СМЕСИТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ

Смесительные насосы используются в смесительной установке системы отопления, присоединенные по зависимой схеме к наружным теплопроводам. Обеспечивает смешение охлажденной воды, возвращающейся из системы отопления, с высокотемпературной водой, поступающей в здание из наружного подающего теплопровода .

Смесительный насос можно включать в перемычку между обратной и подающей магистралями и в обратную или подающую магистраль системы отопления. На схемах показаны регуляторы темп-ры и расхода воды для местного качественно-количеств. регулирования системы отопления в течение отопительного сезона при наличии насоса. Включенный в перемычку смесительный насос подает в точку смешения воду, повышая ее давление до давления высокотемп-рной воды. Т.о. в точку смешения поступают 2 потока воды (Gi и Go) в результате действия двух разл. насосов — сетевого и местного, включ. параллельно.

Смесительный насос на перемычке действует в благоприятных темп-рных условиях (при темп-ре 70°С) и перемещает меньшее кол-во воды (расход Go), чем насос на обратной или подающей магастрали (расход Gc), т.е. Gnac Go, где G0 — Gc — Gi. Смесительный насос на перемычке, обеспечивая смешение, не влияет на давление циркуляционное для местного отопления, к-рое определяется разностью давлений в наружных теплопроводах.

Смесительный насос включается непосредственно в магистрали системы отопления, когда разность давлений в наружных теплопроводах недостаточна для норм, циркуляции воды. При этом С.н., обеспечивая помимо смешения необходимую циркуляцию воды, становится циркуляционно-смесительным. Сн. на обратной или подающей магистрали перемещает всю воду, циркулирующую (расход Gmc — Gc) при темп-ре to млн tv

Включение насоса в общую магистраль системы отопления позволяет увеличить в ней давление циркуляции до необходимой величины независимо от разности давлений в наружных теплопроводах. Условия смешения воды аналогичны: в точку смешения поступают 2 потока воды (Gi и Go) также в результате действия сетевого насоса и местного смесительного насоса с той лишь разницей, что насосы включаются последовательно по отношеиюоксетевому

Данная схема установки смесительного насоса может быть выбрана после проверки, не произойдет ли при таком понижении давления вскипания воды или подсоса воздуха в отд. местах системы. С.н. повышает давление воды до давления в наружном обратном теплопроводе. Давление в точке смешения А должно быть ниже давления в точке устанавлитается с помощью регулятора).

Включаемый в общую подающую магистраль, С.н. предназначается не только для смешения и циркуляции, но и для подъема воды в верхнюю часть системы отопления высокого здания.

Смесительный насос становится также циркуляционно-повьюительным насосом, как и циркуляц., устанавливают по два с паралл. включением в теплопровод; действует всегда один при др. резервном. Смешение воды может осуществляться и без местного смесительного циркуляционного насоса. В этом случае смесит, установка оборудуется водоструйным элеватором.

Несмотря на нек-рое увеличение капит. вложений и эксплуатац. затрат, преимущество отдается смесительному насосу при котором возможны улучшение теплового режима, помещений и экономия теплоты, расходуемой на отопление.

Смесительные насосы для систем отопления — это категория насосного оборудования для смешивания разнотемпературного теплоносителя, поступающего из разных трубопроводных линий тепловой сети.

Насосы смесительного типа можно использовать для комплектации насосно-смесительных узлов как традиционных радиаторных, так и в напольных отопительных системах.

Установка циркуляционного насоса

Смесительная установка водяного отопления

При проектировании теплоснабжения зданий часто необходима установка теплового узла со смесительной установкой для снижения температуры воды поступающей из тепловой сети. Смесительная установка используется для качественного регулирования системы отопления, дополнения центральное регулирование.

При местном регулировании, автоматическое изменение температуры воды по заданному температурному графику в обогреваемом здании поддерживается оптимальная температура. Исключается перегрев помещений в осенний и весенний периоды отопительного сезона. Как следствие уменьшается расход тепловой энергии.

Под давлением в наружном теплопроводе, созданным сетевым циркуляционным насосом на ТЭЦ, высокотемпературная вода подается в точку смешения. При известной тепловой мощности системы отопления Q_c количество высокотемпературной воды G₁ будет тем меньше, чем выше температура t₁.

где t₁ — температура воды в наружном подающем теплопроводе, °С.

Поток обратной охлажденной воды из системы отопления, делится на два: первый G₀ направляется к точке смешения, второй в g₀ в обратный теплопровод тепловой сети. Соотношение масс двух потоков воды: охлажденной G₀ и высокотемпературной g₁ называют коэффициентом смешения.

Через температуру воды можно выразить коэффициент смешения:

Например, при температуре воды t₁ = 150°С, t_г = 95°С и t₀ =70°С коэффициент смешения смесительной установки u = (150-95)/(95-70) = 2,2.

Это означает, что на каждую единицу объёма высокотемпературной воды должно подмешиваться 2,2 единицы охлажденной воды.

Смешение происходит в результате совместного действия циркуляционного сетевого насоса на тепловой станции и смесительной установки (насоса или водоструйного элеватора).

