при расчете напорациркуляционного насоса системы отопления?• высоту здания (1)• сопротивление трубопроводной сети (2)• оба вышеназванных фактора (3)

Вопрос 6:Что следует учитывать при расчете подачициркуляционного насоса системы отопления?• среднюю температуру наружного

воздуха (1)• требуемую температуру в помещении (2)• требуемое потребление тепла (3)

Вопросы по темам:• Характеристики насосов• Характеристики системы/характеристики

трубопроводной сети• Рабочая точка

Ответы:Вопрос 1:№ 2Вопрос 2:№ 1Вопрос 3:№ 1Вопрос 4:№ 2Вопрос 5:№ 2Вопрос 6:№ 3

Характеристики насосов и систем



Регулирование параметров насоса в зависимости от отопительной нагрузки

Вопросы по темам:• Сезонные изменения температуры• Регулирование частоты вращения насоса• Бесступенчатое регулирование частоты

вращения• Способы регулирования

Вопрос 1:Как изменяется отопительная нагрузказдания?• всегда находится на одинаковом уровне (1)• изменяется в зависимости

от времени года (2)• увеличивается из года в год (3)

Вопрос 2:Как следует регулировать температурупри изменении потребления тепла?• с помощью термостатических вентилей (1)• с помощью окон

("окно открыто/окно закрыто") (2)• путем регулирования давления в системе (3)

Вопрос 3:Для чего требуется изменение частотывращения насоса?• для обеспечения требуемой подачи (1)• для снятия нагрузки с перепускного

клапана (2)• для корректировки неверно

рассчитанных параметров насоса (3)

Вопрос 4:Как осуществляется изменение частотывращения насоса?• всегда в ручном режиме (1)• всегда в автоматическом режиме (2)• в зависимости от оснащения либо

в ручном, либо в автоматическом режиме (3)

Вопрос 5:Какое из этих высказываний в отношениибесступенчатого регулирования частотывращения верно? • является более эффективным, чем

ступенчатое (1)• является менее эффективным, чем

ступенчатое (2)• дает тот же результат, что и ступенчатое (3)

Вопрос 6:Что можно регулировать с помощьюциркуляционных насосов с электроннымуправлением?• потребление тепла (1)• срок службы (2)• напор (3)

Вопрос 7:Какое из этих высказываний в отношенииспособа регулирования "�p-c = постоянныйперепад давления" верно?• подача увеличивается за счет постоянной

частоты вращения (1)• частота вращения изменяется в соот-

ветствии с необходимой подачей (2)• давление в расширительном баке

в закрытой системе всегда постоянно (3)

Вопрос 8:Какое из этих высказываний в отношениирабочего режима "Автоматическое снижениечастоты вращения (автопилот)" верно?• задается специальным часовым

выключателем (1)• зависит от температуры в помещении (2)• может использоваться только в системах

отопления, в которых была проведенагидравлическая балансировка (3)

Вопрос 9:Какое из этих высказываний в отношенииновейшей насосной технологии ECM(высокоэффективные насосы) верно?• ротор состоит из постоянного магнита (1)• экономит до 80 % эксплуатационных

расходов по сравнению с обычными насосами (2)

• вращение ротора обеспечивается за счетэлектронной системы связи (преобразо-ватель частоты) (3)

• высказывания 1–3 свидетельствуют о том,что в настоящее время это самый экономичный насос с мокрым ротором (4)


Вопросы по темам:• Подача насоса• Напор насоса• Расчет параметров насоса• Гидравлическая балансировка



Вопрос 1:Чем определяется выбор циркуляционногонасоса для системы отопления?• заданным условным проходом

трубопроводов (1)• ценой (2)• требуемой тепловой нагрузкой (3)

Вопрос 2:Что происходит при увеличении подачина 100 %?• теплопроизводительность

уменьшается прим. на 2 % (1)• теплопроизводительность

увеличивается прим. на 12 % (2)• теплопроизводительность остается

на прежнем уровне (3)

Вопрос 3:Что следует делать в случае возникновениясомнений при выборе насоса для системыотопления?• выбрать насос меньшей мощности (1)• выбрать насос большей мощности (2)• выбрать более дешевый насос (3)

Вопрос 4:Исходя из чего рассчитывается напор насосовв системах водоснабжения?• исходя из геодезической высоты (1)• исходя из динамического давления (2)• исходя из сопротивления

в трубопроводах (3)• исходя из суммы величин 1–3 (4)

Вопрос 5:Исходя из чего рассчитывается напор насосовдля системы отопления?• исходя из геодезической высоты (1)• исходя из динамического давления (2)• исходя из сопротивления

в трубопроводах (3)• исходя из суммы величин 1–3 (4)

Примерный расчет параметров насоса

Ответы:Вопрос 1:№ 3Вопрос 2:№ 2Вопрос 3:№ 1Вопрос 4:№ 4Вопрос 5:№ 3Вопрос 6:№ 4Вопрос 7:№ 5

Вопрос 6:Для чего проводится балансировка системотопления?• для обеспечения оптимального

