EP1593851B1 - Verfahren zum Entlüften einer Kreiselpumpe - Google Patents

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EP1593851B1
EP1593851B1 EP05003976.7A EP05003976A EP1593851B1 EP 1593851 B1 EP1593851 B1 EP 1593851B1 EP 05003976 A EP05003976 A EP 05003976A EP 1593851 B1 EP1593851 B1 EP 1593851B1
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EP
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pump
rotational speed
impeller
air
venting
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Wilo SE
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606Canned motor pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/02Self-priming pumps

Definitions

  • the invention relates to a method for venting a centrifugal pump, in particular in the water cycle of a heating system or a hot water-producing boiler, wherein the pump is preferably arranged directly in or at the inlet or outlet of a radiator.
  • the object of the invention is to provide a venting process that frees the rotor of a centrifugal pump from the accumulated air there.
  • the pump speed is controlled by the normal speed in particular briefly for such a low speed that the air separates from the impeller and exits the impeller space , And that the pump speed is controlled several times in succession from the normal speed to a low speed.
  • venting can be done automatically as soon as a certain amount of air has accumulated on the impeller.
  • the process according to the invention is preferably used for smaller pumps, that is for pumps with a power of 0.001 to 40 W.
  • air may accumulate in the rotor space of the pump because this air is being swirled around by the impeller, thereby significantly reducing or even abolishing production. This is particularly common when such smaller pumps are used in the water cycle of heating systems or hot water generating boilers.
  • the pumped water always contains larger amounts of air, which gets caught in the impeller and in the space around the impeller and is reversed by the impeller without leaving the impeller space.
  • normal speed is understood to mean the pump speed with which the pump is currently being driven before the down control. The normal speed is thus in the speed range in which the pump is driven during the promotion.
  • a particularly safe ventilation is achieved when the pump speed is repeatedly controlled down from the normal speed to a lower speed, that is, there is a multiple change of normal speed and lower speed.
  • the lower speed is 5 to 50% of the maximum speed.
  • the pump Under a lower speed but also a 0-speed understood, that is, the pump can be switched off completely for a short time and in particular in a short-term change of switching on and off.
  • the switch-off times are 0.5 to 15 seconds and the intermediate switch-on times 1 to 15 seconds.
  • the pump is repeatedly shut down or turned off, in particular 2 to 50 times.
  • the pump control has a detection device of air quantities in the impeller space.
  • the power consumption of the pump motor, the speed of the pump, the fluid temperature behind the pump, the fluid pressure behind the pump, the fluid pressure upstream of the pump and / or the differential pressure across the pump are measured and thereby detects that there is air in the impeller and impeller space has accumulated.
  • the pump control After this has detected the pump control, it automatically drives down the speed of the pump according to the above method and after the single or multiple shutdown and startup or standstill normal operation is resumed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften einer Kreiselpumpe, insbesondere im Wasserkreislauf einer Heizungsanlage oder eines Warmwasser erzeugenden Boilers, wobei die Pumpe vorzugsweise direkt im oder am Ein- oder Auslass eines Heizkörpers angeordnet ist.
  • Es ist bekannt, im oberen Bereich eines Pumpengehäuses eine Entlüftungsvorrichtung anzuordnen, die Luft aus dem Inneren des Pumpengehäuses entlässt, sobald sich im oberen Bereich Luft angesammelt hat. Insbesondere bei kleineren Pumpen hat es sich gezeigt, dass die Luft oft nicht bis in den oberen Pumpengehäusebereich gelangt, sondern sich im oder am Pumpenläufer verfängt und dort herumgewirbelt wird, ohne den Läufer zu verlassen. Dies führt zu einer geringeren Förderleistung der Pumpe und oft sogar zu einer Beendigung der Förderung.
  • Aus der US 3 841 793 A ist es bekannt, bei der Zufuhr von Brennstoff zu einem Verbrennungsmotor die Pumpendrehzahl zu verringern, um ein Auftreten von Dampfblasen im Brennstoff zu verhindern. Ferner ist es aus der EP 0 964 158 A2 bekannt, bei einer ein Kältemittel fördernden Pumpe die Drehzahl zu verringern, um Kavitationen und Strömungsabrisse zu verhindern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Entlüftungsverfahren zu schaffen, das den Läufer einer Kreiselpumpe von der sich dort angesammelten Luft befreit.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Befreien des Laufrades und/oder des das Laufrad umgebenden Raumes von Luft, die Pumpendrehzahl von der Normaldrehzahl insbesondere kurzzeitig auf eine solch niedrige Drehzahl heruntergesteuert wird, dass sich die Luft vom Laufrad trennt und aus dem Laufradraum austritt, und dass die Pumpendrehzahl mehrfach hintereinander von der Normaldrehzahl auf eine niedrige Drehzahl heruntergesteuert wird.
