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  • 热泵热水器用屏蔽水泵的应用及特点
  • 标签:     作者:佛山市南海佰什特通用设备有限公司    浏览数:375    时间:2013-5-3
  • 屏蔽泵是一种无密封泵,泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内,此压力容器只有静密封,并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。在定子与转子之间设有0.7mm左右的环隙,当泵工作时泵送的部分液体经此环隙,以冷却电机。

    这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置,故能做到完全无泄漏。因此,屏蔽泵结构紧凑,振动与噪声较小,泵效率高,能耗较低,无汇漏。从安全、劳动卫生和节能计,对于泵送强腐蚀性、易燃、易爆或毒性液体,选用屏蔽泵能获得令人满意的效果。正是由于拥有以上优点,制冷快报分析认为,屏蔽泵能在暖通空调行业得到广泛的应用。特别是方兴未艾的热泵热水器行业,几乎都是屏蔽泵的天下。

    1 热泵热水器的循环水泵要求

    目前,国内热泵热水器生产的热水直接用作生活用水,热水质量将关乎到用户健康;另外,选择循环水泵时中国的自来水质也是无法忽视的关键因素。因此,并非市场上所有屏蔽泵都适用于用作热泵热水器的循环水泵。

    1.1 卫生要求

    根据GBT 23137-2008《家用和类似用途热泵热水器》5.1.2的要求:在进水水质符合国家要求的前提下,所有热源水侧的管路、换热设备应具有抗腐蚀的能力,使用过程中热泵热水器不应该污染所使用的水源。作为热源水侧的管路上重要的零部件,水泵必须杜绝成为二次污染的源头。

    1.2 水垢问题

    中国大部分地区的自来水都是硬水,自来水的残留物中含有 Ca++、HCO3-、 FE+、 Mg+、 Cr等离子,长时间使用以后水泵及管路都会发生结垢现象。由于屏蔽泵的轴与轴承的润滑是依靠被输送介质润滑的,结水垢问题无法避免。特别是在长时间停机状态下,水停留在水泵时,水垢有可能导致轴与轴承堵死现象。从而造成热泵热水器启动后,水泵无法启动而导致排气温度过高压缩机保护器不断开启现象。

    1.3 能效要求

    根据国标《家用和类似用途热泵热水器》规定,热泵热水器在计算能效时,水泵实际消耗功率必须加上。另外,循环加热式热泵热水器的能效要求为3.6以上,比静态加热式热泵热水器的3.4要求高,因此水泵的能耗就显得更为重要。

    2 屏蔽泵的选择考虑要素

    针对上述热泵热水器对循环水泵的要求,在选择市场上屏蔽泵时,必须考虑以下问题:

    2.1 水泵与水接触部件材料与结构

    水泵的泵壳。循环水在水泵流动整个过程都与泵壳接触,泵壳的材料选择对于水质影响巨大。目前市场上屏蔽泵的泵壳主要有铸铁、青铜、复合材料等,出于成本的考虑,目前大多数厂家采用铸铁的泵壳。铸铁在电化学腐蚀和空气氧化的作用下,在金属表面生成了金属氧化物,也就是锈。如果金属中含有较多的杂质,这些杂质就会和金属形成化学原电池,发生电化学腐蚀,从而将金属氧化生成金属氧化物。

    当循环水泵停止时,水无法流动使泵壳表面形成化学原电池稳定,发生电化学腐蚀的可能就大大增加,对循环热水造成二次污染。这些金属成分本来是人体不可缺少的,但是人体摄入的铁物质过多就会导致很多疾病,其中危害最大的就是氧化铁对人类肝脏的损害,像都市人的肝病发病率高于乡村人口,很可能就是饮用水中的氧化铁过多。因此,必须避免因为泵壳材料选择不对而造成生活用水二次污染危害人体健康。复合材料的泵壳,可以杜绝因为泵壳生锈而造成热水二次污染的问题发生。目前,欧洲涉及生活用水的循环水泵泵壳几乎都是采用杜邦PS或PPS复合材料,大大提高了水质。

    水泵的电机转子。正如前面所述,屏蔽泵的电机是依靠被输送流体冷却电机的。因此,电机转子长时间与水接触。特别是在水泵停止运转时,转子的硅钢片长时间浸泡在水里也会产生金属氧化物从而对循环水造成二次污染。当硅钢片氧化后,电机效率也会下降。目前比较合理的做法是用不锈钢把转子套起来,使得水与硅钢片不能直接接触。

    2.2 水泵轴与轴承防止结垢的设计

    由于屏蔽泵的轴与轴承的润滑是依靠被输送介质润滑的,防止水泵的轴、轴承结水垢以及轴与轴承的结构设计的抗水垢能力就显得异常重要。从防止轴与轴承结水垢方面看,选择材料非常重要。目前大多数厂家采用不锈钢作为轴与轴承的材料,一方面不锈钢容易结水垢,轴与轴承均结水垢后容易堵死;另外,由于不锈钢耐磨性不强,轴与轴承长时间磨合以后,间隙会越来越大,不但使得间隙中结水垢程度加剧从而堵死,而且由于间隙增大后水泵运行噪音与振动也大大增大。

    格兰富的UP系列水泵首创采用了陶瓷作为轴与轴承的材料,陶瓷和不锈钢相比更不容易吸附水垢;再者,陶瓷的硬度高,轴与轴承间耐磨性好,使得水泵运转平稳,噪音低。格兰富针对轴与轴承间的结水垢问题也进行了特殊结构,利用水泵启动瞬间轴向的惯性力把轴与轴承间隙的水垢能最大限度的减少,从而避免了结垢堵死的不良发生。

    3 其他注意事项

    屏蔽泵由于采用被输送的部分液体来冷却电机,且定子与转子间隙很小,故输送的水必须干净。否则可能会堵塞屏蔽间隙,影响泵的冷却与润滑,导致烧坏电机。另外,系统必须有防冻措施,以保证低温环境下水泵里的水不会发生冻结现象从而影响水泵的启动甚至损坏。

    选型方面,必须选择合适的水泵,如果选用过大的水泵,系统压力提高的同时,流量也会增大,这会造成在泵中会有更多的水垢沉淀。过大的水泵同时会导致更大的能量消耗,并且噪音也会增大。可以通过选用可调速泵增加水泵的通用性。

     

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