Cirkulācijas sūkņa izvēle: ierīce, veidi un sūkņa izvēles noteikumi apkurei

Gravitācijas siltumapgādes sistēmas pilnvērtīgi darbojas tikai vienstāvu privātmājās ar platību līdz 100 kv.m. Ja nepieciešams apsildīt daudzdzīvokļu ēku vai plašu savrupmāju, tad bez piespiedu cirkulācijas sistēmas neiztikt. Labākais risinājums – cirkulācijas sūkņa izvēle un agregāta uzstādīšana apkures kontūrā.

Piedāvājam noskaidrot, kādus uzdevumus sūknis veic apkures sistēmā, kā ierīce ir uzbūvēta un darbojas. Mēs aprakstījām dažādu veidu sūkņu ekspluatācijas īpatnības un norādījām galvenos pareizas izvēles kritērijus. Sniegtā informācija palīdzēs izvēlēties piemērotu cirkulācijas sūkņa modeli un nevilties pirkumā.

Kāpēc siltumapgādes sistēmā ir nepieciešams sūknis?

Cirkulācijas sūkņi – hidrauliskā iekārta, kas nodrošina piespiedu karsēta siltumnesēja pārvietošanu pa slēgtu kontūru. Šādas ierīces veicina vienmērīgu un ātru visas sistēmas uzsilšanu.

Cirkulācijas sūkņus uzstāda:

• ar mērķi paaugstināt katla iekārtas energoefektivitāti;
• gadījumos, kad nav iespējams nodrošināt šķidrās vielas dabisku cirkulāciju;
• ja siltumģeneratorā nav iebūvēta sūkņa agregāta;
• apkures sistēmām ar divcauruļu shēmu, kas ļauj regulēt katra atsevišķā radiatora parametrus;
• lai pārvarētu autonomo sistēmu ar šķidruma dabisku cirkulāciju, ko izmanto siltumenerģijas pārnešanai, inerci.

Siltumnesējam jāpārvietojas pa apkures sistēmas cauruļvada slēgtu kontūru ar noteiktu ātrumu, lai nodrošinātu siltuma pārnesi radiatoriem.

Dabiskas cirkulācijas gadījumā šis nosacījums ne vienmēr ir izpildāms – rezultātā apkures iekārta nesasilst vai sasilst nevienmērīgi.

Tāpēc siltumapgādes sistēmās uzstāda cirkulācijas sūkņus. Šādas ierīces nodrošina siltumnesēja transportēšanu pa tīklu ar lielu ātrumu, samazinot slodzi uz katlu. Atgriežoties pie sildītāja, ūdens paliek silts, tāpēc uzsildīšanai būs nepieciešams mazāk enerģijas.

Sūkņa konstrukcija un darbības princips

Pēc konstrukcijas cirkulācijas sūknis atgādina drenāžas iekārtu. Sūknis sastāv no izturīga korpusa, kas izgatavots no nerūsējošā tērauda/čuguna/alumīnija, un elektriskās daļas, kas ietver statora tinumu ar iebūvētu keramikas/tērauda rotoru.

Piespiedu cirkulācijas sūkņa ierīces montāža ievērojami palielina karstā ūdens apgādes un autonomās apkures sistēmu efektivitāti

Uz elektromotora rotējošās daļas vārpstas ir nekustīgi nostiprināts lāpstiņritenis

Darba rats sastāv no diviem paralēliem diskiem, kas savienoti ar radiāli izliektām lāpstiņām. Vienā no tiem ir atvere šķidruma-siltumnesēja plūsmai, otrā – neliela atvere lāpstiņriteņa fiksēšanai uz elektromotora vārpstas

Cirkulācijas sūkņu korpusa daļas izgatavo no tērauda un izturīgiem sakausējumiem. Zem korpusa sienām ir paslēpts rotors ar nostiprinātu lāpstiņriteni

Pats elektromotors ir aprīkots ar speciālu vadības plati un spailēm vadu pieslēgšanai. Cirkulācijas sūkņiem bez elektronikas plates vietā ir uzstādīts kondensators, bet uz spaiļu kārbas atrodas ātruma slēdzis

Pieslēdzot elektroenerģiju, lāpstiņu ritenis griežas, radot vakuumu sprauslā un sūknējot dzesēšanas šķidrumu. Rotors rada darba šķidruma kustību virzienā no ieplūdes līdz izplūdes vārstam.

Sūknis pastāvīgi ņem ūdeni no vienas puses un izspiež to apkures sistēmā no otras puses. Centrbēdzes spēks veicina šķidruma transportēšanu pa visu maģistrāli.

