Центробіжні насоси забезпечують необхідну циркуляцію теплоносія між агрегатами і споживачами тепла. Регулювання їхньої роботи дає змогу підвищити енергоефективність усієї системи й адаптувати її під конкретні умови експлуатації.
Регулювання подачі та напору центробіжного насоса здійснюється різними методами, які дають змогу адаптувати його роботу під конкретні завдання. Основні методи регулювання включають механічні, гідравлічні та електричні способи:
Механічне регулювання центробіжного насоса
Дроселювання на нагнітальній стороні
- Використовується клапан (засувка) на виході насоса для зменшення подачі за рахунок збільшення опору в трубопроводі.
- Перевага: Простота реалізації.
- Недолік: Втрати енергії, що знижує загальну ефективність системи.
Дроселювання на нагнітальній стороні досягається встановленням регулювальної арматури, наприклад, кульового крана або засувки, у вихідному трубопроводі відцентрового насоса. Для цього потрібно заздалегідь передбачити місце для встановлення клапана. У процесі експлуатації вручну або автоматично регулюється положення клапана, що змінює опір у трубопроводі і, відповідно, знижує подачу. Важливо контролювати тиск у системі, щоб уникнути перевантаження насоса або переходу в кавітаційний режим. Цей метод простий, але пов’язаний із втратами енергії, оскільки насос продовжує працювати на повну потужність, а надлишок енергії витрачається даремно.
Зміна робочого діаметра крильчатки
- Обрізка або заміна крильчатки для зміни характеристик відцентрового насоса.
- Перевага: Постійна зміна параметрів без додаткових пристроїв.
- Недолік: Неможливість оперативного регулювання.
Зміна робочого діаметра крильчатки передбачає фізичну модифікацію насоса. Для цього необхідно зняти насос з експлуатації, розібрати його і демонтувати робоче колесо. Діаметр крильчатки може бути зменшений шляхом обрізки або заміни на крильчатку меншого розміру. Цей спосіб дає змогу змінити параметри насоса без додаткового обладнання, але він вимагає точних розрахунків, оскільки зміна діаметра незворотна.
Гідравлічне регулювання центробіжного насоса
Байпасування (перепуск)
- Встановлення перепускного клапана, який повертає частину рідини назад у всмоктувальну лінію.
- Перевага: дає змогу підтримувати постійний напір за зміни подачі.
- Недолік: Значні втрати енергії на рециркуляцію рідини.
Байпасування реалізується завдяки встановленню перепускного клапана, який з’єднує напірну і всмоктувальну лінії. Частина рідини повертається назад у вхід відцентрового насоса, що дає змогу знизити подачу без зміни напору. Для реалізації цього методу необхідний проєкт перепускного трубопроводу, відповідний клапан і система управління. При цьому значна частина енергії втрачається, оскільки насос продовжує перекачувати повний об’єм рідини.
Зміна вхідних умов
- Встановлення регульованого вхідного клапана (шибера), що зменшує потік рідини на вході.
- Перевага: Зниження навантаження на насос.
- Недолік: Ризик кавітації через зниження тиску на вході.
Зміна вхідних умов досягається встановленням регульованого шибера на вході насоса. Пристрій зменшує обсяг рідини, що надходить, знижуючи навантаження на насос. Однак важливо враховувати, що надмірне зменшення подачі може призвести до кавітації, тому потрібен постійний контроль тиску і температури на вході.
Електричне регулювання відцентрового насоса
Регулювання частоти обертання двигуна (частотний перетворювач)
- Зміна частоти живлення електродвигуна для регулювання швидкості обертання робочого колеса.
- Перевага: Енергозбереження та висока точність регулювання.
- Недолік: Більш висока вартість обладнання.
Регулювання частоти обертання двигуна з використанням частотного перетворювача є найбільш енергоефективним способом. Встановлюється частотний перетворювач, який підключається до електродвигуна насоса. З його допомогою можна плавно змінювати частоту обертання двигуна, що пропорційно змінює подачу і натиск. Для реалізації потрібне придбання і встановлення перетворювача частоти, а також налаштування системи управління. Цей метод дає змогу економити енергію, оскільки потужність насоса зменшується під час зниження обертів.
Для систем, де відцентровий насос працює у зв’язці з чилером, регулювання подачі та напору особливо важливе, оскільки воно дає змогу забезпечити оптимальний режим роботи теплообмінників і підтримувати стабільну температуру в контурі охолодження.
Перемикання числа полюсів двигуна
- Використання електродвигунів зі змінним числом полюсів для регулювання швидкості.
- Перевага: Надійність.
- Недолік: Обмежена кількість фіксованих швидкостей.
Перемикання числа полюсів двигуна досягається використанням багатошвидкісних електродвигунів. Для цього потрібен двигун із можливістю зміни числа полюсів, що дає змогу перемикатися між фіксованими швидкостями. Реалізація вимагає коректного налаштування електрообладнання і розподільного щита.
Аеродинамічне регулювання (для насосів з відкритими колесами)
Зміна кута напрямних лопаток або лопатей робочого колеса
- Регулювання потоку рідини шляхом зміни кута нахилу лопаток.
- Перевага: Можливість оперативного налаштування параметрів.
- Недолік: Складність конструкції.
Для насосів із відкритими колесами можна використовувати зміну кута нахилу лопаток. Це реалізується через встановлення регульованого механізму, який дає змогу змінювати кут лопаток у процесі роботи. Така система забезпечує гнучкість налаштування параметрів насоса, але потребує складного механічного та електронного обладнання. Зазвичай цей метод застосовується в спеціалізованих насосах, де важливе точне налаштування робочих характеристик.
Вибір методу регулювання відцентрового насоса
Метод вибирають залежно від вимог до точності регулювання, енергоефективності, надійності та економічної доцільності. Найсучаснішим та енергоефективним способом є використання частотного перетворювача, особливо в системах зі змінним навантаженням.
