پمپ سیرکولاتور چیست؟
پمپ سیرکولاتور یکی از انواع پمپ ها است که در دو مدل پمپ بدنه فولادی و پمپ بدنه چدنی عرضه می شود. این پمپ یکی از پمپ های مرکزی و معمولاً برای سیرکوله کردن آب استفاده می شود و می تواند با مایعاتی تا دمای ۱۰۰ تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد مقابله کند.

مشخصات فنی پمپ سیرکولاتور
پمپ سیرکولاتور چیست؟
اما گفتیم پمپ های سیرکولاتور از نوع مرکزی هستند و برای سیرکوله کردن آب (گرم یا سرد) در سیستم های توزیع حرارت و سرمایش استفاده می شوند، تا بار حرارتی و سرمایشی ساختمان ها و برج های خنک کننده را تأمین کنند. این انواع پمپ ها بر اساس قرارگیری در مدار به دو دسته تقسیم می شوند.
انواع پمپ های سیرکولاتور
خطی (In Line):
این پمپ ها بر روی مدار نصب می شوند و می توانند تکی یا دوتایی و دوری تکی یا چند دوری باشند.

جذب پایانی: در ظرفیت های بالا، پمپ و الکتروپمپ سنگین می شوند و مدار نمی تواند وزن آن را تحمل کند. در این صورت، روی شاسی روی زمین قرار می گیرد و از جذب لرزش استفاده می شود (پمپ های خطی بزرگ نیز بر روی زمین نصب می شوند).
ویژگی های پمپ سیرکولاتور خطی یا پمپ سیرکولاتور
ماده بدنه پمپ: چدن، فولادی

ماده ترکیبی پمپ: چدن، فولادی و برنج

برچسب انرژی الکتروپمپ: دسته بندی مصرف A و B

فاز تک و سه فاز

یک دور، دو دور، سه دور، چهار دور

سرعت پمپ الکتروموتور: ۱۵۰۰ و ۳۰۰۰

پمپ سیرکولاتور خطی جذب منفی ندارد و به همین دلیل برای پمپ کردن مایع، مایع باید بر روی این نوع پمپ نصب شود.

عملکرد بسیار ساکت

اندازه پمپ: از ۰٫۵ تا ۶ اینچ

در دو نوع با واسط (استوانه) و آتوترم یا موتور خشک بدون واسط
کاربرد پمپ سیرکولاتور خطی
پمپ گرمایش (پمپ گرمایش یا پمپ سیرکولاتور گرمایش یا پمپ سیرکولاتور حرارتی)

پمپ بسته

پمپ استخر

الکتروپمپ های بدنه فولادی و پره از آن برای پمپ کردن مایعات شیمیایی و سیستم های شستشوی صنعتی استفاده می شود.

در سیستم های لوله کشی و تهویه مطبوع، پمپ سیرکولاتور آب گرم

سیستم شستشوی صنعتی با آب گرم

سیستم گرمایشی خانگی و صنعتی

کاربرد پمپ سیرکولاتور
پمپ سیرکولاتور برای استفاده در کاربردهای متعددی به کار می رود، که در زیر آنها را ذکر می کنیم:
پمپ بازگشت آب گرم
برای اینکه آب گرم همیشه در نزدیک ترین نقطه و در دسترس برای مصرف کننده باشد، باید از یک پمپ برای سیرکوله کردن آب گرم در مخزن و لوله ها استفاده شود. این پمپ به عنوان پمپ بازگشت آب گرم نامیده می شود.
پمپ سیرکولاسیون آب گرم
پمپی که برای سیرکوله کردن آب گرم در سیستم آب گرم خانگی و سیستم گرمایش مرکزی استفاده می شود، پمپ سیرکولاسیون آب گرم نامیده می شود.
چگونه پمپ گردشی را انتخاب کنیم؟
روش انتخاب پمپ بازگشت آب گرم به شرح زیر است:

اگر طول لوله آب گرم بیش از ۳۰ متر باشد، لوله بازگشتی و پمپ برای گردش آب گرم در نظر گرفته می شود تا آب را در لوله آب گرم گرم نگه دارد و از اتلاف آب جلوگیری شود.
محاسبه و انتخاب پمپ گردشی
به این دلیل که در سیستم های گردشی هیچ سر ثابتی وجود ندارد و تنها سر دینامیکی (از دست دادن فشار) است. بنابراین در منحنی سیستم خود در جریان صفر، سر صفر است.