Radītais spiediens pārvar pretestību dažādos kontūra posmos un nodrošina dzesēšanas šķidruma cirkulāciju.

Ja spriež pēc pārdošanas intensitātes, vispopulārākie vietējā tirgū ir šādu ražotāju ierīces:

Cirkulācijas sūkņu veidi un priekšrocības

Pēc konstrukcijas īpatnībām sūkņi piespiedu cirkulācijai tiek iedalīti sūknēšanas agregātos ar slapju rotoru un augstas veiktspējas ierīcēs ar sausu rotoru.

Sūkņi “slapjā” tipa. Rotors un lāpstiņritenis šādiem sūkņiem atrodas tiešā saskarē ar darba šķidrumu, kas vienlaikus pilda divas svarīgākās funkcijas: eļļošanu un ierīces dzesēšanu. Rotors un stators šādos sūkņos ir atdalīti ar īpašu trauku, kas nodrošina zem sprieguma esošā elektromotora elementu hermētiskumu.

Cirkulācijas sūkņi «slapjā» tipa ir aprīkoti ar pakāpenisku ātruma regulatoru. Tas ļauj izvēlēties optimālu darba režīmu, tādējādi arī kontrolēt elektroenerģijas patēriņu.

Elektromotora rotors un darba rats sūkņos atrodas sūknējamajā ūdenī, kas mitrina balsta elementus un pastāvīgi dzesē motoru (+)

Agregāti ar slapjo rotoru ir modulāras konstrukcijas. Atsevišķi moduļi tiek izvēlēti atkarībā no nepieciešamā spiediena un jaudas. Saliktā konstrukcija ievērojami vienkāršo sūkņa remontu, jo bojāto moduli var viegli un ātri nomainīt pret jaunu.

Šāda tipa cirkulācijas sūkņus izmanto nelielās apkures sistēmās. Tie darbojas praktiski bez trokšņa, tāpēc lieliski piemēroti uzstādīšanai dzīvojamās telpās.

Elektrodzinējs sūkņiem ar slapjo rotoru nav nepieciešama papildu dzesēšana, jo tas pastāvīgi kontaktējas ar ūdeni. Sūkņa iekšpusē ir neliels darba detaļu daudzums, kas samazina biežas tehniskās apkopes nepieciešamību.

Galvenās priekšrocības, izmantojot «slapjā» tipa sūkņus:

• zems radītā trokšņa līmenis;
• nelieli izmēri un mazs svars;
• minimāls elektroenerģijas patēriņš;
• vienkārša parametru iestatīšana, apkope un remonts;
• ilgs kalpošanas laiks.

Agregātiem ar slapjo rotoru ir arī trūkumi. Tie ir ļoti jutīgi pret darba šķidruma kvalitāti. Ūdenī esošas smalkas abrazīvas daļiņas izraisa paātrinātu sūkņa hidrauliskās daļas nolietošanos.

Turklāt šādu cirkulācijas sūkņu efektivitāte nepārsniedz 55%. Tomēr šis rādītājs ir pilnīgi pietiekams maza garuma cauruļvadiem, tāpēc sūkņi, kas tieši saskaras ar ūdeni, bieži tiek izmantoti individuālās siltumapgādes sistēmās.

Lai «slapjā» tipa agregāti darbotos bez avārijām, ir nepieciešams, lai sūkņa uzstādīšana tiktu veikta pareizi. Galvenā prasība – stingri horizontāla vārpstas telpiskā orientācija. Tikai ar šādu konfigurāciju tiek nodrošināta pilnvērtīga gultņu eļļošana ar šķidrumu.

Pareiza cirkulācijas sūkņa uzstādīšana – stabilas apkures sistēmas darbības garantija visā ekspluatācijas laikā

Sūkņi ar sauso rotoru veiksmīgi tiek izmantoti lielu dzesēšanas šķidruma tilpumu sūknēšanai lielās iekārtās. Šādu ierīču rotora mezgls nesaskaras ar ūdeni.

«Sausā» tipa cirkulācijas sūkņu korpusa daļu izgatavo no izturīga čuguna vai cinkota tērauda. Virsmu pārklāj ar īpašiem aizsargpārklājumiem, lai novērstu korozijas parādības.

Agregāti ar sauso rotoru ir piemēroti kolektīvai lietošanai daudzstāvu dzīvojamās ēkās, izklaides centros un birojos, kā arī rūpniecības objektos.