  • Ein solches Verfahren sorgt dafür, dass auch die Luftmengen sicher entfernt werden, die sich im oder am Laufrad befinden. Hierbei kann die Entlüftung selbsttätig erfolgen, sobald sich eine bestimmte Luftmenge am Laufrad angesammelt hat.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden näher beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei kleineren Pumpen, das heißt bei Pumpen mit einer Leistung von 0,001 bis 40 W verwendet. Bei diesen Pumpen kleinerer Bauart und geringerer Förderleistung kann sich Luft im Rotorraum der Pumpe ansammeln, weil diese Luft von dem Laufrad herumgewirbelt wird und hierdurch die Förderung erheblich sinkt oder sogar völlig abbricht. Dies kommt besonders häufig vor, wenn solch kleinere Pumpen im Wasserkreislauf von Heizungsanlagen oder bei Warmwasser erzeugenden Boilern eingesetzt werden. Das geförderte Wasser enthält stets größere Mengen an Luft, die sich im Laufrad und im Raum um das Laufrad verfängt und vom Laufrad umgewirbelt wird, ohne den Laufradraum zu verlassen.
  • Wird bei einer solchen Pumpe die Drehzahl von der Normaldrehzahl kurzzeitig auf eine niedrigere Drehzahl heruntergesteuert, so kann sich die Luft vom Laufrad trennen und aus dem Laufradraum austreten und damit zu der automatischen Entlüftungsvorrichtung im oberen Bereich des Pumpengehäuses gelangen, um dort in die Atmosphäre auszutreten. Stattdessen kann aber auch die Luft nach dem Erreichen einer wieder höheren Drehzahl, insbesondere der Normaldrehzahl, mit dem Förderstrom aus der Pumpe herausgebracht werden. Unter "Normaldrehzahl" wird hierbei die Pumpendrehzahl verstanden, mit der die Pumpe zur Zeit vor dem Heruntersteuern gefahren wird. Die Normaldrehzahl befindet sich somit in dem Drehzahlbereich, in dem die Pumpe während der Förderung gefahren wird.
  • Um das Pumpenlaufrad von der Luft zu befreien, kann es ausreichen, dass die Pumpendrehzahl nur einmal heruntergefahren wird, um danach gleich wieder heraufgefahren zu werden. Erfindungsgemäß wird eine besonders sichere Entlüftung erreicht, wenn die Pumpendrehzahl mehrfach hintereinander von der Normaldrehzahl auf eine niedrigere Drehzahl heruntergesteuert wird, das heißt, es erfolgt ein mehrfacher Wechsel von Normaldrehzahl und niedrigerer Drehzahl. Hierbei beträgt die niedrigere Drehzahl 5 bis 50 % der maximalen Drehzahl.
  • Unter einer niedrigeren Drehzahl wird aber auch eine 0-Drehzahl verstanden, das heißt, die Pumpe kann auch kurzzeitig ganz ausgeschaltet werden und insbesondere in einem kurzzeitigen Wechsel von Ein- und Ausschalten. Die Ausschaltzeiten betragen 0,5 bis 15 Sekunden und die dazwischen liegenden Einschaltzeiten 1 bis 15 Sekunden. Wie oben bereits angeführt, kann ein einmaliges Herunterfahren, insbesondere auch ein einmaliges Ausschalten, ausreichen, um das Laufrad und insbesondere den Laufradraum von Luft zu befreien. Vorzugsweise wird aber die Pumpe mehrfach heruntergefahren oder ausgeschaltet, insbesondere 2 bis 50 mal.
  • Damit das erfindungsgemäße Entlüftungsverfahren automatisch erfolgen kann, besitzt die Pumpensteuerung eine Erkennungseinrichtung von Luftmengen im Laufradraum. Hierzu werden die Leistungsaufnahme des Pumpenmotors, die Drehzahl der Pumpe, die Flüssigkeitstemperatur hinter der Pumpe, der Flüssigkeitsdruck hinter der Pumpe, der Flüssigkeitsdruck vor der Pumpe und/oder der Differenzdruck über der Pumpe gemessen und hierdurch erkannt, dass sich Luft im Laufrad und im Laufradraum angesammelt hat. Nachdem dies die Pumpensteuerung erkannt hat, fährt sie die Drehzahl der Pumpe selbsttätig nach dem obengenannten Verfahren herunter und nach dem einmaligen oder mehrmaligen Herunterfahren und Herauffahren bzw. Stillstand wird der Normalbetrieb wieder aufgenommen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Entlüften einer Kreiselpumpe, insbesondere im Wasserkreislauf einer Heizungsanlage oder eines Warmwasser erzeugenden Boilers, wobei die Pumpe vorzugsweise direkt im oder am Ein- oder Auslass eines Heizkörpers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befreien des Laufrades und/oder des das Laufrad umgebenden Raumes von Luft, die Pumpendrehzahl von der Normaldrehzahl insbesondere kurzzeitig auf eine solch niedrige Drehzahl heruntergesteuert wird, dass sich die Luft vom Laufrad trennt und aus dem Laufradraum austritt, und dass die Pumpendrehzahl mehrfach hintereinander von der Normaldrehzahl auf eine niedrige Drehzahl heruntergesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenntzeichnet, dass die niedrige Drehzahl 5 % bis 50 % der maximalen Drehzahl beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe im kurzzeitigen Wechsel ein- und ausgeschaltet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltzeiten 0,5 bis 15 Sekunden betragen und die dazwischen liegenden Einschaltzeiten 1 bis 15 Sekunden betragen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl des Herunterfahrens, insbesondere des Ausschaltens 2 bis 50 betragen.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen einer Luftmenge im Laufradraum die Leistungsaufnahme, der Strom, die Spannung, der Winkel cos ϕ des Motors des Pumpenmotors, die Drehzahl der Pumpe, die Flüssigkeitstemperatur hinter der Pumpe, der Flüssigkeitsdruck hinter der Pumpe, der Flüssigkeitsdruck vor der Pumpe und/oder der Differenzdruck über der Pumpe gemessen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erkennen einer Luftmenge in der Pumpe die Pumpensteuerung die Drehzahl selbsttätig herunter fährt und nach dem Entlüftungszeitraum wieder herausfährt.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft über eine selbsttätige Entlüftungsvorrichtung die Pumpe verlässt.
  9. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche bei Pumpen mit einer hydraulischen Leistung von 0,001 bis 40 W.
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