Fűtési módok

Szivattyúk feladata, működése a fűtőrendszerben

Szivattyúk feladata

A szállítandó közeget egy kisebb nyomású, vagy mélyebb szinten levő térből nagyobb nyomású vagy magasabb szinten található térbe szállítja.

  • Fűtési rendszerekbe történő beépítésével sok előnyre tehetünk szert:
  • Kisebb csőméretek adódnak,
  • A radiátorok alacsonyabban lehetnek a kazánnál,
  • A visszatérő vezetéket magasabban is szerelhetjük,
  • Az előremenő vezeték szerelhető alul is,
  • Nagy áramlási ellenállású szerelvényeket is beépíthetnek.

Örvényszivattyúk

Jellemzője, hogy az energiaátalakulás lapátokkal megy vége, csatornákra osztott járókerékben. A járókerekeket a szállított közeg teljesen kitölti. A centrifugális erő a folyadékot a járókerék felületére hajtja.

Kialakítás szempontjából megkülönböztetünk:

  • Radiális beömlésűt: Az ilyen kialakítású szivattyúkkal nagy szállítómagasságot érhetünk el. A folyadék sugárirányban lép be a szivattyúba és sugárirányban is távozik (4.1. ábra).
  • Félaxiális beömlésűt: tengelyirányban lép be és sugárirányban távozik a szállított közeg. Ezt a kialakítást kis- és középnyomású szivattyúknál al­kalmazzák. Másik esetben a közeg adott szögben lép be a járókerékbe, és hasonlóan a tengelyvo­nallal adott értékű szöget bezáró irányban távozik. Ezzel a szivattyúval nagy mennyi­ségű folyadékot tudunk kis szállítómagassággal keringetni (4.2. ábra).
  • Axiális átömlésű: A szállított közeg tengelyirányban lép be a szivattyúba és tengely­irányban is távozik. Hasonlóan az előzőhöz nagy mennyiségű folyadék szállítására ké­pes, de kicsi szállítómagassággal (4.3. ábra).
4.1. ábra. Radiális beömlésű szivattyú kialakítása.

4.1. ábra. Radiális beömlésű szivattyú kialakítása.

4.2. ábra. Félaxiális beömlésű szivattyú kialakítása.

4.2. ábra. Félaxiális beömlésű szivattyú kialakítása.

4.3. ábra. Axiális átömlésű szivattyú kialakítása.

4.3. ábra. Axiális átömlésű szivattyú kialakítása.

Sorba kapcsolt szivattyúk

Az alábbi kapcsolási ábrán sorba kötött szivattyú csoportot láthatunk. Abban az esetben, ha így kapcsoljuk össze a szivattyúkat, azt tapasztaljuk, hogy azok szállítómagassága összeadó­dik. A két szivattyú jelleggörbéjét és azok egyesített jelleggörbéjét láthatjuk az ábrán (4.4. ábra, 4.5. ábra).

4.4. ábra. Sorba kapcsolt szivattyúk.

4.4. ábra. Sorba kapcsolt szivattyúk.

4.5. ábra. Sorba kapcsol szivattyúk jelleggörbéi.

4.5. ábra. Sorba kapcsol szivattyúk jelleggörbéi.

Párhuzamosan kapcsolt szivattyúk

Két párhuzamosan kapcsolt szivattyút ábrázol az alábbi kapcsolási rajz. Ennél a kialakítás­nál a szivattyúk külön-külön egy-egy szívó vezetéken szívják fel a szállítandó közeget és kö­zös nyomóvezetékbe nyomják. (Természetesen lehet közös a szívó vezeték is.) A két szivattyú eredő jelleggörbéje megszerkeszthető, ha összegezzük az azonos szállítómagassághoz tartozó folyadékmennyiséget.

A jelleggörbén látható, hogy párhuzamos kapcsoláskor keve­sebb a szállított vízmennyiség, mint ha a két szivattyút külön-külön üzemeltetjük. Ennek az­az oka, hogy ha megnöveljük a szállított vízmennyiség értékét, akkor növekszik az áramlási sebesség is. Ebből pedig az következik, hogy nő az áramlási veszteség értéke, mégpedig négyzetesen. Ha több szivattyút építünk be, azt tapasztaljuk, hogy a szállított víz­mennyiség egyre kisebb mértékben nö­vekszik (4.6. ábra, 4.7. ábra).

4.6. ábra. Párhuzamosan kapcsolt szivattyúk.

4.6. ábra. Párhuzamosan kapcsolt szivattyúk.

4.7. ábra. Párhuzamosan kapcsolt szivattyúk jelleggörbéje.

4.7. ábra. Párhuzamosan kapcsolt szivattyúk jelleggörbéje.

Milyen méretű szivattyút célszerű választani a fűtési rendszerhez? A szivattyú választás leg­fontosabb szempontja: a fűtési rendszer vízszállítás-áramlási ellenállás munkapontja a vá­lasztandó szivattyú maximális fordulatszámához tartozó jelleggörbe alá essen.

Csővezetéki jelleggörbe

A csővezetéki jelleggörbét röviden úgy lehetne jellemezni, hogy az az áramlási ellenállás változása a térfogatáram függvényében. Ezt a jelleggörbét függvényként is ábrázolhatjuk egy koordinátarendszerben, ahol a vízszintes szakasz a térfogatáram, a függőle­ges pedig az áramlási ellenállás. A kialakuló jelleggörbe egy má­sodfokú parabola lesz (4.8. ábra).

4.8. ábra. Fűtési rendszer csővezetéki jelleggörbéje.

4.8. ábra. Fűtési rendszer csővezetéki jelleggörbéje.

A csővezetéki jelleggörbén egy pontot kiragadva, és azt vízszinte­sen és függőlegesen vetítve a tengelyvonalakra meghatározott ér­tékeket kapunk.

Fűtési keringtető szivattyú jelleggörbe

A nyomásemelkedés értékét eddig mi határoztuk meg, de a központi fűtési rendszerben van egy berendezés, ami létre hozza ezt az értéket, ez pedig a szivattyú. A keringető szivattyú ál­tal szállított vízmennyiség és nyomásemelkedés egymással szoros összhangban van, amit szintén egy jelleggörbével jellemezhetünk.

A szivattyú jelleggörbéjét mérések segítségével határozzák meg, tehát minden szivattyútípus­nak más-más jelleggörbéje van. Az alábbi ábra egy általános jelleggörbét mutat (4.9. ábra).

