Cómo funciona una bomba de calor
La bomba de calor se basa en el exclusivo ciclo de Carnot, con su propio proceso circular. Según este esquema, la bomba de calor es capaz de bombear en círculo el calor disipado tomado del suelo, el agua o el aire.
Este enfoque permite recolectar casi el 75 % de la energía térmica de la bomba de calor, pero el 25 % de la energía se requiere para el funcionamiento del equipo en sí. Por este motivo, una bomba de calor no puede prescindir del consumo de electricidad, necesario para su funcionamiento eficiente. Al mismo tiempo, al consumir solo 1 kW de electricidad, la bomba de calor puede dar de 5 a 7 veces más.
El principio de funcionamiento de una bomba de calor es muy similar al de un frigorífico o aire acondicionado convencional, que estamos acostumbrados a utilizar en el día a día. Por ejemplo, a gran profundidad (por debajo del nivel de congelación del nivel del suelo) o en el fondo de un depósito, las tuberías se colocan de acuerdo con el esquema de pisos cálidos, a través de los cuales circula el refrigerante todo el tiempo.
La temperatura subterránea, a la profundidad a la que se colocan las tuberías, es siempre constante, con una marca positiva. Por lo tanto, el refrigerante no se calienta demasiado, solo unos pocos grados. Luego, metiéndose en el evaporador de la bomba de calor, cede el calor recogido al circuito interno, y aquí empieza la diversión.
En el circuito interno de la bomba de calor hay freón (refrigerante), que entra al evaporador a alta presión, y se lleva parte del calor que desprende el refrigerante a las paredes del evaporador. Luego, el refrigerante ingresa al compresor de la bomba de calor, donde se comprime, calienta y empuja hacia el condensador.
Ya en el condensador de la bomba de calor, el calor se lleva directamente al sistema de calefacción o suministro de agua caliente de la casa (a través de un intercambiador de calor). El ciclo de transferencia de calor se repite una y otra vez, así es como funciona una bomba de calor.
Tipos de bombas de calor
Hoy en día, existen varios tipos de bombas de calor, por ejemplo, una bomba de calor tierra-agua o una bomba de calor aire-aire. Considere brevemente los tipos existentes de bombas de calor:
Bomba de calor tierra-agua: Son bombas de calor geotérmicas que están diseñadas para tomar calor del suelo y transferirlo a la casa, transfiriéndolo a través del refrigerante que circula en el sistema de calefacción.
Bomba de calor agua-agua: El calor, cuando se utiliza una bomba de calor agua-agua, se extrae en este caso de un pozo o pozo. Para hacer esto, una unidad hidráulica especial instalada en la bomba de calor bombea agua subterránea, toma calor y lo devuelve al pozo. Este tipo de bomba de calor es notable porque es posible utilizar un pozo existente en el sitio para hacer calefacción geotérmica en su hogar.
Bomba de calor aire-agua: La fuente de calor en este tipo de bomba de calor es el aire ambiente. Con un consumo de solo 1 kW de electricidad, una bomba de calor de fuente de aire puede aumentarlo a 5 kW para calefacción y agua caliente.
Bomba de calor aire-aire: La bomba de calor aire-aire funciona de la misma manera que un acondicionador de aire doméstico que calienta las habitaciones. La diferencia radica únicamente en la eficiencia de funcionamiento, ya que las bombas de calor aire-aire son casi 3 veces más eficientes que cualquier acondicionador de aire con función de calefacción.
Por supuesto, las bombas de calor, así como otras fuentes de energía alternativa, son el futuro. Cuando las reservas de petróleo y gas en la Tierra se agoten, será necesario reiniciar, y luego la energía del sol, la tierra y el viento vendrán al rescate, permitiendo que toda la humanidad sobreviva.
El principio de funcionamiento de la bomba de circulación.