распределения тепла (1)• для снижения уровня шума во время

работы системы (2)• для защиты потребителей

от недостаточного или избыточноготеплоснабжения (3)

• верны и важны все три предыдущиевысказывания (4)

Вопрос 7:Как правильно отрегулировать электронныйнасос, если требуемый напор неизвестен?• пригласить помощника (1)• полностью удалить воздух и провести

гидравлическую балансировку системы (2)• задать на насосе минимальное

значение напора (3)• добиваться, чтобы самый дальний

радиатор отопления получал достаточную тепловую энергию (4)

• регулирование выполнено правильно,если соблюдены все четыре условия (5)



Вопросы по темам:• Последовательное включение насосов• Параллельное включение насосов• Работа в режиме пиковых нагрузок

при использовании нескольких насосов

Вопрос 1:Что происходит при последовательномвключении двух насосов?• удваивается напор (1)• удваивается подача (2)• суммарная характеристика зависит от

вида характеристик системы и насосов (3)

Вопрос 2:Какая опасность существует припоследовательном включении насосов?• работа насоса в режиме генератора (1)• взаимная нейтрализация выходной

мощности насосов (2)• недостаточное снабжение системы (3)

Вопрос 3:Что происходит при параллельномвключении двух насосов?• удваивается напор (1)• удваивается подача (2)• суммарная характеристика зависит

от характеристик системы и насосов (3)

Вопрос 4:В каких режимах возможна эксплуатациясдвоенных насосов?• преимущественно в резервном режиме (1)• преимущественно в пиковом режиме (2)• в резервном и пиковом режимах (3)

Системы с несколькими насосами

Вопрос 5:Что дает разделение требуемой выходноймощности на несколько насосов в большихсистемах?• уменьшение эксплуатационных расходов (1)• продление срока службы насосов (2)• верны оба предыдущих высказывания (3)

Вопрос 6:Как называется способ регулирования,при котором датчик сигналов установленв системе на значительном удаленииот блока управления?• регулирование по центру тяжести (1)• сложное регулирование (2)• регулирование по самой дальней точке (3)

Вопрос 7:Что следует учитывать при параллельномвключении насосов через блок управления?• насосы должны иметь одинаковую

мощность (1)• это должны быть тихоходные насосы (2)• это должны быть быстроходные насосы (3)

Ответы:Вопрос 1:№ 3Вопрос 2:№ 1Вопрос 3:№ 3Вопрос 4:№ 3Вопрос 5:№ 3Вопрос 6:№ 3Вопрос 7:№ 1


Физическая Символ Размерности Внесистемные Рекоменд. Примечания

величина СИ Другие единицы единицы

(Sistem International) единицы

Длина l м метр км, дм, см м Основная единица

мм, м

Объем V м3 дм3, см3, мм3, куб.м, м3

литр (1 л = 1 дм3) куб.дм, …

Подача Q м3/с м3/ч, л/с л/с и

Объемный расход V м3/с

Время t с секунда с, мс, с, нс, … с Основная единица

мин, ч, д

Частота вращения n 1/s об/мин (мин-1) об/мин (мин-1)

Масса m кг килограмм г, мг, г, фунт, кг Основная единица

тонна, центнер

(1 т = 1000 кг)

Плотность � кг/м3 кг/дм3 кг/дм3 Термин "удельный вес"

и кг/м3 не должен больше

использоваться

Сила F N ньютон кН, мН, Н, … кгс, тс, … Н 1 кгс = 9,81 Н.

(= кг м/с2) Сила тяжести — это

произведение массы m

и ускорения свободного

падения g

Давление P Па паскаль бар кгс/см2, атм., бар 1 атм. = 0,981 бар

(= Н/м2) (1 бар = 105 Па) м, мм вод.ст., = 9,81 • 104 Па

мм рт. ст. (торр), 1 мм рт.ст. = 1,333 мбар

1 мм вод.ст. = 0,098 мбар

Энергия, W, J джоуль кДж, Вт*с, кВт*ч, … кгс м, Дж и кДж 1 кгс м = 9,81 Дж

Работа, Q (= Нм 1 кВт*ч = 3600 кДж ккaл, кал 1 ккал = 4,1868 кДж

Количество тепла = Вт*с) ед.теп.

Напор H м метр M Fl. S. м

Мощность P Вт ватт МВт, кВт, кгс м/с, л.с. кВт 1 кгс м/с = 9,81 Вт

(= Дж/с 1 л.с. = 736 Вт

= Н м/с)

Перепад T K кельвин °C °К, градусы, К Основная единица

температур

Единицы измерения(только для центробежных насосов)

Copyright 2005 by WILO AG, DortmundНастоящий документ, включая все его части, защищен законом об авторском праве. Любоеиспользование настоящего документа, выходящее за узкие границы закона об авторскомправе, без согласия компании WILO AG, запрещено и преследуется по закону. Это касается,прежде всего, копирования, перевода, создания микрофильмов и других видов обработки,а также хранения и обработки с помощью электронных средств. Также это касается использования отдельных иллюстраций и фрагментов текста.

2006 г.

Documents

Насосная азбука