«Sausā» tipa sūkņu konstrukcija nodrošina paaugstinātu jaudu. Šādi sūkņu modeļi spēj radīt lielu spiedienu apkures kontūros (+)

Starp elektromotoru un sūkņa daļu ir īpašs slīdošais blīvējums (2 aizsarggredzeni), kas izolē pamata funkcionālos elementus no šķidruma iekļūšanas.

Šie gredzeni ir labi pulēti un atrodas ciešā kontaktā viens ar otru. Viens no tiem (dinamiskais) ir uzlikts uz rotējošās vārpstas. Statiskais gredzens ir stingri fiksēts sūkņa korpusā.

Plāna ūdens plēve droši noblīvē aizsarggredzenu savienojumu, pateicoties spiediena rādītāju atšķirībām kontūrā un ārējā vidē.

Blīvgredzenu izgatavošanai izmanto ogles, kas iegūtas ar eļļas aglomerācijas metodi. Dažās sūkņu modifikācijās, kas paredzētas lietošanai ekstremālos apstākļos, ir uzstādīti metāla/keramikas aizsarggredzeni.

Ierīču ar sauso rotoru efektivitāte sasniedz 85%. Tas ir lielisks rādītājs salīdzinājumā ar «slapjā» tipa sūkņiem. Tomēr «sausie» agregāti rada daudz trokšņa dzesēšanas ventilatora dēļ, tāpēc tos uzstāda atsevišķās telpās ar labu skaņas izolāciju.

«Sausā» tipa cirkulācijas sūkņi ir 3 veidos:

• monobloku;
• konsoles;
• «In-line».

Monobloku sūkņi pieder pie zema spiediena agregātu kategorijas. Elektromotors un sūknis šādās ierīcēs ir samontēti vienā blokā. Tie izceļas ar vienkāršību ekspluatācijā un apkalpošanā. Piemēroti lietošanai komunālajās iestādēs un daudzdzīvokļu namos.

Konsoles sūkņu ierīces tiek montētas uz vienotas pamatnes, un sūkņa un motora asis atrodas vienā līnijā. Iesūkšanas atzarojums atrodas spirāles ārējā daļā, spiediena atzarojums – pretējā pusē uz korpusa.

Ja konsoles agregātus uzstāda ražošanas uzņēmumos, kā arī pilsētas ūdensapgādes sistēmās, tad In-line tipa sūkņus – tieši uz cauruļvada maģistrāles

In-line tipa sūkņi tiek montēti tieši uz cauruļvada maģistrāles. Iesūkšanas ieplūdes un spiediena izplūdes atzarojumi atrodas vienā līnijā, ir paredzēts automātisks blīvgredzenu nodiluma kompensācijas mehānisms.

Sausā rotora cirkulācijas sūkņu izmantošanas priekšrocības:

• augsta veiktspēja;
• energoefektivitāte;
• zemas prasības pret enerģijas nesēja kvalitāti – sūknējamais šķidrums var saturēt neitrālus piemaisījumus;
• vienkāršs remonts un rezerves daļu nomaiņa.

Turklāt mūsdienās apkures iekārtu ražotāji potenciālajiem pircējiem piedāvā dubultos sūkņu modeļus. Šādas ierīces tiek izmantotas jaudas rezervēšanai un papildu nodrošināšanai avārijas situācijās.

Dubultā sūkņa motori var darboties kopā vai atsevišķi. Viena sūkņa bojājuma gadījumā otrā ierīce turpina normāli strādāt, nodrošinot katla nepārtrauktu darbību.

Uzticamu un bezatteices siltumapgādes sistēmas darbu nodrošinās dubultie cirkulācijas sūkņi, kuriem divi darba riteņi ir pieslēgti paralēli

Pareizas ekspluatācijas apstākļos cirkulācijas sūkņa kalpošanas laiks ir vismaz 10 gadi.

Kā pareizi izvēlēties sūkņa iekārtu?

Sūkņa darba efektivitāte ir atkarīga no pamatparametriem – veiktspējas un spiediena. Veiktspēja parāda siltumnesēja šķidruma daudzumu, kas agregātam jāsūknē laika vienībā. Šis parametrs tiek noteikts no maksimālās noslodzes apstākļiem.

Spiediens – lielums, kas izsaka šķidruma plūsmas enerģiju, ko izmanto kā siltuma nesēju. Tas ņem vērā visas sistēmas hidraulisko pretestību.

Tāpat jāpievērš uzmanība maksimālajai temperatūrai. Tā kā sūknis pārsūknēs uzkarsētu ūdeni, tam ir jāiztur rādītāji līdz 110°C.

Ir ļoti svarīgi izvēlēties piemērotu cirkulācijas sūkņa jaudu. Mazjaudas ierīce netiks galā ar siltumnesēja šķidruma pārsūknēšanu vajadzīgajā apjomā. Sūkņa parametrus izvēlas, pamatojoties uz veiktajiem aprēķiniem.

Ja uzstādīs jaudīgāku agregātu, cauruļvadā radīsies nepatīkams troksnis. Tāpat šajā gadījumā katlu iekārtas funkcionālie elementi nolietosies daudz ātrāk, nekā norādījis ražotājs.

Cirkulācijas sūkņa jaudai jābūt pietiekamai, lai tiktu galā ar hidraulisko pretestību slēgtā kontūrā.

Speciālisti iesaka izvēlēties cirkulācijas sūkni jau siltumapgādes sistēmas projektēšanas posmā. Ja cauruļvada garums nepārsniedz 80 m, pietiek ar vienu sūkni. Pie lielāka garuma ir lietderīgi uzstādīt vairākus pārsūknēšanas ierīces.

Pērkot jāpievērš uzmanība arī materiāliem, no kuriem izgatavoti sūkņa funkcionālie elementi. Lielākā daļa detaļu tieši/netieši saskaras ar uzkarsētu darba šķidrumu, tāpēc tās ir pakļautas straujam nodilumam.

Tāpēc ir lietderīgi dot priekšroku cirkulācijas sūkņiem ar keramikas gultņiem un rotora mezglu.

Ne mazsvarīgu lomu spēlē elektronika. Lai regulētu temperatūras rādītājus telpās, apkures kontūros uzstāda termostatiskos vārstus. Paaugstinoties temperatūrai, tie aizveras, caurulēs palielinās spiediens.

Šo procesu rezultātā rodas nepatīkams troksnis. Lai no tā atbrīvotos, cirkulācijas sūknis ir jāpārslēdz uz zemākiem apgriezieniem, bet to darīt manuāli ir neērti.

Ātri un efektīvi šo uzdevumu palīdzēs veikt sūkņi ar iebūvētu elektroniku. Šādi agregāti vienmērīgi regulē spiediena svārstības cauruļvadā atkarībā no šķidruma daudzuma izmaiņām.

Mūsdienu sūkņu galvenās priekšrocības ir ekonomiskums un izturība, kompakti gabarīti, zems trokšņu līmenis, automātiskais darba režīms, ērta vadības panelis.

Jāatzīmē arī sūkņu papildu funkcionālās iespējas, proti:

• vienmērīga regulēšana;
• ātruma kontrole;
• automātisks darba režīms;
• iebūvēts informatīvs displejs.

Vienkāršākie cirkulācijas sūkņu modeļi – bez iespējas regulēt šķidruma transportēšanas ātrumu. Mūsdienu daudzfunkcionālie sūkņi ir divu/trīs ātrumu agregāti ar vienmērīgu regulēšanu. Tie izceļas ar augstu iestatījumu precizitāti.

Iekārtas, kas strādā automātiskajā režīmā, tiek aprīkotas ar vadības paneli. Šādu ierīču iestatījumi ir plaši un ir atkarīgi tikai no ierīču modifikācijas.

Tā var būt automātiska ātruma regulēšana atkarībā no iekštelpu gaisa temperatūras rādītāju izmaiņām, elektronisks izslēgšanas/ieslēgšanas taimeris, sūkņa automātiska palaišana pie minimāla plūsmas ātruma.

Ciparu displeja klātbūtne sniedz iespēju iegūt visu nepieciešamo informāciju par sūkņa ierīces darbību: siltumnesēja šķidruma temperatūru, pretestību slēgtajā kontūrā, veiktspēju, kļūdas utt.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Cirkulācijas iekārtu izvēles noteikumi video:

Spiediena un veiktspējas aprēķina smalkumi videoklipā:

Video par cirkulācijas sūkņa uzbūvi, darbības principu un uzstādīšanu:

Mūsdienīga siltumapgādes sistēma ar iebūvētu sūkni piespiedu cirkulācijai ļauj dažu minūšu laikā pēc siltuma ģeneratora iedarbināšanas apsildīt dzīvojamās telpas.

Racionāla cirkulācijas sūkņa izvēle un kvalitatīva uzstādīšana būtiski palielina katla iekārtu izmantošanas efektivitāti, ietaupot enerģētiskos resursus aptuveni par 30-35%.

Vai meklējat cirkulācijas sūkni siltumapgādes sistēmai? Vai arī jums ir pieredze ar šādu iekārtu darbību? Lūdzu, dalieties ar lasītājiem savā pieredzē, uzdodiet jautājumus un piedalieties diskusijās. Komentāru forma atrodas zemāk.