انتخاب پمپ برای سیستم تهویه مطبوع

پمپ‌ها قلب بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع هستند که انرژی مورد نیاز برای حرکت آب و سایر سیالات را از طریق لوله‌ها، اتصالات و تجهیزات فراهم می‌کنند. هنگام انتخاب پمپ برای یک برنامه تهویه مطبوع، تعدادی از عوامل مانند هزینه های عملیاتی، هزینه های انرژی، قابلیت اطمینان سیستم و طول عمر باید در نظر گرفته شوند. استفاده از رویکرد سیستمی برای تمرکز بر عملکرد کلی سیستم به جای اجزای منفرد، به انتخاب یک پمپ بهینه کارکرده که دوام دارد کمک می کند. در اینجا، ما رایج ترین انواع پمپ های مورد استفاده در برنامه های HVAC، ملاحظات انتخاب و انتخاب سیستم را بررسی می کنیم.

انواع پمپ های مورد استفاده در سیستم تهویه مطبوع

رایج ترین نوع پمپ مورد استفاده در سیستم های HVAC امروزه پمپ گریز از مرکز (سانتریفیوژ) است که انواع سیرکولاتور، مکش انتهایی، اسپلیت کیس و عمودی درون خطی در این کاربرد یافت می شود. در ادامه ی این پست به معرفی انواع پمپ های مورد استفاده در سیستم تهویه مطبوع و کار برد هر یک از آنها می پردازیم.

پمپ های سیرکولاتور

پمپ‌های سیرکولاتور معمولاً در سیستم‌های کم فشار و با ظرفیت کم استفاده می‌شوند و برای گردش آب در یک سیستم بسته طراحی شده‌اند که در آن سیال در سیکلی بین خط تخلیه و مکش بدون قرار گرفتن در معرض فشار اتمسفر جریان دارد. همچنین می توان از آنها در یک سیستم کاملاً بسته استفاده کرد، در این صورت معمولاً یک مخزن انبساط به خط مکش پمپ متصل می شود تا از فشار بیش از حد لوله ها و ترکیدن آنها با انبساط آب جلوگیری کند.آنها معمولاً تک مرحله ای هستند و اندازه سیستم معمولاً کمتر از 150 gpm است و برای فشار کاری بیش از 125 psig رتبه بندی نمی شود. سیستم‌های کوچکی که در خانه‌ها و سیستم‌های گرمایش هیدرونیک تجاری کوچک یافت می‌شوند، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با اتصال نزدیک، نیاز به آب‌بند مکانیکی را از بین ببرند، و شامل یک روتور مرطوب گریز از مرکز می‌شوند.  از طرف دیگر، نسخه های با جریان بالا به عنوان پمپ های عمودی در خط با آب بندی مکانیکی طراحی شده اند. آنها معمولاً مستقیماً در سیستم لوله کشی نصب می شوند و توسط موتور پشتیبانی می شوند و موتور در حالت عمودی یا افقی در دسترس است.

پمپ های مکش انتهایی

پمپ های مکش انتهایی دارای یک محفظه با مکش در یک طرف و تخلیه در بالا هستند. آنها معمولاً تک مرحله ای هستند و می توانند جفت شده نزدیک یا انعطاف پذیر باشند. پمپ جفت بسته دارای پروانه مستقیماً به محور موتور است، در حالی که پمپ جفت شده انعطاف پذیر دارای پروانه و محور موتور توسط یک کوپلینگ انعطاف پذیر است.یکی از مزایای استفاده از پمپ جفت بسته این است که تراز شفت موتور با پروانه ثابت است، در حالی که پمپ جفت انعطاف پذیر این خطر را دارد که در حین تعمیر و نگهداری نادرست تراز شود که اگر به درستی انجام نشود می تواند مشکلاتی را ایجاد کند. دوباره مونتاژ شد در هر دو مورد، پمپ معمولاً روی یک پایه محکم روی زمین نصب می شود.در کاربردهای تهویه مطبوع معمولاً از پمپ های مکش انتهایی با ظرفیت تا 4000 گرم در دقیقه و هد 150 فوت استفاده می شود. پمپ‌های کوپل نزدیک این مزیت را دارند که فضای کمتری از کف را اشغال می‌کنند، اما از جنبه منفی، موتور معمولاً با نوع شفت و آب‌بند مورد استفاده مطابقت دارد. پمپ های جفت انعطاف پذیر این مزیت را دارند که معمولاً از یک موتور استاندارد استفاده می کنند.

