پمپ سیرکولاتور چیست

1398/05/26 841

کلمه سیرکولاتور یک کلمه لاتین می باشد و به معنی گردش دهنده است و منظور از پمپ آب سیرکولاتور یعنی پمپ گردش دهنده (چرخاننده) آب می باشد، پمپ سیرکولاتور جزء دسته بندی پمپ های سانتریفیوژ می باشد که جهت گردش آب (گرم یا سرد) در دستگاه های پخش کننده گرما یا برودت، جهت تامین بار حرارتی و برودتی ساختمانها و همچنین برج خنک کننده ها مورد استفاده قرار میگیرد.

آنچه در این مقاله می خوانید:

کاربرد پمپ سیرکولاتور

انواع پمپ سیرکولاتور

نحوه انتخاب پمپ سیرکولاتور

کاربرد پمپ سیرکولاتور

پمپ های سیرکولاتور قابلیت انتقال سیال از دمای 25- تا دمای 140+ را دارند که بطور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند برای مثال در زیر به کاربرد های آن در صنایع مختلف اشاره کردیم:

• سیستم های گرمایشی منازل مسکونی: از پمپ سیرکولاتور در فصول سرد سال برای گردش آب گرم دیگ یا پکیچ و انتقال آن به رادیاتور و فن کوئل های داخل منازل مسکونی استفاده می شود.
• سیستم های سرمایشی منازل مسکونی: از پمپ سیرکولاتور در فصول گرم سال برای گردش آب سرد چیلر و انتقال آن به فن کوئل ها استفاده می شود.
• سیستم های خنک کننده در کارخانجات صنعتی: در صنایع از پمپ سیرکولاتور برای انتقال آب سرد به دستگاه هایی که نیاز به خنک کاری دارند استفاه عمده می شوند مانند خنک کاری مدار هیدروپرس ها
• سیستم های گرمایش از کف: از پمپ های سیرکولاتور برای انتقال آب گرم مبدل های حرارتی به سیستم های گرمایش از کف منازل مسکونی و استخرها استفاده فراوانی می شود.
• گرمایش آب استخر و جکوزی: از پمپ سیرکولاتور برای انتقال آب گرم دیگ به مبدل گرمایش استخر و جکوزی نیز استفاده می شود.

انواع پمپ سیرکولاتور

پمپ های سیرکولاتور به 2 دسته اصلی تقسیم می شوند که با توجه به ظرفیت و محل قرارگیری در هر پروژه استفاده می شوند که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:

1- پمپ سیرکولاتور خطی:

پمپ سیرکولاتور خطی نوعی از پمپ های گردش آب می باشد که بصورت InLine (خطی) بدون ایجاد خم یا شکستگی در مسیر لوله کشی قرار گرفته و عمل چرخش آب در مدارهای مختلف را انجام می دهند پمپ های سیرکولاتور خطی به 3 دسته تقسیم می شوند:

• پمپ سیرکولاتور خطی تک سرعته: پمپ های سیرکولاتور تک سرعته در 2 مدل 1450 دور و 2900 دور در طرفیت های مختلف تولید و روانه بازار می شوند. یکی از محبویترین برندهای پمپ سیرکولاتور تک سرعته می توان به پمپ سیرکولاتور خطی لوارا ایتالیا اشاره کرد.
• پمپ سیرکولاتور خطی سه سرعته: همانگونه که از نام این تیپ از پمپ ها پیداست این مدل پمپ آب دارای سه سرعت مختلف می باشند که در هر سرعتی میزان هد و دبی مشخصی را پمپاژ می کنند. پمپ های سیرکولاتور سه سرعته بصورت روتور تر (Wet Rotor pump) تولید می شوند که عمل خنک کاری موتور بوسیله چرخش آب به دور روتور انجام می گیرد از مطرح ترین پمپ سه سرعته می توان به پمپ سیرکولاتور خطی گراندفوس اشاره کرد.
• پمپ سیرکولاتور خطی دور متغیر: در واقع پمپ های سیرکولاتور دور متغیر همان پمپ های تک سرعته و سه سرعته می باشند که بوسیله اینورتر و یک سری از سنسورهای تشخیص دما مانند سنسور PT 100 دورمتغیر می شوند و با تغییر دما در نقاط مختلف نمودار منحنی قابلیت کار مداوم را دارند. از عمده مزایای این نوع پمپ ها می توان به صرفه جویی در مصرف انرژی اشاره کرد.

2- پمپ سیرکولاتور زمینی:

این دسته پمپ ها برای ظرفیت های بالا و سنگین که پمپ خطی پاسخگو نمیباشد مورد استفاده قرار میگیرند. در پمپ سیرکولاتور زمینی ورودی و خروجی آنها بصورت 90 درجه می باشد که نوع طراحی آنها باعث اشغال فضا بیشتری نسبت به پمپ های خطی میشود. تنوع پمپ های زمینی بسیار بیشتر از پمپ های خطی می باشند و تقریبا می توان گفت که تمام برندهای تولید کننده پمپ آب پمپ سیرکولاتور زمینی را در سبد محصولی خود دارند، یکی از مطرح ترین مارک پمپ آب پنتاکس ایتالیا می باشد.

نحوه محاسبه و انتخاب پمپ سیرکولاتور

برای انتخاب پمپ سیرکولاتور باید ابتدا افت فشار و دبی مورد نیاز سیستم را محاسبه کنید و سپس با محاسبه این دو مولفه می توان از کاتالوگ شرکت های سازنده پمپ مناسب را انتخاب کرد در ادامه به نحوه محاسبه می پردازیم:

 
محاسبه هد پمپ های سیرکولاتور:

از آنجایی که سیستم های گرمایش و سرمایش یک سیکل بسته میباشند، لذا پمپ سیرکولاتور فشار سیستم را بالا نمیبرد بلکه فقط افت فشارهای طولی و افت فشار ناشی از سیستم لوله کشی، شیرآلات، دیگ و رادیاتور و... را جبران می کند.

به عبارت دیگر هد مورد نیاز (هد پمپ) برابر مجموع افت فشارهای طولی و محلی است.

نحوه محاسبه افت فشار طولی:

به افت فشاری که بر اثر اصطکاک آب با جداره داخلی لوله اتفاق می افتد افت فشاری میگویند و برای محاسبه دقیق آن باید از رابطه دارسی-ویسباخ استفاده نمود که بسیار زمان بر است، به همین خاطر برای محاسبه افت فشار طولی از رابطه زیر با دقت قابل قبولی استفاده میکنیم:

H1 = 2L * 0.025 = 0.05L

در رابطه فوق h1 افت هد طولی و L مسیر رفت لوله کشی می باشد و فرض شده که مقدار آن با طول مسیر برگشت برابر باشد توجه شود که این رابطه بر اساس افت فشار ثابت در مسیر لوله کشی در هر متر لوله بدست آمده است.

محاسبات سر انگشتی افت فشار محلی:

به افت فشاری که بر اثر برخورد آب با شیرآلات و زانو ها و.... بوجود می آید افت فشار محلی می گویند، باتوجه به اینکه محاسبه دقیق افت فشار محلی بسیار پیچیده و تقریبا غیر ممکن است لذا از رابطه های زیر استفاده می کنیم:

• افت فشار شیرآلات، زانو ها، دیگ، کلکتور و آخرین وسیله پخش کننده حرارت را نصف افت فشار طولی در نظر میگیریم.
• افت فشار دیگ را معادل 1 متر ستون آب در نظر میگیریم.
• افت فشار هر کدام از کلکتورهای رفت و برگشت را معادل نیم متر ستون آب در نظر میگیریم. 
• افت فشار آخرین وسیله پخش کننده گرما را معادل نیم متر ستون آب در نظر میگیریم (در مورد فن کوئل و هواسازها باید به کاتالوگ شرکت سازنده مراجعه شود)
• در سیستم های سرمایشی افت فشار دستگاه چیلر نیز باید محاسبه شود (با مراجعه به کاتالوگ شرکت سازنده)

با در نظر گرفتن فرضیات بالا میتوان از رابطه زیر برای محاسبه افت فشار محلی استفاده نمود:

H2= 0.025L + 2.15

در رابطه فوق افت هد محلی بر حسب متر می باشد و L نیز طول مسیر برگشت بوده و واحد آن باید بر اساس متر باشد و در نهایت برای محاسبه هد پمپ در سیستم گرمایش از رابطه زیر استفاده می کنیم:

Hp= 0.075L + 2.15

که در رابطه فوق hp هد پمپ بر حسب متر و L طول مسیر رفت یا برگشت آب به دورترین وسیله نسبت به پمپ بر حسب متر می باشد.

محاسبه دبی پمپ های سیرکولاتور:

دبی پمپ سیرکولاتور وابسته به بار حرارتی ساختمان می باشد و باید به اندازه ای باشد که مقدار آب گرم مورد نیاز تمام دستگاه های پخش کننده حرارت و مخزن آب گرم مصرفی را در مدار آنها به جریان درآورد. 
به زبان ساده تر اگر از یک پمپ مشترک برای سیستم گرمایش و مخزن آب گرم مصرفی استفاده شود، دبی پمپ سیرکولاتور برابرست با مجموع دبی موردنیاز دستگاه پخش کننده حرارت ( دیگ) و مخزن آبگرم ولی اگر برای هرکدام از یک پمپ مجزا استفاده شود، دبی هر پمپ باید به صورت جداگانه محاسبه شود. 
برای بدست آوردن دبی پمپ سیرکولاتور با مشخص شدن بار حرارتی ساختمان دبی از قانون بقای انرژی بدست می آید:

H = mc ΔT = pVc ΔT

با توجه به مقدار انرژی مورد نیاز بر اساس اختلاف دمای رفت و برگشت میتوان از فرمول زیر دبی پمپ سیرکوله را محاسبه کرد:

(GPM= (BTu/h)/(500* ΔT(F
(ΔT = (F ̊ )= (BTu/h)/(500* GPM

نکته: در اینجا منظور از ΔT اختلاف دمای رفت با دمای برگشت می باشد، در طراحی سیستم های حرارتی اختلاف دمای آب ورودی و خروجی دیگ 20 درجه فارنهایت معادل 11 درجه سانتی گراد و در سیستم های سرمایشی 10 درجه فارنهایت معادل 5/5 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود بنابراین در سیستم گرمایش هر GPM (گالن بر دقیقه) برابر BTU/h 10/000 و در سیستم سرمایش هر GPM (گالن بر دقیقه) برابر با BTU/h 5/000 خواهد بود. 
در سیستم های گردشی چنانچه برگشت آبگرم ریورس نباشد سیستم بالانس نخواهد بود و اختلاف دبی در طبقه اول نسبت به طبقات آخر زیاد خواهد بود در چنین صورتی می توان از شیر اتوبالانس استفاده کرد.