Para entender cómo funciona la bomba de circulación no hace falta ser un gran especialista. Su tarea es superar la fricción dentro del sistema de calefacción y organizar el movimiento continuo del refrigerante. El motor empuja el líquido a través de las tuberías con la ayuda de un rotor. Si la bomba de circulación no funciona, el refrigerante se moverá a través del sistema por inercia durante algún tiempo y luego se detendrá por completo. A escala industrial, las bombas se fabrican con dos tipos de rotor, los denominados secos o húmedos. El primer tipo de rotor se utiliza para calentar locales industriales de gran superficie, donde el nivel de ruido de una bomba en funcionamiento no tiene una importancia fundamental. El alto nivel de rendimiento del instrumento compensa la necesidad de lubricación constante de las partes móviles de la bomba. Se utiliza una bomba con un tipo de rotor húmedo para calentar locales residenciales. El refrigerante en el que se sumerge el rotor lubrica y enfría simultáneamente el motor. La ausencia de un ventilador y la presencia de una carcasa protectora hacen que el funcionamiento de la unidad sea tan silencioso que es casi inaudible cómo funciona la bomba de circulación.
El principio de funcionamiento de la bomba de circulación de rotor húmedo es tal que la unidad puede funcionar en una habitación con baja contaminación del aire y bombear agua purificada o una mezcla de agua y clicol. El aceite no se utiliza como portador de calor en un sistema de calefacción con bomba de circulación.
A pesar del principio aparentemente simple de funcionamiento de la bomba de circulación, es posible seleccionar el dispositivo deseado solo con la ayuda de un empleado especialmente capacitado que pueda calcular correctamente los parámetros de la unidad requerida y conectarla al sistema de calefacción. Una bomba con una potencia excesiva generará ruidos desagradables en el sistema de calefacción, provocados por una mayor velocidad del refrigerante y consume más energía.
La cuestión de la necesidad de una reserva de potencia de la bomba sigue siendo controvertida entre los especialistas incluso ahora. Algunos creen que la bomba funciona a plena capacidad solo unos pocos días al año, y el resto del tiempo consume energía adicional, lo cual no es en absoluto racional. Otros argumentan que trabajando al límite de sus capacidades, la unidad se desgastará y fallará rápidamente.
Para corregir el funcionamiento de la bomba, se producen dispositivos con control de potencia. La bomba se puede ajustar manual o automáticamente. El ajuste manual tiene tres modos de velocidad del rotor, cada uno de los cuales afecta la velocidad del refrigerante. En climas más cálidos, puede ahorrar energía configurando la bomba en la configuración más baja.
Las bombas modernas más costosas con control automático de potencia se pueden usar con éxito en un sistema de calefacción por suelo radiante o en un sistema de calefacción con controladores de temperatura de calefacción en radiadores. La automatización es capaz de captar los más mínimos cambios en el sistema y corregir los ajustes correspondientes de la bomba.
Cómo instalar una bomba de circulación para calefacción
Para los propietarios de casas de campo con un sistema de calefacción local, el problema de la distribución uniforme del calor entre todas las habitaciones es especialmente grave. Para ello se utilizan sistemas de circulación natural del refrigerante.
La bomba de circulación se calienta
En los sistemas de calefacción, las bombas de circulación se utilizan para la circulación uniforme del refrigerante. Las bombas transfieren el fluido de trabajo de la caldera a los calentadores y, cuando el fluido se enfría, regresa a la caldera. Todo.
Centrífugo
El tipo más común de dispositivo de alimentación en las plantas de calderas es la bomba centrífuga. Las bombas centrífugas de alimentación se fabrican en una o varias etapas, según el caudal y la presión de funcionamiento, y son accionadas por un motor eléctrico o una turbina de vapor.
La bomba consta de impulsores que giran sobre un eje y una carcasa de voluta. Antes de arrancar, la bomba se llena de agua.Durante el funcionamiento de la bomba, el agua ingresa a través de una tubería de succión con una válvula de succión y una malla que protege la válvula contra la obstrucción. Entrando en las palas del impulsor en la dirección axial, las palas recogen el agua y, bajo la acción de la fuerza centrífuga, se arroja al canal en forma de voluta que rodea la rueda giratoria y luego a la tubería de descarga.
Cuando se expulsa agua del impulsor, se crea un vacío en su parte central, por lo que, bajo presión externa, el agua ingresa a la bomba a través de la tubería de succión. Así, con la rotación continua del impulsor, el agua se mueve continuamente a través de la bomba.