پمپ های اسپلیت کیس

پمپ‌ های اسپلیت کیس مانند پمپ‌های مکش انتهایی، جفت‌شده انعطاف‌پذیر هستند و مجموعه روی صفحه پایه نصب می‌شود. مکش و تخلیه پمپ در جهت افقی و عمود بر محور قرار دارند.آنها در مدل های تک مکش (آب فقط از یک طرف وارد پروانه می شود) یا دو مکش (سیال از دو طرف وارد پروانه می شود) موجود هستند. نسخه‌های مکش دوبل نسبت به تک مکش ترجیح داده می‌شوند زیرا خطر عدم تعادل هیدرولیک را کاهش می‌دهند.این پمپ ها با پروانه های متعدد برای عملکرد چند مرحله ای نیز موجود هستند. در حالی که این پمپ ها می توانند به صورت افقی یا عمودی باشند، پمپ های اسپلیت کیس افقی بیشتر در کاربردهای HVAC استفاده می شوند.پمپ های اسپلیت کیس افقی به گونه ای طراحی می شوند که بدنه آن در یک صفحه افقی به دو محفظه مجزا تقسیم می شود و اتصالات مکش و تخلیه در نیمه پایینی در مقابل یکدیگر قرار می گیرند. آنها برای کاربردهای جریان بالا مقرون به صرفه تر هستند زیرا پروانه می تواند توسط یاتاقان ها در هر دو طرف پشتیبانی شود. پمپ های اسپلیت کیس را می توان در کاربردهای HVAC برای سیستم های با ظرفیت بالا، با محدوده ظرفیت تا 6500 gpm و 600 فوت هد، و نسخه هایی با فشار عملیاتی افزایش یافته تا 400 psig در دسترس یافت.

پمپ های عمودی درون خطی

عمودی درون خطی می تواند تک مکش یا دو مکش باشد، به هم متصل شده و پمپ و موتور مستقیماً روی محفظه پمپ نصب می شوند.این پمپ‌ها معمولاً توسط سیستم لوله‌کشی نصب و پشتیبانی می‌شوند، و این اطمینان را می‌دهد که جای کوچکی دارند، اما برای نسخه‌های با ظرفیت بیشتر، مجموعه پمپ ممکن است پایه‌ای برای نصب روی زمین داشته باشد. پایه های اینرسی معمولاً برای کاهش لرزش قسمت های چرخان داخل پمپ نصب می شوند.پمپ های درون خطی عمودی تا 25000 گرم در دقیقه ظرفیت و 300 فوت هد دارند. ملاحظات انتخاب چندین فاکتور وجود دارد که باید در هنگام انتخاب پمپ در نظر گرفته شود که برخی از آنها شامل، اما نه محدود به موارد زیر است:

• بار HVAC ساختمان
• نرخ جریان
• تلفات فشار
• بهترین نقطه کارایی (BEP) در مقایسه با نقطه وظیفه
• کل هزینه چرخه عمر
• هر گونه کنترل الکتریکی خاص، به عنوان مثال درایو فرکانس متغیر (VFD)

پیکربندی سیستم تهویه مطبوع

رایج ترین پیکربندی سیستم مورد استفاده برای سیستم های HVAC، حلقه بسته است. در این کاربرد ارتفاع استاتیکی در محاسبات فشار هد لحاظ نمی شود و سیستم نباید آب از دست بدهد.در یک سیستم حلقه بسته، آب از طریق یک سیم پیچ کنترل کننده هوا به گردش در می آید که هوای ورودی را خنک یا گرم می کند. در برخی از کاربردها، هواگیر را می توان طوری طراحی کرد که ابتدا هوای ورودی را در معرض یک حلقه سرد قرار دهد، قبل از قرار دادن هوای سرد/خشک در یک حلقه داغ برای تعدیل دما و ارسال آن به داخل ساختمان، رطوبت را کاهش دهد.در کاربردهای دیگر، آب به عنوان کندانسور برای تاسیسات پمپ حرارتی منبع آب از راه دور عمل می کند. این سیستم در کاربردهای تهویه مطبوع ترجیح داده می شود زیرا انرژی کارآمدتر است و کنترل بهتری نسبت به یک سیستم حلقه باز دارد.این به این دلیل است که کنترلر می تواند دمای هوای خروجی از سیم پیچ را با نقطه تنظیم مورد نظر مقایسه کند و سپس شیر را برای رسیدن به دمای مورد نظر تنظیم کند.انتخاب پمپ برای سیستم‌های حلقه بسته باید عواملی مانند تلفات فشار ناشی از طول لوله‌کشی، زانویی و سه راهی لوله‌ها (اتصالات)، شیرها و سایر لوازم جانبی لوله‌کشی، کویل‌های تجهیزات، حداقل فشار سیستم و خالص را در نظر بگیرد. سر مکش مثبت مورد نیاز است.

سیستم حلقه باز

سیستم های حلقه باز را می توان برای HVAC استفاده کرد، اما بسیار کمتر از حلقه بسته رایج هستند. در این سیستم ها باید ارتفاع استاتیکی و همچنین تلفات فشار در نظر گرفته شود.هنگام انتخاب پمپ برای یک سیستم حلقه باز، هد مکش مثبت خالص مورد نیاز (NPSHr) و سر مکش خالص موجود (NPSHa) نیز باید در نظر گرفته شود زیرا اگر فشار در ورودی کمتر از فشار بخار باشد، کاویتاسیون ممکن است رخ دهد.