انواع پمپ سیرکولاتور

• پمپ سیرکولاتور خطی

این نوع پمپ های سیرکولاتور بر روی مدار نصب می شوند و می توانند تک قلو، دوقلو، تک دور یا چنددور باشند.

• پمپ تک قلو: این نوع پمپ ها دارای یک پروانه هستند که درون پوسته کار می کنند.
• پمپ دوقلو: دو پروانه موازی که با هم کار می کنند و خط تخلیه و خط مکش مشترک دارند.
• پمپ های چند دور: این پمپ ها می توانند با تغییر دور موتور، میزان فشار آب را با میزان مصرف ثابت کنند.

• پمپ سیرکولاتور زمینی

پمپ های سیرکولاتور زمینی به علت ابعاد بزرگ، سنگین هستند و پمپ باید بر روی زمین نصب شود.

پمپ های سیرکولاتور یا به صورت گلند دار یا بدون گلند طراحی می شوند. در پمپ هایی که آب بندی وجود ندارد، طراحی به گونه ای است که سیال موتور را نیز خنک می کند.

پمپ سیرکولاتور از اجزاء و قطعات زیر تشکیل شده است:

• – الکترو موتور
• – یاتاقان
• – چرخ گردان پره‌دار یا پروانه
• – کاسه نمد
• – دهانه تخلیه
• – دهانه مکش
• – موتور
• – دینام
• – واسطه
• – واسطه تبدیلی
• – شفت (یا شافت یا محور)
• – کوپلینگ

کاربرد پمپ سیرکولاتور

• سیرکوله آب داغ در سیستم های تاسیساتی و تهویه
• سیستم های شستشوی صنعتی با آب داغ
• استفاده در سیستم های گرمایشی و سرمایشی، خانگی و صنعتی
• پمپ سیرکولاتور شوفاژ : این نوع پمپ برای به گردش در آوردن آب در سیستم های گرمایش خانگی استفاده می شود.

• پمپ سیرکولاتور پکیج
• پمپ‌های سیرکولاتور خطی استیل برای سیال‌های شیمیایی، صنعتی و سیستم‌های شستشو در صنعت استفاده می‌شود.
• پمپ سیرکولاتور از پر‌مصرف‌ترین و محبوب‌ترین پمپ‌ها در صنعت تأسیسات هستند.
• پمپ سیرکوله استخر

همانطور که اشاره شد یکی از کاربردهای وسیع پمپ های سیرکولاتور یا Circulator pump در سیستم گرمایش خانه ها می باشد. که برای سیرکوله کردن آب در خانه استفاده می شود.شکل زیر مصرف این نوع پمپ را در خانه ها نشان می دهد.

مشخصات فنی پمپ سیرکولاتور

• دبی: در پمپ های سیرکولاتور فقط هد دینامیک وجود دارد. در دبی صفر هد نیز صفر است. و از طرفی دیگر به علت وجود اصطکاک در اتصالات، دبی پمپ افت خواهد داشت.
• طول مسیر بحرانی: پمپ های سیرکولاتور برای گردش در یک مسیر بسته استفاده می شوند. از این رو دورترین نقطه ای که سیال باید پمپاژ شود اهمیت دارد.
• دارای سنسورهای حرارتی برای جلوگیری از سوختن الکتروموتور هستند.

• هنگام خراب شدن الکترو پمپ ، آنها دارای زنگ هشدار هستند.
• پمپ های سیرکولاتور خطی می توانند فشار را تا ۱۲ بار تحمل کنند.
• محور پمپ ها توسط مهر و موم مکانیکی آب بندی شده است.
• الکتروپمپ ها توسط کوپلینگ واسطه ای، کوپل می شوند.
• پروانه ها از پلی آمید ساخته شده اند که در برابر رسوبات و خوردگی مقاوم هستند.
• شافت ها از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند.
• کاسه های آب بندی مختلفی برای دما، فشار و مایعات مختلف دارند.
•  

محاسبه و انتخاب پمپ سیرکولاتور

چون در سیستم های گردشی هد استاتیک وجود ندارد و تنها هد، هد دینامیکی (افت اصطکاک) است. بنابراین در منحنی سیستم آن در جریان صفر، هد صفر است. 

برای محاسبه دبی و هد پمپ به روش زیر عمل می کنیم:

محاسبه هد پمپ سیرکولاتور

چون سیستم های گرمایش و سرمایش سیکل بسته ای را طی می کنند، پمپ های سیرکولاتور فشار سیستم را بالا نمی برد و تنها افت فشار طولی و محلی ناشی از سیستم لوله کشی، شیرآلات، دیگ، فن و غیره را جبران می کند. پمپ باید آب را در دورترین پخش کننده حرارت یا برودت به گردش در بیاورد، بنابراین هد پمپ سیرکولاتور براساس افت فشار طولی و محلی بحرانی ترین مسیر (معمولا دورترین مسیر) محاسبه می گردد.

افت فشار طولی

این افت ناشی از اصطکاک آب یا سیال با جدار لوله است که به زبری لوله، سرعت سیال و قطر لوله وابسته می باشد و می تواند از معادله دارسی-ویسباخ محاسبه شود. چون استفاده از این رابطه زمان بر است می توان با دقت خوبی از رابطه زیر استفاده کرد:

h₁=0.025 * L

h₁: افت طولی

L: مجموع طولانی ترین مسیر رفت و برگشت (متر)

0.025: مقدار افت مجاز در سیستم بسته در هر متر لوله

افت فشار محلی

افت ناشی از شیرآلات، زانوها، دیگ و چیلر آخرین وسیله پخش کننده است. افت شیرآلات و زانوها را می توان 50% افت طولی درنظر گرفت.

h₂=0.5 * h₁

افت فشار دیگ، چیلر، فن کوئل و سایر تجهیزات را می توان از کاتالوگ بدست آورد.

مجموع افت های محاسبه شده در بالا، هد پمپ سیرکولاتور را تشکیل می دهد.

در محاسبه هد باید دقت کافی صورت بگیرد، اگر مقدار هد محاسبه شده از هد واقعی سیستم بیشتر باشد منجر به افزایش توان و آمپر کشیدن موتور می شود.

محاسبه دبی پمپ سیرکولاتور

دبی پمپ سیرکولاتور به بار حرارتی و یا سرمایشی ساختمان بستگی دارد که از رابطه زیر بدست می آید:

Q = q ÷ (500 * ∆T)

Q: دبی (گالن بر دقیقه)

q: بار حرارتی (بی تی یو بر ساعت یا Btu/hr)

T∆: اختلاف دما

اختلاف دما در سیستم های حرارت مرکزی برابر با 20 درجه فارنهایت (11 درجه سانتی گراد) و در سیستم های سرمایش برابر با 10 درجه فارنهایت (5.5 درجه سانتی گراد) است. به این ترتیب در سیستم های گرمایش هر GPM برابر با 10000 بی تی یو و در سیستم سرمایش هر گالن بر دقیقه برابر با 5000 بی تی یو خواهد بود.

با در نظر گرفتن هر تن تبرید برابر با  12000 بی تی یو، به ازای هر تن تبرید 2.4 گالن در دقیقه دبی لازم است.

برای محاسبه دبی پمپ برگشت آب گرم از رابطه زیر استفاده می کنیم:

Q = {(L₁ + L₂) * λ} ÷ 10000

λ:

• لوله های عایق شده، 30 بی تی یو بر فوت ساعت
• لوله های غیر عایق، 60 بی تی یو بر فوت ساعت

Q: دبی

(L₁+L₂): طول کل لوله کشی رفت و برگشت آبگرم مصرفی

• قطر لوله آب گرم مصرفی باید طوری انتخاب شود که سرعت آب در محدوده 2 تا 6 فوت بر ثانیه باشد.
• در عمل ممکن است دبی پمپ را 30% دبی پمپ اصلی گرفت. معمولا قطر لوله برگشت آب گرم مصرفی را 2 تا 3 سایز کمتر از لوله رفت می گیرند.

نکته حائز اهمیت این است که چون پمپ سیرکولاتور برای تامین بار کامل انتخاب می شود، حال اگر دور پمپ ثابت باشد با کاهش انرژی، اختلاف دمای رفت و برگشت کاهش می یابد. به همین دلیل باید دبی سیستم کنترل شود.

کنترل دبی پمپ های سیرکولاتور

با توجه به اینکه طراحی براساس بار حداکثری صورت می گیرد، متاسفانه برخی طراحان کم تجربه پمپ را بزرگتر انتخاب می کنند. در صورتی که اگر پمپ دست بالا هم انتخاب نشده باشد در بیشتر مواقع بالاتر از نیاز است، چون ساختمان در محدوده زمانی خاصی در پیک بار است.

روش های کنترل دبی پمپ سیرکولاتور

1. خفه کردن جریان (Throttle valve)
   • استفاده از شیرهای دوراهه جهت کنترل جریان در سیستم های هیدرولیک متداول است. نمونه ای از این شیرها، شیر ترموستاتیک رادیاتور است. البته باید به این نکته توجه کرد که کاهش بیش از حد دبی باعث آسیب به پمپ نشود.
2. بای پس کردن جریان (Bypass valve)
   • شیرهای سه راهه، ارتباطی بین مسیر رفت و برگشت ایجاد می کنند و درصدی از جریان می تواند بدون وارد شدن به سیستم، از مسیر رفت به مسیر برگشت بازگردد. افزایش دبی باعث افزایش توان پمپ می شود و در نتیجه آمپر مصرفی افزایش می یابد. باید توجه داشت که این افزایش از حد مجاز خارج نشود و به پمپ آسیب نرساند.
3. آرایش و تعداد پمپ ها
   • کم هزینه ترین روش کنترل دبی، استفاده از پمپ های موازی است.
4. تغییر قطر پروانه
   • طبق قواین تشابه، تغییر قطر پروانه پمپ های سانتریفیوژ سبب تغییر منحنی عملکرد پمپ می شود. پس از تراش پروانه و تغییر قطر، امکان برگشت به حالت قبل وجود ندارد.
5. تغییر دور پمپ، که در پمپ های سیرکولاسیون به چند روش انجام می شود:
   • پمپ های چند دور (2 یا 3 دور): در این پمپ ها، دور به صورت دستی تقسیم می شود. پمپ های چند دور سیرکولاتور از نوع روتور تر (Wet rotor) هستند و آب بندی مکانیکی ندارند. آب وارد محفظه روتور شده و آن را خنک می کند. این پمپ ها نیازی به روغن کاری ندارند. موتور این پمپ ها در زمان نصب چه در خطوط افقی و چه در خطوط عمودی، حتما باید به صورت افقی قرار بگیرد تا آب بتواند به آن وارد شود. معمولا تا توان 2.5 کیلووات ساخته می شوند.

شکل زیر روش نصب صحیح و اشتباه پمپ های سیرکولاتور روتور تر را نشان می دهند.