A medida que el agua sale de la bomba, la velocidad del agua aumenta y la presión disminuye. Para que el agua entre en la caldera, la presión de descarga debe ser mayor que la presión del vapor en la caldera. Para reducir la velocidad de movimiento y aumentar la presión de descarga, en la mayoría de las bombas se monta una paleta guía (y aquí sobre intercambiadores de calor), que es un disco con paletas dobladas en la dirección opuesta a la dirección en que se doblan las paletas del impulsor. Las secciones de salida de las hojas del disco guía se expanden.
Para aumentar el flujo de la bomba, el impulsor está hecho con succión de doble cara, es decir, se le suministra agua desde dos lados. La presión creada por un impulsor generalmente no excede los 50 m Para crear altas presiones, las bombas centrífugas se fabrican con varios impulsores dispuestos en serie uno tras otro en un eje común. El agua pasa secuencialmente de una rueda a otra. La presión generada por una bomba multietapas es igual a la suma de las presiones generadas por cada impulsor.
En la bomba centrífuga, se instalan manómetros y válvulas en las tuberías de succión y descarga, una válvula de retención en la tubería de descarga, válvulas de liberación de aire en la parte superior de la carcasa de cada etapa.
En comparación con las bombas centrífugas de pistón, tienen un caudal mayor, dimensiones generales más pequeñas y crean un suministro de agua más uniforme (sin choques).
Las desventajas de las bombas centrífugas son el llenado obligatorio de la bomba con agua antes de la puesta en marcha, el alto costo de operación a altas presiones, la dependencia de la altura de succión de la temperatura del agua.
Cómo funciona VVN
La bomba de vacío de anillo líquido es el tipo de equipo más popular utilizado para bombear medios gaseosos desde espacios cerrados. Para el funcionamiento de tales dispositivos, se necesita un medio de trabajo líquido, que se usa principalmente como agua (con menos frecuencia: aceite, anticongelante, álcalis, ácidos y otras sustancias). El esquema de diseño de bombas de este tipo incluye una rueda con paletas, que es el cuerpo de trabajo principal de dichos dispositivos.
El principio por el cual funciona VVN es bastante simple. Consiste en lo siguiente.
- Bajo la influencia de la rotación de la rueda de paletas, que crea fuerza centrífuga, el líquido se lanza a las paredes de la cámara de trabajo, formando un anillo de agua a lo largo de su perímetro interior.
- En la parte central de la cámara de trabajo, como resultado del proceso anterior, se crea una zona de rarefacción que asegura la succión del medio gaseoso evacuado en dicha cámara a través de la tubería de entrada.
El principio de funcionamiento y los detalles principales de la bomba VVN.
Debe tenerse en cuenta: el principio de funcionamiento de las bombas de vacío de este tipo implica que el medio de trabajo líquido se calienta constantemente, por lo que debe cambiarse regularmente.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de las bombas de vacío de anillo líquido son bastante simples, lo que garantiza una alta fiabilidad de dicho equipo, así como la facilidad de uso, mantenimiento y reparación.
Las bombas de vacío de anillo líquido no requieren purificación de gases bombeados y formas de trabajar las 24 horas
¿Cómo funciona una bomba de circulación?
Las casas privadas en las que viven nuestros padres fueron construidas con sus propias manos, lo que se nota por los diseños analfabetos de las instalaciones, no siempre incluso ventanas y puertas, y paredes llenas de basura. Todos instalaron calefacción como entendieron, el principio era el mismo: se debe mantener la pendiente para que el agua pueda circular constantemente a través del sistema.
El funcionamiento de la bomba de circulación nos lleva a una nueva era de los sistemas de calefacción. Su presencia en el sistema lo hace mucho más económico. El diámetro de la tubería puede ser significativamente más pequeño, lo que reduce significativamente el volumen del refrigerante. El líquido se mueve a través del sistema de calefacción a cierta velocidad, lo que le permite calentar las instalaciones de manera uniforme, mantener la temperatura más cómoda en ellas y calentarse, si es necesario, con bastante rapidez. El modo automático de operación de la bomba de circulación permite que el dispositivo responda instantáneamente a varios cambios en el sistema, cambiando la configuración del dispositivo y haciendo que la operación del equipo de calefacción sea más económica. Calentar una casa de varias plantas es impensable sin una bomba de este tipo, y la circulación continua del refrigerante, además de todas estas ventajas, también protege la caldera de calefacción de la erosión.
Reparación y mantenimiento de bombas
Antes de comprar un kit de reparación para la revisión de la bomba, preste atención al diseño del sello y al tamaño de los cojinetes de rotación del eje, ya que las dimensiones de las piezas difieren según el año de fabricación de la bomba. Tipos de kits de reparación de bombas de agua MTZ 80
Tipos de kits de reparación de bombas de agua MTZ 80
Montaje Desmontaje
El inconveniente del proceso de desmontaje de la bomba radica en la estrecha distancia entre el bloque y el radiador del tractor MTZ 80. El éxito de una desconexión rápida depende de la disponibilidad de un arsenal de llaves de tubo y perillas correspondientes al diseño. características del montaje, así como la profesionalidad del cerrajero.
Para desconectar el nodo del bloque, las operaciones se realizan en la siguiente secuencia:
- Levantar el capó del tractor
- Afloje la fijación del soporte de tensión y montaje del generador.
- Retire la correa de transmisión
- Desatornillar el difusor del radiador.
- Desconecte las mangueras de la bomba
- Afloje los tres pernos que sujetan la bomba al bloque y retire el conjunto.
Desmontaje de la bomba
La presencia de barras de cerrajería para la fijación y un extractor de tornillos para presionar el cubo de la polea y el eje con cojinetes garantizará un desmontaje rápido y cómodo del conjunto.
La bomba se desmonta en el siguiente orden:
- Suelte el perno de fijación y retire el impulsor con sellos del eje.
- Los pernos de montaje en el cubo de la polea de transmisión se desatornillan, desconectando el ventilador
- Se desenrosca la tuerca central que fija la polea al eje.
- Después de haber fijado firmemente la carcasa de la bomba, utilizando un extractor de tornillos o golpes suaves en la circunferencia de la corona de la polea interior, retire la pieza del chavetero del eje.
- Desmontar el anillo de retención que fija el eje con cojinetes en el orificio de la carcasa
- El eje con cojinetes se extrae mediante un extractor de tornillos o mediante golpes cuidadosos en el extremo del eje desde el lado del impulsor, habiendo atornillado previamente el perno de fijación en el eje para no salpicar el extremo de la pieza con una capa interna. hilo.
Extracción del eje de la bomba
Después del desmontaje, limpie el cuerpo y el impulsor de suciedad y escamas.
Se presta especial atención a las superficies de contacto de los sellos y juntas. Con la ayuda de papel de lija, los depósitos de cal y las pequeñas conchas se limpian en los planos de contacto con juntas, especialmente en la carcasa de la bomba alrededor del orificio del eje.
Desmontaje de la polea y circlip
En caso de detección de grandes baches o cascarones que no puedan limpiarse, se deberá sustituir el cuerpo de montaje. Un eje con un desgaste inaceptable en los espacios de apoyo, también se cambian rodamientos con juego axial en las jaulas. Para lograr un resultado positivo al eliminar una fuga de la bomba, el uso secundario de sellos y sellos es inaceptable.
Montaje e instalación
El proceso de montaje se lleva a cabo en orden inverso. Todas las partes de la bomba deben ocupar sus asientos. El resultado de un montaje adecuado es la rotación libre del impulsor a mano sin distorsiones ni enganches en la carcasa, sin juego axial en el eje y los asientos del impulsor. El momento crucial en el montaje del conjunto es el aterrizaje del cubo de la polea en la llave del eje.
Al presionar la pieza sobre el eje, es importante no desplazar la chaveta de la ranura de montaje y garantizar una conexión fiable sin juego radial ni axial. La conexión se realiza con las superficies de contacto del bloque y la bomba cuidadosamente limpiadas a través de una junta nueva
Para una futura revisión cómoda del conjunto, en lugar del perno de montaje estándar del impulsor, los operadores de tractores experimentados instalan una pieza de latón similar, evitando así la formación de corrosión, lo que dificulta el desmontaje.
Servicio
Las operaciones de mantenimiento de la bomba incluyen la verificación de la tensión de la correa de transmisión y la lubricación oportuna de los cojinetes del conjunto. La lubricación programada se lleva a cabo mediante inyección a través de la grasera durante el mantenimiento 1. La tensión de la correa cambia según la posición del generador cuando se gira el soporte de montaje.
La tensión correcta garantiza que la correa funcione con un deslizamiento mínimo y está controlada por la desviación del centro de la rama grande de la transmisión "polea del alternador - polea del cigüeñal" cuando se presiona con una fuerza de 30 ... 50 N por 10 ... 15 mm. El control se realiza cada 60 horas de funcionamiento. Al poner en marcha un motor nuevo, la tensión se comprueba a más tardar después de 2 o 3 turnos de trabajo. Una tensión excesiva aumenta la carga sobre los cojinetes de empuje de las unidades de accionamiento y acelera su desgaste.
Mal funcionamiento de la bomba
El motivo del desgaste de las piezas y la posterior falla del ensamblaje es una violación de la estanqueidad de los sellos. La destrucción de los sellos ocurre como resultado de la acción de la temperatura, las cargas mecánicas durante la rotación, así como la fricción cuando las partículas sólidas de óxido y las incrustaciones ingresan a la camisa de agua del motor.
Si se detecta una ligera fuga de la bomba, se recomienda realizar una auditoría con el reemplazo de los sellos del conjunto. Ignorarlo conduce a un desgaste inaceptable de las piezas, lo que posteriormente aumenta el presupuesto de reparación. Un resultado desafortunado del mantenimiento inoportuno es el descubrimiento, durante el desmontaje de la bomba, de virutas mecánicas y baches de la carcasa de hierro fundido en los lugares donde encaja el sello. A menudo, reemplazar los sellos en una carcasa dañada no tiene un efecto positivo y la bomba sigue teniendo fugas. Al final, debe comprar e instalar un nuevo nodo.
Esquema de montaje MTZ 80
Algunos "kulibins", para prolongar la vida útil de la bomba, perforan un orificio para el eje en la voluta con un diámetro mayor. Se instala un buje de acero inoxidable con anillos de goma exteriores en el orificio perforado y se seleccionan sellos de aceite autoblocantes en la ranura del extremo del buje desde el lado del impulsor. El éxito de una restauración de este tipo depende de la precisión del ajuste del manguito y de la hermeticidad de los sellos.
Además, un riesgo adicional en el caso de juegos axiales inaceptables en los cojinetes de rotación del eje de la bomba puede ser el daño al radiador por parte de las aspas del ventilador. El descentramiento durante el desgaste del cojinete puede causar la destrucción de la conexión clave y el asiento de la polea con el eje. Dada la carga axial constante de la fuerza de tensión de la correa de transmisión, al desarrollar holguras inaceptables, la polea con el ventilador se mueve hacia el radiador, dañando así el intercambiador de calor con paletas.
Dispositivo de bomba
La unidad está montada en una carcasa de hierro fundido 14, que consta de dos compartimentos: la parte de agua en forma de caracol, donde se instala el impulsor 9 de la bomba; aceite - con dos cojinetes de soporte del eje 4. El caracol se sujeta con una superficie de conexión fresada a través de una junta al bloque con tres pernos, combinando la cavidad de descarga de trabajo de la bomba con la línea longitudinal de la camisa de agua del bloque de cilindros.
El impulsor se asienta en las ranuras del eje y se fija con un perno de extremo a través de una arandela y un anillo de goma de sellado. La cavidad de agua del caracol con el impulsor está separada de la cavidad de aceite del conjunto por una partición y un sello, cuya estanqueidad está asegurada por una arandela de textolita 12 adyacente al extremo cuidadosamente rectificado del manguito de empuje presionado en el cuerpo. , así como por un resorte 8 del manguito de goma 11, encerrado en una jaula.
Esquema de la bomba del dispositivo MTZ 80 (82)
El vacío creado por la rotación del impulsor succiona refrigerante de la tubería proveniente del banco inferior del radiador. El líquido captado por las palas de la cámara receptora del caracol entra en el bloque con aceleración, llevándose el calor de los cilindros.
