El equipo de bombeo ocupa un lugar importante en la organización de los sistemas de suministro de agua y calefacción. En un nivel básico, esta técnica asegura el bombeo de líquido desde la fuente hasta el punto de consumo. Sin embargo, con la optimización y racionalización de los procesos de transporte de medios líquidos, se planteó la tarea de mantener una velocidad de movimiento suficiente en el circuito de entrega. El dispositivo de la bomba de circulación, basado en un motor eléctrico con rotor, se guía por su ejecución.
Diseño de la unidad
La carrocería se fabrica predominantemente en forma de monobloque, lo que aumenta el grado de hermeticidad, pero también reduce la posibilidad de actividades de reparación. El funcionamiento de la infraestructura hidráulica lo proporciona un motor eléctrico con salida para conexión a la red (algunos diseños permiten la entrada de cables por ambos lados). Por cierto, en un dispositivo moderno. La bomba de circulación de agua está equipada con una amplia gama de protecciones eléctricas, incluidos adaptadores de carga de velocidad variable, un bloque de seguridad y un sistema de apagado automático.
La base de la bomba también incluye un estator, impulsor, eje, componentes de brida, caja de terminales, tuberías para conectar comunicaciones submarinas, etc. Este es el grupo de trabajo en el que se basan la mayoría de las bombas diseñadas para sistemas de calefacción. Se debe prestar especial atención a los dispositivos auxiliares de la bomba de circulación. Las operaciones de reparación, por regla general, están asociadas con su reemplazo. Esto se aplica en particular a los sellos, cojinetes de empuje, tapones y materiales de aislamiento. Estos elementos tienen un recurso operativo diferente, pero en ciertos intervalos de tiempo se deforman o desgastan, siendo necesario renovarlos.
Gran parte de la fiabilidad de la bomba de circulación y sus componentes depende de la calidad de los materiales de fabricación. El cuerpo suele estar hecho de hierro fundido o aleación de acero, aunque algunos modelos usan plástico de alta resistencia para reducir el peso. Los accesorios están hechos de compuestos, caucho (caucho sintético), termoplásticos y aluminio extruido. En las últimas versiones de las bombas, se rechazan los elementos de fricción metálicos en favor de los cerámicos. Esta decisión afecta el precio de la etiqueta al alza, pero aumenta el recurso del mismo rodamiento.
Principio general de funcionamiento del equipo
La función de las bombas de circulación se diferencia en que no intervienen directamente en las operaciones de toma y retorno de agua. Como mínimo, el diseño tradicional de una bomba de circulación para calefacción está diseñado para mantener una velocidad suficiente de movimiento del agua en el circuito debido a la acción del impulsor. En el punto de instalación de la unidad, el líquido sale a mayor presión, lo que afecta el caudal. En otras palabras, el régimen de velocidad en el camino hacia el impulsor de la bomba se transforma al aumentar la presión, lo que, como mínimo, asegura el movimiento constante del refrigerante.
Ya se ha señalado que los sistemas de calefacción son objetivos para el uso de una bomba de circulación. Pero, ¿pueden usarse en un sistema de suministro de agua? Al igual que en el circuito de calefacción, dicho equipo puede servir como estabilizador de presión y caudal. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las funciones de control de presión en los sistemas de suministro de agua y calefacción difieren según las cargas. Si en el primer caso solo se requiere mantener el movimiento del flujo, entonces un suministro completo de agua, por ejemplo, al segundo piso requiere muchos más recursos, para los cuales el principio de funcionamiento de la bomba de circulación no es calculado. El dispositivo de algunos modelos permite la conexión de un tanque de expansión (tanque hidráulico), cuya presencia puede aumentar la capacidad de presión, pero las bombas centrífugas autoaspirantes cumplen mejor con las tareas de suministro de agua.
Y viceversa, no todas las bombas de superficie del grupo centrífugoSe puede integrar en el sistema de calefacción. El hecho es que el medio refrigerante se distingue no solo por una temperatura alta de hasta 110 ° C, sino también por la presencia de mezclas anticongelantes. Para dar servicio a dichos medios, inicialmente se deben usar tuberías especiales resistentes al calor en el sistema de calefacción y bombas con características aceptables de superficies internas, que distinguen las instalaciones de circulación.
Funcionamiento de modelos de rotor húmedo
En este caso, el lugar del rotor está en la zona de flujo interno del refrigerante, es decir, el elemento está en contacto directo con el medio de servicio. El efecto operativo clave de esta configuración es la lubricación indirecta por el fluido transportado por la unidad. Esto da como resultado un diseño optimizado de la bomba de circulación de rotor húmedo, que no tiene una infraestructura especial para lubricar las partes de fricción del motor. Entre los factores externos a la aplicación de este tipo de equipos se pueden destacar el bajo nivel de ruido y la facilidad de mantenimiento.
Sin embargo, simplificar el diseño de la bomba tiene sus desventajas. Por ejemplo, los fabricantes establecen requisitos estrictos para la ubicación de las bombas. Su cuerpo debe colocarse de manera que el rotor ocupe una posición estrictamente horizontal, de lo contrario el equipo fallará. Además, debido a la sensibilidad del relleno a la contaminación, el dispositivo de una bomba de circulación "húmeda" en algunas versiones implica la introducción de un filtro de limpieza en la tubería de entrada. Esto se debe precisamente a que el lubricanteel refrigerante puede contener pequeñas inclusiones sólidas, que afectan negativamente el estado del mismo rotor durante la operación a largo plazo. De esto se deriva otro factor negativo: una disminución de la productividad de hasta un 40%. Por este motivo, los modelos de rotor húmedo solo se utilizan en redes con pocos ramales cortos.
Funcionamiento de modelos de rotor seco
En esta configuración de bomba, el rotor está aislado del flujo de refrigerante por medio de sellos y elementos prensaestopas. La tarea de lubricar las piezas móviles se resuelve por separado con la ayuda de aceites técnicos. Pero también hay diferentes variaciones del dispositivo y el principio de funcionamiento de la bomba de circulación con un rotor "seco":
- Modelos de consola. Se supone que debe separar el motor eléctrico y su infraestructura de trabajo debido a un acoplamiento especial. Ambas partes están en bloques diferentes, pero al mismo nivel, lo que excluye la posibilidad de su interacción no paralela.
- Construcciones monobloque. Además, el motor está separado de la parte de trabajo, pero todo está colocado en un bloque, lo que facilita la instalación y el mantenimiento de la bomba.
- Configuración en línea. De hecho, una modificación del sistema de consolas, pero con una implementación mejorada del equipo de conexión. Para esto, no solo se usa un acoplamiento, sino también un juego de anillos de sellado hechos de cerámica o acero. Mediante estos anillos se asegura un alto grado de estanqueidad de la parte portadora de agua, lo que aumenta la fiabilidad del conjunto. Además, el dispositivo de la bomba de circulación en la configuración Inline asume una forma linealColocación de tuberías de salida y entrada. En comparación, otras versiones de modelos de rotor seco se caracterizan por la colocación radial o circular de boquillas para apoyo de comunicación.
En general, el aislamiento del rotor del refrigerante tiene un efecto positivo en términos de rendimiento (eficiencia superior al 70 %), por lo que esta técnica se utiliza a menudo en el mantenimiento de redes de calefacción largas con un alto rendimiento. Esta es la mejor solución para instalaciones industriales, pero en el ámbito doméstico es bastante engorrosa e incómoda en cuanto a mantenimiento.
Rendimiento
En primer lugar, al evaluar las características de la bomba de circulación, debe asegurarse de que, en principio, sea adecuada para trabajar con el medio líquido objetivo en un régimen de temperatura específico. Como ya se mencionó, dicho equipo puede soportar de 90 a 110 ° C. Luego puede ir a los parámetros de diseño, el principal de los cuales, además de las dimensiones y la configuración de la ubicación del motor, será el diámetro de la conexión roscada. Por ejemplo, el dispositivo de bomba de circulación Grundfos UPS-25/40 permite la conexión a tuberías con un diámetro de rosca exterior de 25 mm. El segundo dígito en la marca de la unidad danesa indica la fuerza de presión. En términos numéricos, esto es 40 dm o 4 m de columna de agua, que se pueden mantener a la máxima utilización de la capacidad. Nuevamente, este valor no debe considerarse como el principal parámetro operativo que entregará agua a una altura determinada. no es másque el nivel de subida dentro de la red de circulación de calefacción. En comparación, los modelos de presión de refuerzo para sistemas de suministro de agua son capaces de elevar líquido de 12 a 15 m en modo de funcionamiento normal. Como parte del mantenimiento de los circuitos de calefacción, las bombas con un diámetro de tubería de entrada de 32 mm y una presión de cabeza de aproximadamente 60 dm pueden también puede usarse.
Para facilitar el cálculo de la potencia requerida, los fabricantes de bombas indican específicamente la velocidad del refrigerante. Este valor depende directamente del potencial de potencia del motor y del tamaño de la boquilla. Por lo general, 1 kW equivale a 0,06 m3/h. Un sistema de cálculo alternativo sugiere partir del hecho de que si el diámetro de la salida en el dispositivo de la bomba de circulación para calefacción es el mismo de 25 mm, el caudal alcanzará los 30 l / min. Pero este es un valor pequeño, ya que la mayoría de los modelos modernos, incluso del segmento doméstico, alcanzan los 170-180 l/min en términos de rendimiento. El equilibrio entre la capacidad de diseño y la potencia del motor está garantizado por la función de ajuste de la rotación del eje. Los modelos con esta capacidad permiten cambios escalonados de 2 a 4 velocidades.
Ingeniería eléctrica de bombas
Por lo general, como unidad de potencia se utilizan motores eléctricos asíncronos conectados a una red de 220 V. La intensidad de corriente promedio es 0, 12-0, 18 A. La base para las conexiones es un complejo de una caja de terminales, un interruptor de frecuencia y conexiones de cable. En el dispositivo de las bombas de circulación Wilo de la línea Star-RS, también hayproporciona drenaje de condensación y conexión de cable de doble cara con sistema de protección de bloqueo de corriente.
Pero no siempre es posible implementar una gama completa de dispositivos de protección eléctrica sobre la base de la propia bomba. Por lo tanto, los dispositivos externos también desempeñarán un papel importante en la organización del sistema de suministro de energía. Como mínimo, se debe proporcionar un estabilizador de voltaje y un sistema de protección contra cortocircuitos; por supuesto, no se pueden ignorar los requisitos de conexión a tierra. Más importante aún, en redes con cortes de energía periódicos, no estará fuera de lugar considerar el tema de proporcionar energía de respaldo a la bomba de circulación. Los dispositivos para resolver tales problemas se presentan en una amplia gama, desde baterías externas (baterías) hasta generadores autónomos. La elección del equipo específico depende de las condiciones y modos de funcionamiento de la bomba. Si estamos hablando de una casa privada, donde el suministro de energía se interrumpe en casos excepcionales, puede elegir una batería del tamaño adecuado con soporte regular para el recurso energético. Pero en condiciones de una escasez aguda de electricidad en sitios remotos, es mejor usar una unidad generadora que funcione con gasolina o combustible diesel con un sistema de arranque automático. Por cierto, el funcionamiento de bombas de baja potencia de hasta 30 W durante un par de días puede ser respaldado por baterías de automóvil, pero esta opción debe usarse solo en casos extremos.
Instalación de bomba
Al momento de la instalación, tanto el lugar de operación como la unidad misma deben estar preparados. En cuanto a la primera condición, debemos estar preparados paraconectando una tubería con llaves de paso delante de los puntos de conexión para cerrar el agua. La bomba, a su vez, debe lavarse a fondo y verificar su integridad estructural. La inserción se realiza mediante un acoplamiento y una contratuerca con materiales de sellado. Para aumentar la confiabilidad del circuito de regulación, a veces se proporciona una derivación en el dispositivo de montaje de la bomba de circulación. Este es un rastreador en el circuito de colocación de equipos, que es una sección de tubería que corre paralela a la zona crítica del proceso y realiza la función de una ruta de entrega de refrigerante de respaldo. En el mismo segmento, puede instalar equipos funcionales adicionales, como filtros, salidas de aire y solo válvulas de cierre.
Mantenimiento
En el modo de funcionamiento intensivo, se recomienda comprobar el estado de la pieza de trabajo y conectar la bomba mensualmente. Se realizan trabajos de mantenimiento integral antes y después de la temporada de calefacción, así como pruebas de presión del sistema de fontanería. Entre las principales actividades de mantenimiento de la bomba, cabe destacar las siguientes:
- Comprobación del estado técnico y estructural del equipo.
- Reemplazo de piezas de desgaste si es necesario. Como ya se señaló, el dispositivo de bomba de circulación contiene piezas con un recurso limitado establecido por el fabricante. Por ejemplo, los sellos y los acoplamientos duran un promedio de 1 a 1,5 años antes de que sea necesario reemplazarlos.
- Limpieza de las superficies de la carcasa y funcionalpartes de la contaminación.
- Comprobación del funcionamiento del motor: es necesario comprobar su capacidad para mantener la carga de potencia, el nivel de ruido y vibración.
- Se debe prestar especial atención a la estanqueidad de la estructura y los nodos de conexión.
- Comprobación de la infraestructura eléctrica y la calidad de las conexiones con los dispositivos conectados a la bomba.
Posibles averías y reparaciones
Durante el funcionamiento del equipo, puede encontrar los siguientes problemas técnicos:
- La unidad no arranca. Las posibles causas incluyen una conexión eléctrica rota o un condensador defectuoso. Si se proporciona un rotor "húmedo" en el dispositivo de la bomba de circulación, como resultado de su contaminación con impurezas de refrigerante, el motor puede bloquearse. Por tanto, será necesaria una revisión general del sistema eléctrico con comunicaciones, comprobación del condensador y limpieza del rotor.
- La bomba hace mucho ruido y vibra mucho. Como regla, tales problemas están asociados con un alto consumo de agua, que no corresponde a la capacidad del equipo. Tampoco se descarta ventilar el circuito de calefacción. El sistema debe ser ventilado periódicamente mediante un conducto de aire automático.
- La unidad se enciende y se apaga inmediatamente. Un problema común, más común en los modelos con un dispositivo de consola. La reparación de la bomba de circulación para calefacción en este caso se reduce a restaurar la estanqueidad de la estructura en la interfaz de las unidades de trabajo. En el área entre la camisa del estator y el rotor, también se debelimpiar la cal si la hay.
Conclusión
La circulación del refrigerante se puede organizar sin el apoyo de equipos de bombeo en el modo de movimiento natural. Dichos esquemas se utilizan en casas particulares, pero no difieren en el alto rendimiento, en términos de transferencia de calor. Al mismo tiempo, por ejemplo, el dispositivo de la bomba de circulación de Grundfos ofrece la posibilidad de conectar un equipo de caldera, lo que lleva la función de la unidad mucho más allá de la regulación del flujo del sistema de calefacción por sí solo. Hay nuevas oportunidades para proveer el sistema de ACS, pero dentro del potencial técnico y operativo de los equipos utilizados. También es posible combinar el circuito de calefacción con el sistema de aire acondicionado, en el que se utilizará la bomba de circulación, sin embargo, tales configuraciones requieren un cálculo cuidadoso en la etapa de diseño.