برای محاسبه جریان و سر پمپ، از روش زیر استفاده می شود:
محاسبه سر پمپ گردشی
زیرا سیستم های گرمایشی و سرمایشی از طریق یک چرخه بسته عبور می کنند، پمپ های گردشی فشار سیستم را افزایش نمی دهند و فقط فشار طولی و محلی که به علت سیستم لوله کشی، شیر، بویلر، فن و غیره ایجاد می شود را جبران می کنند. پمپ باید آب را در دورترین توزیع کننده گرما یا سردای که بعیدترین مسیر (معمولا مسیر دورترین) است، گردش دهد، بنابراین سر پمپ گردشی بر اساس افت فشار طولی و محلی از مسیر بحرانی ترین محاسبه می شود.
افت فشار طولی
این اتلاف به علت اصطکاک آب یا مایع با دیواره لوله است که به بستگی به خشونت لوله، سرعت مایع و قطر لوله است و می توان از رابطه دارسی-ویسباخ برای محاسبه آن استفاده کرد. به دلیل اینکه استفاده از این رابطه زمان بر است، رابطه زیر را می توان با دقت مناسب به کار برد:

h 1 = 0.025 * L

Arian, [04/25/2023 7:57 PM]

h1: کاهش طولی

L: مجموع طول مسیر به صورت دور و بر (متر)

0.025: کاهش قابل قبول در سیستم بسته برای هر متر لوله
کاهش فشار محلی
کاهش فشار از سوی شیرها، کوع ها، بویلرها و چیلرها آخرین راه توزیع است. کاهش شیر و کوع می‌تواند به عنوان 50% کاهش طولی محسوب شود.

h2=0.5*h1

کاهش فشار بویلر، چیلر، فن کوئیل و دیگر تجهیزات می‌تواند از کاتالوگ به دست آید.

مجموع کاهش های محاسبه شده بالا، سر پمپ گردشی را تشکیل می‌دهد.

دقت کافی باید در محاسبه سر انجام شود، اگر مقدار سر محاسبه شده بیشتر از سر واقعی سیستم باشد، منجر به افزایش قدرت و آمپراژ موتور خواهد شد.
محاسبه جریان پمپ گردشی
نرخ جریان پمپ گردشی به بار گرمایی یا سردایش ساختمان بستگی دارد، که از رابطه زیر به دست می‌آید:

Q=q÷(500*∆T)

Q: نرخ جریان (گالن در دقیقه)

q: بار گرمایی (Btu/hr)

T∆: تفاوت دما

تفاوت دما در سیستم‌های گرمایش مرکزی 20°F (11°C) و در سیستم‌های سردایش 10°F (5.5°C) است. به این ترتیب، در سیستم‌های گرمایش، هر گالن در دقیقه برابر با 10،000 BTU خواهد بود و در سیستم‌های سردایش، هر گالن در دقیقه برابر با 5،000 BTU خواهد بود.

با توجه به اینکه هر تن یخچالی برابر با 12،000 Btu است، برای هر تن یخچالی، نرخ جریان 2.4 گالن در دقیقه لازم است.

برای محاسبه نرخ جریان پمپ بازگشت آب گرم، از معادله زیر استفاده می‌کنیم:

Q={(L1+L2)*λ}÷10000

l:

لوله‌های عایق دار، 30 Btu/ft

لوله‌های بدون عایق، 60 Btu/ft

Q: دوبی

(L1+L2): مجموع طول لوله‌کشی برای اسپا

قطر لوله آب گرم باید به گونه‌ای انتخاب شود که سرعت آب در محدوده 2 تا 6 فوت در ثانیه باشد. در عمل، نرخ جریان پمپ ممکن است 30% از نرخ جریان پمپ اصلی باشد. معمولاً، قطر لوله بازگشت آب گرم، 2 تا 3 سایز کوچکتر از لوله خروجی است.

نکته مهم این است که به دلیل اینکه پمپ گردشی برای تأمین بار کامل انتخاب شده است، اگر سرعت پمپ ثابت باشد، تفاوت دمای بازگشتی با کاهش انرژی کاهش می‌یابد. به همین دلیل، نرخ جریان سیستم باید کنترل شود.
کنترل جریان پمپ‌های گردشی
با توجه به اینکه طراحی بر اساس بار بیشینه است، متأسفانه برخی طراحان غیرماهر یک پمپ بزرگتر را انتخاب می‌کنند. اگر پمپ دستی بالا انتخاب نشود، در اکثر موارد بالاتر از نیاز خواهد بود، زیرا ساختمان در زمانی از بار بیشینه خود است.