Куда устанавливать смесительный насос?

Смесительный насос можно включать в систему отопления тремя способами:

1. в перемычку между обратной и подающей магистралями (а)
2. в обратную (б)
3. подающую магистраль (в)

Схемы смесительной установки с насосом

1А. Насос на перемычке между магистралями

1Б. Насос на обратной магистрали

2В. Насос на подающей магистрали

Условные обозначение:

1 — насос; 2 — регулятор температуры; 3 — регулятор расхода воды в системе отопления;

Смесительный насос, остановленный в перемычку, подает воду в точку А, увеличиваяя ее давление до давления высокотемпературной воды. Таким образом, в точку смешения А поступают 2 потока воды в результате действия двух насосов: сетевого (на теплоисточнике) и местного (смесительного), включенных параллельно. Насос на перемычке работает в благоприятных температурных условиях (при температуре t₀ Опубликовано: 17 июня 2016 г. Автор: Rudic Рубрики: Статьи -> Отопление
Метки: Циркуляционный_насос Просмотров: 14382 Обсудить Подписаться на RSS

Смесительная установка

Смесительная установка (смесительный насос или водоструйный элеватор) применяется в местной системе отопления для понижения температуры воды в наружном подающем теплопроводе до температуры, допустимой в системе, t_г. Понижение температуры происходит при смешении высокотемпературной воды t₁ с обратной (охлажденной) водой t₀ местной системы отопления.

Смесительная установка используется не только для понижения температуры, но и для местного регулирования теплопередачи отопительных приборов, дополняющего центральное регулирование на тепловой станции.

Смесительный насос 1 можно устанавливать на перемычке Б-А между обратной и подающей магистралями и на обратной или подающей магистрали местной системы отопления.

Смесительный насос на перемычке действует в более благоприятных температурных условиях (при температуре t₀) и перемещает меньшее количество воды, чем насос на обратной или подающей магистрали:

Принципиальная схема смесительной установки с насосом

а — на перемычке; б — на подающей магистрали; 1 — смесительный насос, 2 — регулятор температуры, 3 — регулятор расхода воды в системе отопления.

Количество высокотемпературной воды G₁, кг/ч, при тепловой мощности системы отопления Q_с, Вт, определяется по формуле:

Высокотемпературная вода подается в точку смешения А под давлением в точке В наружного теплопровода, созданным центральным циркуляционным насосом на тепловой станции.

Поток охлажденной воды, возвращающейся из местной системы отопления, делится в точке Б на два: первый в количестве G₀ направляется ко всасывающему патрубку смесительного насоса, второй в количестве G₁ — в наружный обратный теплопровод.

Смесительный насос подает в точку смешения А воду, повышая ее давление до давления высокотемпературной воды. Таким образом, в точку А поступают два потока воды при равном давлении в результате действия двух различных насосов — центрального и местного, включенных параллельно.

Отношение двух потоков воды

носит название коэффициента смешения. Коэффициент смешения может быть выражен через температуру воды.

Для водо-водяной смесительной установки коэффициент смешения редко бывает больше трех. Например, при температуре воды t₁=150°, t_г=95° и t_о=70°С u=(150-95):(95-70)=2,2. Это означает, что на каждую единицу высокотемпературной воды при смешении должно приходиться 2,2 единицы охлажденной.

Давление, развиваемое смесительным насосом на перемычке, ограничено: оно не может быть больше разности давления в точках В и Г наружных теплопроводов (иначе не будет обеспечено смешение в точке А). Это условие, в свою очередь, ограничивает (в этом недостаток установки смесительного насоса на перемычке) величину циркуляционного давления для местной системы отопления.

Смесительный насос на обратной или подающей магистрали перемещает всю воду, циркулирующую в системе [G_н=G_с], при температуре t₀ или t_г. Несмотря на эти недостатки — увеличение расхода и температуры воды (в подающей магистрали), — включение смесительного насоса в главную магистраль местной системы позволяет увеличить циркуляционное давление в ней до необходимой величины независимо от разности давления в наружных теплопроводах. В этом существенное преимущество такой схемы смесительной установки.

Условия смешения двух количеств воды G₁ и G₀ аналогичны рассмотренным для насоса на перемычке. В точку А поступают два потока воды при равном давлении также в результате действия двух насосов — центрального и местного — с той лишь разницей, что насосы включаются последовательно.

На рисунке показаны также регуляторы температуры 2 и расхода воды 3 для местного качественно-количественного регулирования этих параметров в течение отопительного сезона. Смесительных насосов, как и циркуляционных, устанавливают два с параллельным включением в теплопровод действует всегда один из насосов при другом резервном и сменном.

Смешение воды может осуществляться и без местного насоса; в этом случае смесительная установка оборудуется водоструйным элеватором.

Принципиальная схема водоструйного элеватора

1 — сопло, 2 — камера всасывания; 3 — смесительный конус; 4 — горловина, 5 — диффузор.