El eje de la bomba gira sobre dos rodamientos de bolas instalados en el compartimiento de aceite de la carcasa, aislados de los lados exteriores con sellos 13.16. El movimiento axial del cojinete exterior y el eje está limitado por el anillo de retención 6 instalado en la muesca del alojamiento. Los rodamientos se lubrican a través del engrasador 7 en la parte superior de la carcasa. Se instala un cubo de brida 2 en la parte delantera del eje a través de la chaveta 3, a la que se unen la polea de transmisión 5 y el ventilador 1. La aparición de una fuga a través del orificio es una señal de falla del sello.
Bomba de agua con sello de fibra MTZ 80
Los componentes originales fabricados por MTZ están confirmados por una tarjeta de garantía y un pasaporte certificado por sellos húmedos. También en el mercado de repuestos para MTZ hay varias versiones del conjunto de varios fabricantes. Una característica distintiva de tales bombas es un diseño libre de mantenimiento, donde el impulsor está hecho de textolita o polímero y está conectado al eje mediante un ajuste por contracción sin perno de fijación.
1 Características de rendimiento de las bombas de desplazamiento positivo.
Básico
el valor que determina el tamaño de la volumétrica
bomba (motor hidráulico de desplazamiento)
es su volumen de trabajo. Trabajador
volumen de la bomba y frecuencia de su funcionamiento
ciclos determinan el tono ideal.
Bomba de desplazamiento ideal
se llama flujo por unidad de tiempo
fluido incompresible en ausencia
fugas a través de huecos. Promediada sobre
tiempo de servicio perfecto
donde está el volumen de trabajo de la bomba, es decir, ideal
entrega de la bomba por ciclo (una revolución
eje de la bomba); - la frecuencia de los ciclos de la bomba (por
velocidad de las bombas rotativas
eje); - la alimentación ideal de cada trabajo
cámaras en un ciclo; - el número de cámaras de trabajo en la bomba; - la frecuencia de la bomba, es decir, el número
entradas de cada cámara para un trabajo
ciclo (una revolución del eje). De este modo
volumen de trabajo de la bomba.
Más amenudo,
pero en algunos diseños más. Caudal real de la bomba
menos que ideal debido a fugas
a través de huecos de cámaras de trabajo y cavidades
inyección y a altas presiones
bomba también debido a la compresibilidad del fluido.
La relación entre la alimentación real y la alimentación ideal se denomina coeficiente.
suministro: donde es el caudal de fugas; es el caudal de compresión. Cuando la compresión del fluido
insignificante, velocidad de avance
igual a la eficiencia volumétrica de la bomba ():Full
incremento de energía del fluido en el volumen
pasose generalmente se conoce como una unidad de volumen
y por lo tanto expresado en unidades
presión. Dado que las bombas de desplazamiento positivo
diseñado principalmente para crear
incrementos significativos de presión, entonces
incremento de energía cinética en
la bomba generalmente se descuida. Entonces
la presión de la bomba es
la diferencia entre la presión a la salida de la bomba y la presión a la entrada de la misma:,
y el cabezal de la bombaÚtil
poder de la bomba,
absorbido por la bomba rotativa
(gastado por el motor impulsor), donde es el momento en el eje de la bomba; es la velocidad angular de su eje. eficiencia de la bomba
es la relación entre la potencia útil y la
potencia consumida por la bomba
(1).
Me gusta
la forma en que es habitual para bladed
bombas, para bombas de desplazamiento positivo hay
hidráulico
,
eficiencia volumétrica y mecánica, teniendo en cuenta tres tipos de pérdidas de energía:
hidráulica - pérdida de carga
(presión), volumétrica - pérdida pa
el flujo de fluido a través de los espacios, y
mecánicas - pérdidas por fricción en
mecanismo de bomba:
¿Dónde se crea la presión indicadora?
en la cámara de trabajo de la bomba y el correspondiente
cabeza teórica en la pala
bomba; - pérdida de potencia por fricción en el mecanismo
bomba; - indicador de potencia,