4.9. ábra. Szivattyú jelleggörbéje.

4.9. ábra. Szivattyú jelleggörbéje.

A jelleggörbéből leolvasható, hogy kevés vízmennyiséget nagy nyomásemelkedés mellett képes szállítani. Ugyanez fordítva is igaz, nagy mennyiségű víz keringetéséhez alacsony nyomásemelkedési érték tartozik.

Ha csővezetéki jelleggörbét és a szivattyú jelleggörbét egy koordinátarendszerben ábrázol­juk, akkor a kettő metszéspontja megadja az ún. munkapontot (4.10. ábra).

4.10. ábra.

4.10. ábra. A szivattyú és a csővezeték jelleggörbéjének a metszéspontja (munkapont).

Ebben a pontban megegyezik a csővezetéki jelleggörbe nyomásemelkedése a szállításhoz szükséges nyomásemelkedéssel, adott vízmennyiség mellett.

Abban az esetben, ha a fűtési rendszerünkben nagyobb vízmennyiséget szeretnénk áramol­tatni, akkor két lehetőség közül választhatunk:

  • Annyival csökkentjük le a csővezeték áramlási ellenállását, hogy az új csővezetéki jel­leggörbe a növelt vízmennyiségnek megfelelő legyen (11. ábra. M2 munkapont.).
  • Nagyobb teljesítményű szivattyút építünk be, amivel elérhető, hogy a csővezeték ere­deti jelleggörbéje megmarad (4.10. ábra, 2.-es szivattyú jelleggörbe, M3 munkapont).

Kavitáció

Az örvény szivattyúkban a járókerék mellső és hátsó lapjai között nyomáskülönbség lép fel. Ha ez az érték a fűtővíz telítési gőznyomása alá csökken, apró gőzbuborékok képződnek, me­lyek a járókerékhez érve szétesnek. Ez egyrészt zaj jelenséggel, másrészt teljesítménycsök­kenéssel, nemritkán szivattyú tönkremenetelével jár.

Zárt fűtési rendszereknél a töltési és az előfeszítési nyomás helyes értékének megválasztásával elérhető, hogy a szivattyú szívó­csonkjánál a minimális hozzáfolyási nyomás, rendelkezésre álljon. Ezáltal a kavitációs jelen­ségek kialakulása a minimálisra csökkenthetők.

Keringető szivattyúk csoportosítása

Szivattyúk csoportosítása közeggel való érintkezés szerint:

  • Száraztengelyű: Hagyományos motorra, tengelykapcsolóval csatlakozik a szivattyú hidraulikája. A tengelyt csúszógyűrűs tengely tömítéssel biztosítják. A villamos motor hűtését tengelyvégre szerelt ventillátorral és növelt felületi bordázassál oldják meg.
  • Nedvestengelyű: Mind a hidraulikai rész, mind pedig a villamos motor forgó része egy házba van építve. Alacsony zajszinten üzemel, a motor hűtését ebben az esetben a szál­lított fűtővíz látja el.

Csoportosítás meghajtás szempontjából:

  • Villamos motorral hajtott: általában 2 vagy 4 pólusú motorok, 2900 vagy 1450 percen­kénti fordulattal. A nedvestengelyű szivattyúkra egy kézi fokozatkapcsoló van szerelve.
  • Villamost szabályozással ellátott: Ennél a megoldásnál a szivattyúk részterhelési üzemben működnek. Legelterjedtebb módja a folyamatos fordulatszám-szabályozás.
  • Szivattyús ellenőrzés: A fűtési rendszereknél az esetek többségében nedvestengelyű szivattyúkat alkalmaznak. Ezeknél a szivattyúknál a forgórész a keringetett folyadékban forog. A nedvestengelyű szivattyúkat éppen ezért nem szabad úgy bekapcsolni, hogy nincs víz a cső­hálózatban. Ha mégis bekapcsoljuk, a szivattyú csapágya nem lesz kenve (ugyanis a folya­dék végzi a szivattyú hűtését is), és rövid idő alatt tönkremegy. Mindezeken felül azt is meg kell vizsgálni, hogy a beépített szivattyú az előírtaknak megfelel-e.
  • A csőhálózatba a tervezett szivattyút építették-e be: A szivattyúk jelölés alapján beazonosíthatók, ugyanis két számmal vannak ellátva. Az első szám a csatlakozó méretét je­löli, a második szám pedig a nulla vízszállításhoz tartozó emelőmagasságot deciméter­ben.
  • Megfelelő-e a beépítési helyzet: Kerüljük el az olyan beépítéseket, amikor a forgórész­ben levegő rekedhet meg. A nedvestengelyű szivattyúkat úgy kell beépíteni, hogy a motor tengelye vízszintes le­gyen.
  • Tilos úgy beépíteni a szivattyút, hogy a kapcsoló dobozába víz folyhat. A kapcsolódo­boznak vagy felül, vagy a függőlegeshez képest 45°C-ban elforgatva lehet állnia.
  • Bekapcsolást követően a tengelyvégen található záró csavart tekerjük le és hagyjuk úgy, míg az összes levegő ki nem jön a házból.
  • Nem célszerű úgy beépíteni a szivattyút, hogy felülről lefelé szállítsa a vizet.
  • Nem ajánlatos a fűtési rendszerbe épített szivattyú nyomáscsonkja után közvetlenül visszacsapó szelepet elhelyezni. A visszacsapó szelepnél levegő gyűlhet fel, és ez azt eredményezheti, hogy a motor forgó része levegőben forog. A szivattyú rövid úton tönkremegy.
  • Ügyelni kell a kavitáció mentes üzemre (a kavitáció apró gőzbuborékok kilépése, majd összeroppanása a szivattyú járókeretén belül). Akkor alakul ki, ha a járókerék valamely pontján a szállított folyadék nyomása a hőmérséklethez tartozó telítettségi gőznyomás alá kerül. Legtöbb esetben ez a pont a szivattyú szívóoldalán található. Ezek a szétrob­banó buborékok keltenek olyan zajt, mint amikor forraljuk a vizet a gáztűzhelyen. Kavitáció mentessé tehetjük az üzemet, ha a szívócsonknál megfelelő statikus nyomást biztosítunk.