Водоструйный элеватор получил распространение как дешевый, простой и нетребовательный в эксплуатации аппарат. Благодаря своей конструкции он подсасывает охлажденную воду для смешения с высокотемпературной водой и частично передает давление, создаваемое центральным насосом на тепловой станции, в местную систему отопления для усиления циркуляции воды.

Водоструйный элеватор состоит из конусообразного сопла 1, через которое со значительной скоростью вытекает высокотемпературная вода с температурой t1 в количестве G1, камеры всасывания 2, куда поступает охлажденная вода с температурой t0 в количестве G0; смесительного конуса 3 и горловины 4, где происходит смешение воды, и диффузора 5.

Вокруг струи воды, вытекающей из отверстия сопла, создается зона пониженного давления, благодаря чему охлажденная вода перемещается из обратной магистрали системы отопления в камеру всасывания. В горловине струя смешанной воды, двигаясь с меньшей, чем в отверстии сопла, но еще с высокой скоростью, обладает значительным запасом кинетической энергии. В диффузоре при постепенном увеличении площади его поперечного сечения кинетическая энергия преобразуется в потенциальную: по его длине гидродинамическое давление падает, а гидростатическое — нарастает. За счет разности гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создается давление для циркуляции воды в системе отопления.

Одним из недостатков водоструйного элеватора является его низкий коэффициент полезного действия (к. п. д.), который зависит от коэффициента смешения. Достигая наивысшего значения при малом коэффициенте смешения и особой форме камеры всасывания, к. п. д. стандартного элеватора практически при высокотемпературной воде не превышает 10%. Следовательно, в этом случае циркуляционное давление на вводе наружных теплопроводов в здание должно не менее чем в 10 раз превышать насосное циркуляционное давление Δpн для местной системы отопления. Это условие настолько ограничивает Δp_н, передаваемое через водоструйный элеватор в систему из наружной тепловой сети, что при использовании элеваторной смесительной установки и t_г≤95°С часто устанавливается верхний предел циркуляционного давления.

Δp_н=1,2*104 Па (1,2*10 3 кгс/м2).

Другим недостатком водоструйного элеватора является постоянство коэффициента смешения, исключающее местное качественное регулирование теплопередачи отопительных приборов. Понятно, что при постоянном соотношении в элеваторе между G₀ и G₁ температура t_г, с которой вода поступает в местную систему отопления, определяется уровнем температуры t₁, поддерживаемым на тепловой станции для системы теплоснабжения в целом, который может не соответствовать теплопотребности конкретного здания.

Водоструйные элеваторы различаются по диаметру горловины d_r. Для использования одного и того же корпуса элеватора при различных давлении и расходе воды сопло 1 делается сменным. Устанавливая сопло с различным диаметром отверстия, можно изменять общее количество воды G_с, поступающей из элеватора в систему отопления, при неизменном коэффициенте смешения.

Диаметр горловины, мм, водоструйного элеватора вычисляется по формуле:

где G_с — расход воды в системе отопления, т/ч;

Δp_н — насосное.давлейие, передаваемое через элеватор в систему отопления (при подставке в формулу выражается в м вод. ст.).

После выбора стандартного элеватора, имеющего диаметр горловины, ближайший к полученному по расчету, определяется диаметр сопла по следующей приближенной зависимости:

где u — коэффициент смешения.

При известном диаметре сопла находится разность давления в наружных теплопроводах на вводе в здание, выраженная в м вод. ст.:

где G₁ — расход высокотемпературной воды, т/ч;

d_с — диаметр сопла, см.

Из последней формулы видно, что вслед за изменением по какой-либо причине Δp₁ в наружной тепловой сети изменяется и G₁, а также G_с, связанный с G₁ через коэффициент смешения:

Как известно, изменение давления и расхода в процессе эксплуатации, не предусмотренное расчетом, вызывает тепловое разрегулирование системы отопления. Это нежелательное явление, возникающее в системе отопления, непосредственно соединенной с разветвленной сетью наружных теплопроводов, возможно и в системе с водоструйным элеватором.

Принципиальная схема местного теплового пункта системы отопления с водоструйным элеватором и ответвлениями к системам вентиляции и кондиционирования воздуха

1 — задвижка, 2 — термометр; 3 — манометр, 4 — регулятор расхода; 5 — обратный клапан; 6 — грязевик; 7 — тепломер: 8 — регулятор давления; 9 — водоструйный элеватор; 10 — ответвления.

Для устранения теплового разрегулирования системы отопления перед водоструйным элеватором 9, изображенным в схеме, устанавливают регулятор расхода 4. На этом же рисунке показаны основные контрольно-измерительные и другие приборы, характерные для местного теплового пункта здания, имеющего системы приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Для теплоснабжения этих систем используется высокотемпературная вода, отводимая до водоструйного элеватора.

Учитывая отмеченные недостатки водоструйного элеватора, предпочтительно использование насосной смесительной установки. Некоторое увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, обусловленное применением смесительного насоса в системе отопления здания, компенсируется повышением теплового комфорта помещений и экономией топлива, расходуемого на отопление.