روش‌های کنترل جریان پمپ سیرکولاتور
شیر تنظیم جریان
استفاده از شیرهای منحرف کننده برای کنترل جریان در سیستم‌های هیدرولیک شایع است. مثالی از این شیرها شیر ترموستاتیک رادیاتور است. البته باید توجه داشت که کاهش جریان زیاد نباید باعث آسیب به پمپ شود.
شیر تخلیه
شیرهای سه راهه ارتباطی بین مسیر جریان و مسیر بازگشت ایجاد می کنند و درصدی از جریان می تواند به مسیر بازگشت برگردد بدون اینکه به سیستم وارد شود. افزایش نرخ جریان باعث افزایش قدرت پمپ می شود و به عنوان نتیجه، مصرف آمپر افزایش می یابد. باید توجه داشت که این افزایش حداکثر مجاز را نتجیه نمی دهد و پمپ را آسیب نمی رساند.
ترتیب و تعداد پمپ ها
ارزانترین روش کنترل جریان، استفاده از پمپ های موازی است.
تغییر قطر پروانه
طبق قواعد شباهت، تغییر قطر پروانه پمپ های مرکزی باعث تغییر منحنی عملکرد پمپ می شود. پس از چرخش پروانه و تغییر قطر، بازگشت به وضعیت قبلی ممکن نیست.

تغییر سرعت پمپ، که در پمپ های گردشی به چندین روش انجام می شود:

پمپ های چند دوره (2 یا 3 دور): در این پمپ ها، دور به صورت دستی تقسیم می شود. پمپ های چند دوره ی نوع روتور مرطوب هستند و دارای درب بندی مکانیکی نیستند. آب به داخل بخش روتور وارد می شود و آن را خنک می کند. این پمپ ها به روغن نیاز ندارند. موتور این پمپ ها باید در هنگام نصب به صورت افقی قرار داده شود، بدون توجه به خطوط افقی یا عمودی، تا آب به داخل آن وارد شود. معمولاً تا 2.5 کیلووات ساخته می شوند.

استفاده از سیستم کنترل فرکانس بر اساس تفاوت فشار
در این حالت، عملکرد پمپ شبیه به پمپ‌های تقویت کننده است، با این تفاوت که از یک فشار سنج تفاضلی به جای یک فشار سنج استفاده می شود. در اینجا، به جای سر پمپ، تفاوت فشار بین دو طرف پمپ تعیین و کنترل سرعت پمپ را مشخص می کند. این سیستم می تواند درون پمپ خود باشد.
استفاده از سیستم کنترل فرکانس بر اساس تفاوت دما
در این روش، تفاوت دما بین بازگشت و برگشت سیستم سرعت پمپ را تعیین می کند. فشار سنج دمای بازگشتی را احساس می کند و با دستور به کنترلر، اگر دما افزایش یابد، سرعت پمپ را افزایش می دهد و سرعت پمپ را کاهش می دهد وقتی دما کاهش می یابد.
مزایای سیستم سرعت متغیر (پمپ سرعت متغیر)
کاهش مصرف انرژی
طبق روابط شباهت در پمپ‌ها، قدرت پمپ های مرکزی با توان سوم در ارتباط با فاصله تغییر می کند؛ کاهش سرعت نقش مؤثری در کاهش مصرف انرژی دارد.
افزایش عمر پمپ
انتخاب درست تغییر سرعت همیشه پمپ را در محدوده نقطه بهینه عملکرد نگه می دارد که تعادل نیروها را در پمپ افزایش می دهد و عمر پمپ و بلبرینگ‌ها و سیل‌ها را افزایش می دهد.

جلوگیری از ضربه رم
کاهش جریان آغازین
امکان کنترل نرم افزاری
عمر مفید بالا

ضعف سیستم سرعت متغیر

تنها ضعف این سیستم هزینه اولیه بالا است. البته به دلیل کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه های نگهداری، این هزینه در چرخه عمر جبران می شود و سپس سودآور می شود.
خاموش و روشن کردن پمپ
این روش تنها برای سیستم های بسیار کوچک قابل اجرا است. زیرا در سیستم های بزرگ، خاموش و روشن کردن بسیار شدیداً باعث شوک حرارتی در سیستم می شود.