Szivattyúszabályozások:

  • Fojtásos szabályozás: segédenergia nélküli szabályozás, amit nyomáskülönbség- vagy mennyiség-korlátozó szeleppel lehet elérni. Ezzel a szabályozással a berendezési tárgyhoz jutó vízmennyiséget tudjuk változtatni. Ha a termosztatikus radiátorszelepet fojtjuk, akkor a csővezetéki jelleggörbe meredekebbé változik, nagyobb emelőmagas­ságot érünk el. Ezzel a szabályozással viszont a szivattyúnak hatásfokromlást fogunk eredményezni.
  • Bypass-szabályozás: ezzel a szabályozással a fűtési körben levő vízmennyiséget közel állandó értéken tudjuk tartani. Ennek a szabályozásnak az előnye, hogy megóvjuk a szivattyút a túlmelegedéstől, viszont részterhelés esetén a kerülő ágon nagy mennyisé­gű közeg áramlik feleslegesen.
  • Fordulatszám-szabályozás: különleges kialakítású motorokat igénylő szabályozás. Ha változtatjuk a fokozatot, akkor nem folyamatosan, hanem hirtelen változik a teljesít­mény. Abban az esetben viszont, ha legkisebb fokozatban üzemeltetünk, alacsony a fo­gyasztásunk, energiát tudunk megtakarítani.
  • Kaszkádkapcsolású szabályozás: több szivattyút párhuzamosan kapcsolunk. Ennek a szabályozásnak a legnagyobb előnye az üzembiztonság. Ha egy tartalékszivattyút is építünk a blokkba, akkor üzemzavar esetén is teljes üzem valósítható meg.

Központi fűtési rendszerben alkalmazott keringető szivattyúk

A keringető szivattyúk fő alkalmazási területei a különböző fűtési rendszerek. Általában a szi­vattyúk beépített nyomáskülönbség-szabályozással rendelkeznek, melynek köszönhetően a szivattyúk teljesítménye a rendszer pillanatnyi teljesítményigényéhez illeszthető. A szivattyúk a szabályozáshoz nem igényelnek külső érzékelőket. A szivattyúk elsősorban egy- vagy kétcsöves fűtési rendszerekben használhatók, valamint keverőszivattyúként nagy fűtési rend­szerekben (4.11. ábra)

4.11. ábra.

4.11. ábra. Szivattyúk beépítése egy-, és kétcsöves fűtési rendszerbe
a.) Szivattyú beépítése egycsöves fűtési rendszerbe. b.) Szivattyú beépítése kétcsöves fűtési rendszerbe.

Padlófűtési rendszerekben ajánlott a bronzházas kivitelű szivattyúk alkalmazása, mivel ezek a rendszerek gázosodásra hajlamosak (oxigéndiffúzió), ami az öntvényházak korrózióját okozza. Padlófűtési körbe való beépítést mutatja a 4.12. ábra.

4.12. ábra Szivattyú padlófűtési körbe építve.

4.12. ábra Szivattyú padlófűtési körbe építve.

A szivattyúk nedvestengelyű szerkezeti fel­építésűek, ahol a szivattyú és a motor egy egységet képez. A szivattyúban nincs ten­gelytömítés és mindössze két tömítőgyűrű található a teljes egységben. A csapágyak kenését a szállított közeg biztosítja.

Fő jellemzők:

  • kerámia tengely és radiális csapágy,
  • szén axiálcsapágy,
  • rozsdamentes acél légrés-betétcső és csapágytartó,
  • korrózióálló járókerék,
  • öntvény, bronz vagy rozsdamentes acél szivattyúház.

Felépítését és szerkezeti részeit a 4.13. ábra és az 4.1. táblázat tartalmazza.

4.13. ábra. Szivattyú felépítése, szerkezeti részei.

4.13. ábra. Szivattyú felépítése, szerkezeti részei.

A motor egy 2- vagy 4-pólusú, rövidre zárt forgórészű aszinkron motor, amely össz­hangban van az EMC előírásaival. Az 1-fázisú szivattyúk 1, 2 vagy 3 fordulatszám-fokozattal rendelkeznek. A 3-fázisú szivattyúk 1 vagy 2 fordulatszám-fokozattal rendelkez­nek.

A motorok általában beépített védelemmel rendelkeznek, így ezeknél külső motorvéde­lem kiépítésére nincs szükség. Azon típusoknál, ahol motorvédelmet kell telepíteni, ez fel van tüntetve a műszaki adatok között. Típustól függően a keringető szivattyúk az alábbi fo­lyadékok szállítására alkalmasak:

  • Hígfolyós, tiszta, nem agresszív és nem robbanásveszélyes folyadékok, szilárd- és szálas anyag tartalom nélkül,
  • Hűtőfolyadékok, amelyek nem tartalmaznak olajszármazékot,
  • Használati meleg víz,
  • Lágyított víz.

Ha a keringető szivattyú magasabb viszkozitású folyadékot szállít, a szivattyú hidraulikai pa­raméterei lecsökkennek. Például: 50%-os glikololdat alkalmazásával a szivattyú hidraulikai paraméterei megközelítőleg 15%-kal csökkennek. Azon szivattyúk esetén, ahol a megenge­dett közeghőmérséklet +2 és +110 °C között van, a környezeti hőmérsékletnek alacsonyabb­nak kell lenni a szállított folyadék hőmérsékleténél, hogy az állórész házában létrejövő kon­denzációt elkerüljük.

Maximális üzemi nyomás Szivattyúk csavarzattal:, PN 10: 1 Mpa (10 bar) Karimás szivattyúk, PN 6/10: 0,6/1 MPa (6/10 bar)

Hozzáfolyási nyomás

A kavitációs zaj és a szivattyú csapágyazás sérülésének megelőzőse érdekében az alábbi táb­lázatban feltüntetett minimális hozzáfolyási nyomást kell biztosítani a szivattyú szívócsonk­ján (4.2. táblázat).

Beépítés

A szivattyút csak vízszintes motortengellyel szabad beépíteni. Üzembe helyezéskor a légrés­ betétcső a motor végén lévő záró csavar eltávolításával légteleníthető. A szivattyúban maradt levegő rövid időn belül, a tengelyen keresztül a rendszerbe távozik.

A fűtési keringtető szivattyú jelleggörbéjét, befoglaló méreteit és műszaki adatait a 4.14. áb­ra, 4.15. ábra, valamint a 4.3. táblázat tartalmazza.

