Pompy w chłodnictwie i klimatyzacji. Obieg z charakterem.

Instalacje klimatyzacyjne wymagają nośników do transportowania ciepła i wykorzystują pompę obiegową do poprawy warunków wymiany ciepła i uzyskiwania krótszych czasów regulacji. Transport ciekłych nośników ciepła wymaga pomp i instalacji rurowych, które powinny spełnić odpowiednie warunki fizyczne, chemiczne, mechaniczne i finansowe. Poniższy cykl artykułów, który rozpoczynamy w tym wydaniu „Magazynu Instalatora”, ma na celu zaprezentowanie podstawowej wiedzy z zakresu konstrukcji takich urządzeń. Różne rozwiązania konstrukcyjne i sposoby wykonania urządzeń do transportu ciekłych nośników ciepła mogą mieć bezpośredni wpływ na dokuczliwość obciążenia hałasem lub awaryjność elementów konstrukcyjnych. Mam nadzieję, że w prostych, stwierdzeniach i przykładach uzyskacie Państwo wystarczającą podstawę teoretyczną do wykorzystania nabytej wiedzy w praktyce. Właściwy dobór i odpowiednie zastosowanie pomp, wraz z ich osprzętem, oraz urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych,powinny stać się codzienną rutyną. Należy pamiętać, że przestrzegane są tu różne normy (EN, DIN, VDE, ISO, IEC, PN-EN) i wytyczne (VDI, DVGW, ATV, VDMA). Krajowe przepisy w zakresie budownictwa i ochrony środowiska stanowią dodatkowe wymagania. Również i one zostały uwzględnione w niniejszym artykule. Ponieważ wymagania dotyczące projektowania instalacji technicznych zmieniają się w sposób ciągły, należy także korzystać z innych źródeł informacji dotyczących aktualnego stanu wiedzy technicznej dotyczącej projektowania maszyn i urządzeń.

Charakterystyka instalacji Charakterystyka hydrauliczna instalacji (rys. 1) wyznacza wysokość podnoszenia pompy HA wymaganą w układzie. Wysokość ta składa się z wysokości Hgeo, HVL i HVA. Podczas gdy Hgeo (statyczna) pozostaje stała, niezależnie od wartości strumienia objętości, to wartości HVL i HVA wzrastają w stosunku kwadratowym (dynamicznie) na skutek różnych strat ciśnienia w obiegu rurociągów, armaturze, kształtkach rurowych oraz na skutek większych sił tarcia spowodowanych wpływem temperatury.

Charakterystyka instalacji rurowej W tej charakterystyce (rys. 2) części statyczne składają się z części geodezyjnej Hgeo, niezależnej od przepływu i różnicy wysokości ciśnienia między przekrojem wlotowym i wylotowym instalacji. W zbiornikach otwartych ostatni składnik sumy odpada. Część dynamiczna składa się ze straty ciśnienia HV, rosnącej przy wzroście przepływu w stosunku kwadratowym i różnicy prędkości przepływu cieczy z przekroju poprzecznego wlotowego i wylotowego instalacji.

Charakterystyka pomp Wydajność pompy obiegowej określa charakterystyka na wykresie Q-H (rys. 3). Podane są tu przepływ Q w np. m3/h i wysokość podnoszenia pompy H w metrach. Przebieg charakterystyki pompy jest linią krzywą i opada na wykresie od lewej do prawej strony, wraz ze wzrastającym przepływem. Wartość nachylenia linii zdeterminowana jest przez konstrukcję pompy, a w szczególności rodzaj wirnika. Każda zmiana wysokości podnoszenia powoduje zawsze zmianę przepływu. Specyficzną cechą charakterystyki pompy jest ścisła zależność przepływu i wysokości podnoszenia: – duży przepływ -> mała wysokość podnoszenia – mały przepływ -> duża wysokość podnoszenia Chociaż zainstalowany system rurociągów sam determinuje, w wypadku własnych oporów, jaki będzie przepływ przy danej pompie, to pompa w określonych warunkach może mieć tylko jeden punkt pracy na swojej charakterystyce. Ten punkt pracy to punkt przecięcia charakterystyki pompy z odpowiednią charakterystyką instalacji rurowej.

Znamionowy punkt pracy Znamionowy punkt pracy to punkt przecięcia się charakterystyki instalacji i pompy. Punkt pracy w pompach o stałej prędkości obrotowej ustala się samoczynnie. Zmiana punktu pracy następuje wtedy, gdy np. w stacjonarnej stacji pomp geodezyjna wysokość podnoszenia waha się w granicach między wartością maksymalną i minimalną. Wskutek tego następuje zmiana dostarczanego strumienia objętości cieczy, gdyż pompa może pracować tylko w punktach leżących na krzywej charakterystyki. Powodem zmiany położenia znamionowego punktu pracy jest m.in. różny poziom wody w studzience lub zbiorniku, gdyż ciśnienie dopływu do pompy jest zmienne w zależności od zmiany poziomu. Po stronie ciśnienia tłoczenia zmiana ta może być spowodowana przez zmianę chropowatości rurociągu (inkrustację) lub przez zdławienie zaworów lub odbiorników. Praktycznie w instalacjach z cieczami niezanieczyszczonymi ciałami stałymi, o normalnej lepkości, znaczenie ma tylko zmiana charakterystyki rurociągu powstała na skutek zwiększenia lub zmniejszenia oporów przepływu, np. zamknięcie lub otwarcie elementów dławiących, zmiana średnicy rurociągu przy przebudowie, chropowatość (inkrustacja) itd. Zmianę punktu pracy w przypadku pomp z wirnikami promieniowymi możemy uzyskać przez zmianę prędkości obrotowej „n” lub średnicy wirnika „D” pompy (rys. 4-6).

Stanisław Sowa
Ilustracje z archiwum firmy Wilo.

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij