Гидромодули для чиллеров Фригодизайн Промышленные насосные агрегаты Фригодизайн Промышленные насосные установки Фригодизайн

В статье Насосные агрегаты и гидромодули ФРИГОДИЗАЙН® в системах холодоснабжения приведены конкретные примеры их конструктивного исполнения в зависимости от назначения.

Описание конструкции промышленных циркуляционных насосных установок

Промышленные насосные установки предназначены для обеспечения циркуляции хладоносителя, теплоносителя или хладагента в централизованных системах холодоснабжения, отопления и кондиционирования промышленных предприятий и гражданских зданий. Производство насосных установок под торговой маркой Фригодизайн® находится в России на территории московской области.

Применение циркуляционных насосных установок в децентрализованных системах холодоснабжения, отопления и кондиционирования воздуха позволяет компенсировать изменения нагрузки в достаточно больших пределах, а также обеспечивает регулирование нескольких уровней температур хладоносителя или теплоносителя для потребителей. В качестве хладоносителя или теплоносителя используется вода и водные растворы гликолей, солей или жидкости с низкой температурой кристаллизации. Технологические насосные установки используются для циркуляции  различных жидкостей в технологических процессах различных промышленных предприятий. Конструкция промышленных насосных установок согласовывается с заказчиком и может иметь несколько контуров, любое количество насосов, специальные присоединительные и габаритные размеры, и множество разнообразных дополнительных опций.

В конструкции циркуляционных насосных установок используются надежные высокоэффективные центробежные насосы с высоким КПД и низким энергопотреблением. Автоматизация насосных установок позволяет обеспечить их высокую надежность благодаря применению резервных насосов и автоматическому пуску резервного насоса в случае остановки основного. Арматура насосных установок, установленная перед каждым насосом и после него обеспечивает быструю замену или ремонт насоса без остановки насосной установки и потери перекачиваемой жидкости. Защиту от загрязнений обеспечивает фильтр, установленный перед каждым центробежным насосом, который можно отсечь от циркуляционного контура с помощью запорной арматуры и прочистить без остановки насосной установки и потери хладоносителя или теплоносителя. Для открытых систем, где возможно непрерывное попадание в циркуляционный контур различных загрязнений возможно применение специального контура очистки жидкости с отдельным насосом и автоматическим самопромывным фильтром. Насосные установки имеют сливной (он же заправочный) вентиль установленный на трубопроводе или на емкости в самой нижней точке, а также дренажный вентиль или автоматический воздухоотводчик, установленный на трубопроводе в самой верхней точке. Трубопроводы промышленных насосных установок могут изготавливаться из углеродистой или нержавеющей стали, а также из пластика.

Промышленные циркуляционные насосные установки могут изготавливаться в модульном и моноблочном исполнении. Модульные насосные установки состоят из нескольких модулей соединяемых на месте монтажа. Преимуществом такой конструкции является возможность подключения в будущем дополнительных модулей с целью увеличения производительности или расширения функциональных возможностей насосной установки. В состав моноблочных насосных установок могут входить различные емкости: открытого типа из нержавеющей стали или пластика, закрытого типа (работающие под давлением) из углеродистой или нержавеющей стали. Пластиковые емкости изготовлены из полиэтилена или полипропилена и отличаются низкой массой, высокой прочностью, высокой коррозионной стойкостью и низкой теплопроводностью. Они имеют очень большой срок службы, легко моются, и их можно использовать для питьевой воды и пищевых жидкостей. Емкости и все трубопроводы циркуляционных насосных установок покрываются слоем теплоизоляции. Материал и толщина теплоизоляции выбирается исходя из рабочей температуры перекачиваемой жидкости и специальных требований заказчика. Для компенсации теплового расширения жидкости используются мембранные баки.

Циркуляционные насосные установки с емкостью закрытого типа или с мембранным баком обязательно оснащаются предохранительным клапаном для защиты их от разрыва при повышении давления выше предельно допустимого. В состав насосных установок также могут входить пластинчатые теплообменники для охлаждения или нагрева воды, пищевых жидкостей и хладоносителей или теплоносителей другого контура, а также автоматические вентили для регулирования температуры, давления и расхода. Контроль работы центробежных насосов и состояние фильтров может производится визуально по манометрам, установленным на входе и выходе насосов или насосной установки, а также автоматически с помощью датчиков давления, расхода и температуры, установленных на трубопроводах, и электронных контроллеров установленных в шкафу управления насосной установкой. Электрооборудование насосных установок и состав измерительных приборов и средств автоматики зависит от требований заказчика.