4.14. ábra.

4.14. ábra. Fűtési keringtető szivattyúk jelleggörbéje (csatlakozási méretek NA 25, NA 32, szállítómagasság 2,0 m).

4.15. ábra. Fűtési keringtető szivattyú felépítése.

4.15. ábra. Fűtési keringtető szivattyú felépítése.

4.16. ábra.

4.16. ábra. Keringtető szivattyú jellemző méretei.

A legáltalánosabban használt fűtési keringtető szivattyúk jelleggörbéi az alábbi ábrán láthatók (4.17. ábra). Mint azt már korábban említettük, az első szám a csatlakozó méretét jelöli, a második szám pedig a nulla vízszállításhoz tartozó emelőmagasságot deciméterben.

4.17. ábra.

4.17. ábra. Keringtető szivattyúk jelleggörbéi.

4.1. táblázat. Szivattyú szerkezeti részei.

Sorszám Megnevezés Anyag
1. Szivattyúház Öntöttvas Bronz Rozsdamentes acél
2. Járókerék Kompozit / Rozsdamentes acél
3. Tengely Kerámia
4. Csapágy Kerámia / Szén
5. Csapágytartó Rozsdamentes acél
6. Axiál csapágytartó Rozsdamentes acél / EPDM gumi
  Tömítő gyűrűk EPDM gumi

4.2. táblázat. Minimális hozzáfolyási nyomások.

Folyadék hőmérséklete 85 °C 90 °C 110 °C
Hozzáfolyási nyomás 0,5 m (vízoszlop) 0,049 bar 2,8 m (vízoszlop) 0,27 bar 11 (vízoszlop) 1,08 bar

Szivattyúk légleválasztóval

Némely típusú keringető szivattyú légleválasztóval van felszerelve. Központilag távolítja el a levegőt a rend­szerből, így kedvező feltételeket biztosít bármilyen légleválasztó számára, a beépítési költségek megnö­vekedése nélkül.

A levegőtartalmú folyadék a szivattyú szívócsonkjá­tól a légleválasztó-kamrába áramlik. A kamra előtt beépített fúvókában az erősen örvénylő közeg fel­gyorsul, majd a kamrába jutva sebessége és nyomása hirtelen lecsökken. A nyomás és az áramlási sebes­ségjelentős csökkenése a folyadékban lévő gázok ki­válását eredményezi.

A kisebb sűrűségű levegő az automatikus légtelenítőn keresztül távozik a kamrá­ból. A légleválasztós szivattyút függőleges csőveze­tékbe, felfelé mutató áramlási iránnyal kell beépíteni. A szivattyúházon egy 3/8″-os menetes csatlakozás van kialakítva az automatikus légtelenítő számára. Az automatikus légtelenítő nem tartozik a szivattyú szállítási terjedelmébe. Működési elve a 4.18. ábra szerint látható.

4.18. ábra.

4.18. ábra. Légleválasztó szivattyú működési elve.

Hőszigetelő burkolat

A 100-as sorozatú szivattyúkat két részből álló hőszigetelő burkolattal lehet ellátni. A hőszigetelő burkolat vastagsága a szivattyú névleges csonkátmérőjéhez igazodik. A két darab­ból álló hőszigetelő burkolat könnyen felszerelhető a szi­vattyúra. Kialakítása az alábbi ábrán látható (4.19. ábra).

4.19. ábra.

4.19. ábra. Hőszigetelő burkolat a fűtési keringtető szivattyúra.

Változó térfogatáramú fűtési rendszereknél alkalmazott szivattyúk

A keringető szivattyúk beépített elektronikus teljesítmény-szabályozással ellátott, ned­vestengelyű szivattyúk, amelyeket változó térfogatáramú fűtőberendezések számára fejlesz­tettek ki. Sokoldalú beállítási és szabályozási lehetőségeik alapján azonban ezeket a szivattyúkat szinte minden olyan berendezésben alkalmazni lehet, amelyek munkapontja a jelleg­görbe alatti területre esik.

A rendelkezésre álló, külső vezérlések és jelzőberendezések szá­mára szolgáló érintkezők, és/vagy a kommunikációs rendszer részére kiépített csatlakozási lehetőségek különösen alkalmassá teszik ezeket a szivattyúkat épületvezérlő- és felügyelő rendszerekkel történő együttes üzemeltetésre.

Műszaki adatok:

  • Szállított térfogatáram: maximum 80 m3/h,
  • Szállítómagasság: maximum 12 m,
  • A szállított közeg hőmérséklete: + 15 °C – +110 °C,
  • Környezeti hőmérséklet: 0 °C – +40 °C,
  • Maximális üzemi nyomás: 10 bar.

Fő alkalmazási területek

  • Fűtő-, klíma- és ipari berendezések, amelyeknél,
  • Kétcsöves, változó térfogatáramú rendszert,
  • Egycsöves, változó térfogatáramú rendszert,
  • Változó térfogatáramú padlófűtési rendszert,
  • Változó térfogatáramú primer köröket,
  • Az előremenő hőmérséklet igénytől függő szabályozásával rendelkező rendszereket,
  • Épületvezérlő és felügyeleti rendszert alkalmaznak.

Szállított közegek

  • Tiszta, hígfolyós, nem agresszív, nem robbanásveszélyes, olajmentes, szilárd és szálas anyagokat nem tartalmazó közeg
  • Maximum 10 mm2/s kinematikai viszkozitású közeg.

Konstrukció

A keringető szivattyúk olyan nedvestengelyű, azonos méretű szívó- és nyomóoldali csatlako­zással rendelkező, egyenes csőszakaszokba építhető, tömszelence nélküli szivattyúk, ame­lyek karbantartást nem igényelnek. A szivattyúk nagyságtól függően menetes vagy karimás csatlakozással készülnek. A szivattyú, a motor és a teljesítmény-szabályozás egyetlen, opti­málisan összehangolt egységet alkot.

A szivattyú fejrésze a rögzítő csavarok oldását követő­en elfordítható, így a rajta lévő kapcsolódoboz a kívánt helyzetbe állítható. A motor forgó és álló részét elválasztó, mélyhúzással készített légrés betét csövet a ház illetve a légtelenítő csonk felé mindössze két statikus tömítés zárja.

Az álló szivattyún át való visszaáramlást a folyadékáram által vezérelt, beépített váltócsappantyú akadályozza meg. Szerkezeti kialakí­tása az alábbi ábrán látható (4.20. ábra).

4.20. ábra. Elektronikus szabályozású szivattyú felépítése.

4.20. ábra. Elektronikus szabályozású szivattyú felépítése.

Beépítési helyzetek

A keringető szivattyúk egyik csoportja csak vízszintes szivattyútengellyel építhető be. Azokat a szivattyúkat, amelyeknél a hőmérsékletfüggő vezérlési módot igénybe veszik, az előreme­nő vezetékbe kell beépíteni. A szivattyúk másik csoportja a légtelenítő szelep működése ér­dekében csak alulról felfelé mutató áramlási iránnyal, függőleges csővezetékbe szabad be­építeni.

Előnyös tulajdonságaik (lásd az ábrán levő számozást):

  • Optimális hidraulika és hajtás (1),
  • Beépített frekvenciaváltó (2),
  • Beépített elektronikus motorvédelem (3),
  • Hiba- és üzemi jelzőlámpák (4),
  • Vezérlési csatlakozások a kapcsolódobozban (5),
  • Infravörös kommunikáció (6),
  • BUS csatlakozás a kapcsolódobozban (7),
  • Kombinált nyomáskülönbség- és hőmérséklet jeladó a szivattyúházban (8),
  • CrNi acélból készült csapágytartó, járókerék (9),
  • Szivattyú típusonkénti azonos karima csatlakozás (10).

A szivattyú jellemző méretei, jelleggörbéi a 4.21. ábra, 4.22. ábra és a 4.4. táblázat mu­tatja.

4.21. ábra.

4.21. ábra. Elektronikus szabályozású szivattyú jellemző méretei.

4.4. táblázat. Elektronikus szabályozású szivattyú mérettáblázata.

Típus Rp L1 L2 L3 B1 B2 B3 B4 H1 H2 H3 G
25-40 1″ 180 236 290 78 51 98 77 32 102 57 1 ½”
32-40 1 ¼” 180 244 302 78 51 98 77 39 102 57 2″
4.22. ábra.

4.22. ábra. A 4.4-es táblázatban szereplő szivattyúk jelleggörbéi.

Száraztengelyű szivattyúk

A száraztengelyű keringető szivattyúk felületi hűtésű villamos motorral és beépített elektro­nikus teljesítményszabályozással ellátott, száraztengelyű szivattyúk, amelyeket speciálisan változó térfogatáramú fűtő- és hűtőrendszerek számára fejlesztettek ki. Sokoldalú beállítási és szabályozási lehetőségeik alapján, ezeket a szivattyúkat szinte minden olyan berendezés­ben alkalmazni lehet, amelyek munkapontja a jelleggörbe alatti területre esik.

Ha víztől eltérő sűrűségű és/vagy viszkozitású folyadékot kívánunk szállítani, tekintetbe kell vennünk, hogy a hidraulikai teljesítmény megváltozása miatt a szükséges motorteljesítmény is megváltozhat.

Fő alkalmazási területek

Fűtő-, klíma- és ipari berendezések keringető szivattyúi. Speciálisan olyan változó térfogat­áramú rendszerek számára, amelyekben nedvestengelyű szivattyúkat a közeg szélsőséges hő­mérséklete miatt nem lehet alkalmazni. A szivattyú jellemző méreteit, jelleggörbéit a 4.23. ábra, 4.24. ábra és a 4.5. táblázat Száraztengelyű szivattyú mérettáblázata, mutatja.

4.23. ábra. Száraztengelyű szivattyúk jellemző méretei.

4.23. ábra. Száraztengelyű szivattyúk jellemző méretei.

4.24. ábra.

4.24. ábra. A 4.5. táblázatban szereplő szivattyú jelleggörbéje.

Kiszerelési helyszükséglet

Ellenőrzés és javítás céljából a motor fölött legalább az alábbi ábrán feltüntetett szabad he­lyet kell biztosítani (4.25. ábra).

4.25. ábra.

4.25. ábra. Helybiztosítás a motor felett.

4.5. táblázat. Száraztengelyű szivattyú mérettáblázata.

Típus 32-120
Csatlakozó méret / nyomás DN 32 / PN 6-PN 10
L1 220
L3 110
B1 141
B2 140
B3 75
B4 75
B5 80
B6 210
H1 68
H2 126
H3 385
D1 32
D2 78
D3 90 / 100
D4 140
D5 14 / 19
Z 4
M 12

Közvetlen beépítés a csővezetékbe

A 11 kW-nál kisebb teljesítményű motorral felszerelt szivattyúkat a rugalmasan megfogott vízszintes vagy függőleges csővezetékekbe közvetlenül be lehet építeni. Ilyen beépítés ese­tén kompenzátorokat nem lehet alkalmazni. A csővezetékeket a csendes üzem biztosítása érdekében rezgéscsillapító betéttel ellátott, ké­szen kapható csőbilincsekkel rögzítsük.

Ha a csővezeték a szivattyú beépítési helyének közvetlen közelében kellőképpen meg van fogva, akkor a szivattyúk vízszintes csővezetékekbe is közvetlenül beépíthetők. A rezgések és a zaj átadásának megakadályozása céljából azon­ban ajánlatos a szivattyút rezgéscsillapító alapra állítani. A betonlábazatra való felállítást és a betonlábazat felülnézeti képét a 4.26. ábra, 4.27. ábra mutatja.

4.26. ábra.

4.26. ábra. Felállítás betonlábazatra.

4.27. ábra.

4.27. ábra. Betonlábazat felülnézeti képe.

Hajtás és az elektronikus vezérlő- és szabályozóegység

A csővezetékbe beépíthető szivattyúk komplett egységet alkotnak, amely a szivattyúból, a fe­lületi hűtésű, beépített frekvenciaváltóval és PI-szabályozóval ellátott motorból, valamint a gyárilag beszerelt nyomáskülönbség-érzékelőből áll. A szivattyúk gyárilag nyomáskülönb­ség-szabályozásra vannak beállítva és egyszerűen üzembe helyezhetők. A parancsolt értéket a motoron lévő kezelőgombokkal lehet beállítani, a beállított értékeket világító diódák jelzik.

A szivattyút ezenkívül a + és – gombokkal a MIN- jelleggörbére illetve MAX- jelleggörbé­re lehet átkapcsolni. A digitális és analóg be­meneteken át jeleket lehet közölni a parancsolt érték külső beállítására, a BE/KI kapcsolásra a MIN és MAX jelleggörbe beállítására, a hiba­jelzés nyugtázására, valamint egyéb vezérlő­parancsok számára.

A szabályozó funkció igény esetén kikapcsol­ható és a szivattyú fordulatszáma tetszőlege­sen változtatható (pl. külső szabályozó jele alapján). A szivattyú beállítását könnyebben és sokoldalúbban el lehet végezni egy infravö­rös távirányítóval, amely lehetővé teszi az üzemi paraméterek, például a parancsolt érték, tényleges érték, fordulatszám, energiafogyasz­tás, üzemóra stb. lekérdezését. A szivattyúknak külső motorvédelemre nincs szükségük.

Védve vannak mind túlterhelés, mind a blokkolás ellen. Szerkezeti kialakítása az alábbi áb­rán látható (4.28. ábra).

A mechanikai kialakítás előnyei (lásd az ábrán levő számozást)

  • Jó hatásfokú, optimális hidraulika (1),
  • IP 55 védettségű motorok és elektronikus szabályozás (2),
  • Motor-/szivattyútengely tengelykapcsolóval (3),
  • Légtelenítő csatorna és -csavar (4),
  • Járókerék és résgyűrű rozsdamentes acélból (5),
  • Kombikarima PN 6/PN 10, DN 65-ig (6).

Az elektronika előnyei

  • Kezelőpanel (7),
  • Motor beépített frekvenciaváltóval (7),
  • Infravörös kommunikáció (7),
  • Hatékony védelmi berendezés (7),
  • Beépített szabályozó (7),
  • Lágy indítás és leállás (7).
4.28. ábra. Száraztengelyű szivattyú felépítése.

4.28. ábra. Száraztengelyű szivattyú felépítése.

A szabályozási mód megválasztása

A száraztengelyű szivattyúkat olyan szabályozási módra lehet beállítani, ami a szóban forgó rendszer számára optimális. Ha nyo­máskülönbség szabályozásra van szükség, választható az állandó nyomáskülönbség (állandó nyomás) szerinti vagy a szállított térfogatáramhoz illeszkedő nyomáskülönb­ség (arányos nyomás) szerinti szabályozás.

Az alábbi rajzon két szivattyú maximális fordulatszámához tartozó jelleggörbe van feltüntetve. Jelölve van még egy adott érté­kű vízszállítás és nyomásemelkedés, ami a vizsgált csőhálózat jellemzői. A két jellem­ző érték metszéspontja adja az M munka­pontot. Ha megnézzük a két szivattyú mun­kapontját erre a vízszállításra, akkor láthat­juk, hogy mindkét szivattyú megfelel, de nem érdemes a nagyobbat választani (4.29. ábra)

4.29. ábra.

4.29. ábra. Két szivattyú jelleggörbéje és a fűtési rendszer munkapontja közti kapcsolat.

Ha úgy választunk szivattyút, hogy ismerjük a csővezetékben áramló vízmennyiséget, akkor a jelleggöbén adott lesz a munkaponthoz tartozó szivattyúnyomás értéke.

Választási lehetőségünk még ekkor is nagy:

  • A maximális fordulatszámhoz tartozó jelleggörbe szerint működtetünk. (Ebben az esetben a rendszer nem igényel drága elektronikus szivattyút.)
  • Hőmérséklet-vezérléssel, állandó vagy arányos nyomáskülönbség szabályozást alkal­mazva.
  • Nézzük meg milyen különbségek adódnak arányos, vagy állandó nyomásszabályozást alkalmazva (4.30. ábra).
  • Arányos nyomásszabályozás során a szállított vízmennyiséggel arányosan csökken a nyomásemelkedés mértéke. Ahogy a diagramon is látható, ebben az esetben 0 víz­szállítás mellett éri el a maximális fordulathoz tartozó nyomásemelkedés felét.
  • Állandó nyomásszabályozást alkalmazva a szállított vízmennyiségtől függetlenül azo­nos értékű marad a szivattyú által létesített nyomásemelkedés.
4.30. ábra.

4.30. ábra. Állandó és arányos szabályozás módja.

Állandó nyomáskülönbség-szabályozás

Ennél a szabályozási módnál a szivattyú fordulatszámát úgy változtatjuk, hogy a szivattyú ál­tal létesített nyomáskülönbség a szállított térfogatáramtól függetlenül a beállított értéken ma­rad. A nyomáskülönbséget, mint szabályozási alapjelet a sorozat típusaitól függően az elekt­ronikus szabályozó berendezés az elektromosáram-adatokból vagy a csatlakozócsonknál be­épített nyomás távadók jeleiből képezi.

Állandó nyomáskülönbség-szabályozás alkalmazható

Kétcsöves fűtés termosztatikus szelepekkel, ahol nagy a fogyasztói beavatkozás lehetősége, pl.:

  • Kis ellenállású rendszer H<2 m,
  • Gravitációs rendszer szivattyús üzemre átállítva,
  • Fűtési rendszer erősen fojtott felszálló vezetékekkel,
  • Fűtési rendszer, ahol a teljes vízmennyiséget szállító főáramköri elemek (kazán, hőcse­rélő, gerincvezeték az első elágazásig) kis áramlási ellenállásúak,
  • Nagyobb hőfoklépcsőkre (pl. távfűtésre) átállított fűtési rendszer, Padlófűtés
  • Termosztatikus szelepekkel.

Egycsöves fűtés

  • Egycsöves termosztatikus szelepekkel,
  • Körönkénti zónaszabályozó szelepekkel.

Primer fűtési körök

  • Alacsony csőellenállással.

Arányos nyomáskülönbség-szabályozás

Ennél a szabályozási módnál a szabályozás parancsolt értéke és ennek megfelelően a szivattyú által létesített nyomáskülönbség a szállított térfogatárammal arányosan változik. Az ará­nyossági tényezőt minden esetben a névleges fordulatszámhoz választott maximális és Q=0 vízszállításnál annak 50%-át kitevő szállítómagassági értékek adják meg. A szabályozáshoz a térfogatáramra jellemző alapjelet az elektronikus egység a szivattyú adataiból számítja.

Arányos nyomáskülönbség-szabályozás alkalmazható:

Kétcsöves fűtés termosztatikus szelepekkel és csekély fogyasztói beavatkozási lehetőséggel, pl.:

  • Nagy ellenállású rendszer H > 4 m,
  • Fűtési rendszer hosszú elosztóvezetékkel,
  • Olyan fűtések, ahol a felszállóvezetéknél nyomáskülönbség-szabályozók vannak be­építve,
  • Fűtési rendszer, ahol a teljes térfogatáramot szállító főáramköri elemek (kazán, hőcse­rélő, gerincvezeték az első elágazásig) nagy áramlási ellenállásúak,
  • Fűtési rendszer kis hőfoklépcsővel.

Padlófűtések, egycsöves fűtések

  • Termosztatikus szelepekkel és nagy ellenállású főáramköri elemekkel (kazán, hőcseré­lő, gerincvezeték az első elágazásig).

Primer fűtési körök

  • Nagy csőellenállással.

Mindezekből kiderül, hogy olyan rendszereknél, ahol nagyok a csőátmérők, azaz kicsi az el­lenállás, ott célszerű állandó nyomásszabályozást alkalmazni. Akkor viszont, amikor kis át­mérőjű csövekből készítjük a fűtési rendszert, azaz nagy lesz a közös áramlási ellenállása, arányos nyomásszabályozást alkalmazzunk.

Hőmérséklet-vezérlés

Ha ezt a beavatkozási módot a szivattyún beállítjuk, az állandó vagy az arányos nyomáskü­lönbségi szabályozás alapjelét az elektronikus egység a szállított fűtővíz hőmérsékletétől függően arányosan változtatja (4.31. ábra).

4.31. ábra.

4.31. ábra. Hőmérséklet-vezérléssel végrehajtott szabályozás.

Ezáltal lehetőség adódik kisebb hőteljesítményű üzemállapotban a szivattyú energiafelhasználását tovább csökkenteni. Természetesen ez csak olyan fűtési rendszereknél alkalmazható, ahol a szivattyú az előremenő vezetékbe van sze­relve és az előremenő hőmérsékletet a hőigénynek megfelelően szabályozzák (pl. időjárás­függő hőmérséklet-szabályozás).

A hőmérséklet-vezérléses szabályozással különösen a fűté­si idény átmeneti időszakában és éjszakai csökkentett üzemállapotban nyílik lehetőség a szivattyúzási munka megtakarítására.

A közel állandó térfogatárammal üzemelő fűtési rendsze­rek (egyes padlófűtések, egycsöves fűtések) szivattyúinál nyomáskülönbség-szabályozás nem alkalmazható. Ilyen rendszereknél csak hőmérséklet-vezérléses szabályozással lehet a külső hőmérséklettől vagy időprogramtól függő hőigényváltozáshoz a szivattyút illeszteni.

Állandó fordulatszámú jelleggörbék

Ebben az üzemmódban a teljesítmény-szabályozó, típusá­tól függően, állandó feszültségű vagy állandó frekvenciájú árammal látja el a motort. A szivattyú munkapontjai a beál­lított fordulatszámnak megfelelő jelleggörbén lesznek, ha­sonlóan egy szabályozatlan szivattyúhoz. A szivattyú fordulatszáma a MAX és MIN jelleggörbéknek megfelelő ér­tékek között tetszőlegesen állítható be (4.32. ábra).

4.32. ábra.

4.32. ábra. Állandó fordulatszámhoz tartozó jelleggörbe.

Ilyen­kor a nyomáskülönbség szabályozás üzemen kívül van és ún. nyitott szabályozási kör alakul ki, hasonlóan egy szivattyú – motor – fordulatszám állító kombinációhoz.

MAX fordulatszámú jelleggörbe

Ennél az üzemmódnál a szivattyú a legnagyobb fordulatszámhoz tartozó jelleggörbe szerint (mint egy szabályozatlan szivattyú a legmagasabb fordulatszám-fokozatban) üzemel és kül­ső beavatkozó jelet nem fogad (4.33. ábra).

Ez a beállítás alkalmazható, ha ún. kézi üzem­módra van szükség, pl. próbajáratás, légtelenítés vagy ha külső jelre a szivattyú kikapcsol. A beállításra a szivattyú kapcsolódobozán lévő kezelőgomb szolgál. A szivattyú a MAX fordu­latszámra kapcsolható külső vezérlőjelek kel is, pl. használati melegvíz ún. előnykapcsolásos előállítása, amikor a tároló felfűtése szükséges.

MAX fordulatszámú üzemmód alkalmazható:

  • Hő ellátó rendszerek előnykapcsolásos és váltószelepes használati melegvíz termelés­sel, mint keringető szivattyú MAX fordulatszámmal,
  • Fagyveszélyes rendszerekben, ahol fagyveszély jelre gyors felfűtés szükséges,
  • Minden rendszernél, ahol kézi üzemre van szükség.

MIN fordulatszámú jelleggörbe

Ebben az üzemmódban a szivattyú alacsony (MIN) fordulatszámon (mint egy szabályozatlan szivattyú a legalacsonyabb fordulatszám-fokozatban) üzemel (4.33. ábra).

Ez a beállítás alkalmazható az alacsony terhelésű időszakokban (pl. átmeneti időszak, üzemszünet az épületben stb.). Erre a fordulatszámra kapcsolható külső ve­zérlőjellel a szivattyú, amikor időprogram alapján éjszakai üzemmódot akarunk alkalmazni, az energiamegtakarítás érdekében. Ilyenkor a legal­só kijelző lámpa villog. A szivattyú típusától füg­gően egy vagy két MIN jelleggörbe választható. Gyárilag az 1-es számú görbét állítják be.

MIN-fordulatszámú üzemmód alkalmazható:

Minden olyan berendezésnél, ahol külső vezérlő­jellel vagy kapcsolóórával időszakosan (pl. éjsza­ka, hétvégén, szabadság idején) csökkentett üzemre érdemes kapcsolni a szivattyú energiafel­használása és zajszintjének csökkentése érdeké­ben.

4.33. ábra. MAX - MIN szabályozásos jelleggörbe.

4.33. ábra. MAX – MIN szabályozásos jelleggörbe.

Kondenzvíz szivattyú

A kondenzvíz-szivattyúk automatikusan üzemelő átemelő berendezések, a kondenzációs kazánok által termelt kondenzvíz számára.

Amennyiben szükséges a kondenzvíz-szivattyúhoz egy semlegesítő berendezést is iktat­ni kell, hogy a csatornavezetéket megóvjuk az esetleges károsodástól.

A kondenzvíz-szivattyúval éghető folyadékot nem lehet szállítani. A kondenzvíz-szivattyút (ha­sonlóan a többi szivattyúhoz) folyadék nélkül működtetni nem szabad, mert javíthatatlan csap­ágykárosodást szenvedhet a berendezés. A kondenzvíz-szivattyú befoglaló méreteit, valamint a szerkezeti részeit a 4,35. ábra, 4.36. ábra, vala­mint a 4.6. táblázat tartalmazza.

4.34. ábra. Kondenzvíz-szivattyú kialakítása.

4.34. ábra. Kondenzvíz-szivattyú kialakítása.

4.35. ábra.

4.35. ábra. Kondenzvíz-szivattyú befoglaló méretei.

4.36. ábra.

4.36. ábra. Kondenzvíz-szivattyú szerkezeti felépítése.

4.6. táblázat. Kondenzvíz-szivattyú szerkezeti felépítése.

1 Kondenzátum bevezetés (átm. 24 mm) 10 Bajonettzáras visszaáramlás gátló
2 Kiegészítő bevezetőnyílás záródugóval (átm. 24 mm) 11 Nyílás a visszaáramlás gátló számára
3 Mágneses úszó 12 Nyomócsonk
4 Szerelő tartólemez 13 Tartály (hasznos térfogat 0,5 l)
5 Klip 14 Járókerék egység
6 Hálózati csatlakozókábel dugvillával (2 m) 15 Szivattyúülepítő
7 Riasztási csatlakozókábel (feszültségmentes 2 m) 16 Üzemmód kijelző
8 Elektronikus szintérzékelő 17 A szivattyú állórésze
9 Csatlakozás a nyomótömlő számára (14×2 mm, 6 m)

Kondenzvíz-szivattyúk műszaki adatai:

  • Hálózati feszültség: 100-230 V,
  • Frekvencia: 50/60 Hz,
  • Csatlakozási teljesítmény: 120W,
  • Áramfelvétel: 0,2-0,1 A,
  • Védettség: IP 44,
  • Savállóság: pH 2 vagy magasabb,
  • Maximális emelőmagasság: 45 kPa,
  • Maximális térfogatáram: 450 l/h,
  • Maximális környezeti hőmérséklet: +60 °C (rövid ideig +90 °C),
  • Tartály térfogat: 0,7 l (hasznos térfogat 0,5 1).

A kondenzátum-szivattyú jelleggörbéje a 4.37. ábra szerint látható.

4.37. ábra. Kondenzvíz-szivattyú jelleggörbéje.

4.37. ábra. Kondenzvíz-szivattyú jelleggörbéje.

Kondenzvíz-szivattyú szerelése

A kondenzvíz-szivattyút száraz helyiségekben (fagymentes és a léghőmérséklet nem lehet magasabb +60 °C-nál) a szállított szerelő-tartólemezzel kell a falhoz rögzíteni, a kondenzá­tum befolyócső alá. Figyelni kell a vízszintes szerelésre. Padlóra való szerelésnél biztosíta­ni kell a helyzetét. Célszerű falra rögzíteni.

A kondenzátum bevezetését szolgáló tömlőt ejtéssel kell a kondenzvíz-szivattyúhoz vezetni (4.38. ábra).

4.38. ábra.

4.38. ábra. Kondenzátum bevezető-és kivezető tömlő beépítése.

A tartály bevezető részébe olyan mélyen kell a tömlőt benyomni, hogy annak véletlenszerű kiesése kizárható legyen (ajánlott a második bevezető nyílásba is tömlőt helyezni, a bizton­sági szelep csepegő vizének elvezetésére).

A kondenzátum kivezetésére szolgáló nyomástömlőt ütközésig be kell nyomni a visszaáramlás gátló szele­pig. Célszerű ezt a tömlőt egy csőbilinccsel rögzíteni a kicsúszás elkerülése miatt. A visszaáramlás-gátlót az óramutató járásával megegyező irányba negyed fordu­lattal elfordítva rögzíteni.

Elektromos csatlakozás

Riasztás kimenet: ennek köszönhetően kikapcsolható a kondenzációs kazán, megakadályozva a kondenzátum további beáramlását, illetve a tartály túlcsordulását.

Működési próba: a kondenzvíz-szivattyú felszerelését követően tesztelni kell annak működését. Vizet kell tölteni a tartályba (kb. 0,3 l, a bevezető nyíláson) amíg a bekapcsolási szintet el nem érjük, és a szivattyú be nem kapcsol. Ha a szivattyúba szorult levegő a beépí­tett szárazfutás elleni védelmet aktiválja, akkor továb­bi 0,2 l vizet kell utánatölteni, és várni egy percet. A szivattyú az egy perc letelte után automatikusan újra bekapcsol.

A kondenzvíz-szivattyú leszerelése: a nyomótömlőt a visszaáramlás-gátlóval együtt, az óra­mutató járásával ellentétes irányban negyed fordulatot tekerve, szereljük le a szivattyúról. A kondenzátum bevezető tömlőt ezt követően figyelmesen húzzuk ki a tartályból.

Jó tanács

Figyelem! A kondenzációs készülékből származó kondenzátumok agresszívek. Kerülni kell a tartályban levő maradék kondenzátummal, a kondenzátum bevezető csövében vagy a nyomócsőben ta­lálható kondenzátummal való érintkezést!

Szivattyúk tönkremenetele

A forgó alkatrészek, a fűtési rendszerre való érzékenység, és egyéb jellemzők a szivattyú tönkremenetelét okozhatják:

  • Ha a fűtővíz viszkozitása magas, a szivattyú túlterhelődik.
  • Ha helyes kiválasztás ellenére a hibás beszabályozás miatt nagyobb mennyiségű fűtő­vizet szállít.
  • Túlterhelés éri a szivattyút, ha a forgórészbe szennyeződés kerül, elakad.
  • A motor hűtésének hiányában túlmelegszik.

A szivattyúkat ellátják olyan termikus működésű kapcsolókkal, amelyekkel a túlzott áram­felvétellel járó túlterhelés megakadályozható. Ebben az esetben a motor leáll, ha a beállított értéket túlhaladja.