Шкаф управления насосной установкой по желанию заказчика может устанавливаться непосредственно на раму насосной установки или поставляться в отдельной упаковке. В этом случае на раме насосной установки устанавливается клеммная коробка. Шкаф управления насосной установкой имеет степень защиты IP54 или выше. В его состав входят: входной силовой рубильник или выключатель питания, автоматы защиты насосов или тепловые реле, контакторы насосов, сигнальные лампы, ручные выключатели насосов и различные электронные приборы защиты и автоматического управления в зависимости от требований заказчика.

Управление насосной установкой в дополнение к ручному управлению насосами может предусматривать автоматическое. Автоматические насосные установки обеспечивают ступенчатое с помощью электронного контроллера или плавное с помощью частотного привода управление насосами по датчику давления, температуры или расхода с целью обеспечения заданного значения давления, температуры или расхода. Производительность (мощность) насосной установки регулируется за счет автоматического включения (выключения) нескольких насосов или за счет изменения частотным приводом частоты вращения вала насоса. Параметры насосных установок могут контролироваться системой компьютерного управления и мониторинга с выходом на удаленный компьютер предприятия, а через интернет на любой удаленный компьютер.

Рама насосной установки изготавливается из стального профиля с помощью сварки и окрашивания. На неё установлены все элементы конструкции, соединены трубопроводами и подключены к шкафу управления или клеммной коробке. Испытания насосных установок производятся давлением воды на герметичность и прочность (насосные холодильные установки и насосно-компрессорные установки проходят испытания сухим азотом). После испытаний внутренний контур заполняется сухим азотом до избыточного давления 1 бар для консервации. После сборки и проверки шкаф управления насосной установки проходит дополнительную проверку и испытания после его подключения в сборе со всей установкой..

Энергосберегающие опции промышленных циркуляционных насосных установок

Для экономии электроэнергии, тепла или холода циркуляционные насосные установки в зависимости от их применения могут оснащаться различными рекуперативными теплообменниками, а также емкостями для накопления горячей воды или теплоносителя.

Наиболее распространенным для циркуляционных насосных установок способом экономии электроэнергии является применение частотного привода насосов. Известно, что более 80% времени системы холодоснабжения, отопления и кондиционирования работают с частичной нагрузкой. При этом, чем меньше нагрузка, тем меньший расход жидкости требуется потребителям холода (тепла). В системах, где нет частотного привода насосов, расход жидкости регулируется ручным или автоматическим вентилем, но насос при этом работает на полную мощность и, следовательно, при снижении нагрузки нет никакой экономии энергии.

Мощность, потребляемая центробежным насосом, находится в кубической зависимости от скорости вращения рабочего колеса. Р=f(Q3). Производительность насоса Q прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса. Следовательно уменьшение скорости вращения рабочего колеса насоса в 2 раза приводят к уменьшению потребляемой мощности насоса в 8 раз. Таким образом, видно, что частотно-регулируемый привод значительно эффективнее, чем регулирование дросселированием.

Частотный привод насоса также позволяет регулировать скорость вращения насоса и обеспечивать постоянное давление в трубопроводе подачи и необходимый расход жидкости, а также обеспечивает значительную экономию электроэнергии. Причем чем больше мощность насоса, тем больше экономия электроэнергии. Это видно из приведенной внизу таблицы. Кроме того, частотный привод снижает пусковой ток насоса до значения рабочего тока, что дает дополнительную экономию электроэнергии, а также снижает нагрузку на сеть и на электродвигатель насоса, увеличивает ресурс электродвигателя и обеспечивает его дополнительную защиту.

Частота 60 Гц 55 Гц 50 Гц 45 Гц 40 Гц 35 Гц 30 Гц
Энергопотребление (расчётное значение) 100,0% 77,0% 57,0% 42,0% 30,0% 20,0% 13,0%
Энергопотребление насоса P=0.75 кВт 100,0% 82,0% 74,0% 66,0% 59,0% 53,0% 47,0%
Энергопотребление нaсоса P=45 кВт 100,0% 77,5% 60,6% 45,0% 32,4% 22,5% 15,4%
Энергопотребление насоса P=55 кВт 100,0% 76,5% 58,0% 43,0% 31,2% 21,2% 15,3%