為循環使用的熱載體提供穩定壓力及流速的機械設備
基本介紹
- 中文名：熱水循環泵
- 分類：有刷直流熱水循環泵等
- 電機式：無刷直流熱水循環泵
- 隔離式：無刷直流熱水循環泵
種類,特點,性能參數,型號系列,參數範圍,產品特點,主要套用,主要故障,工作原理,優點,
種類
有刷直流熱水循環泵
無刷直流熱水循環泵（電機式）
無刷直流熱水循環泵（磁力驅動隔離式）
特點
1、 有刷直流水泵：水泵工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨著電機轉動的換向器和電刷來完成，只要電機轉動碳刷就會產生磨損，電腦水泵運行到一定的時候，碳刷磨損間隙變大，聲音也會隨之增大，連續運行幾百小時之後碳刷就不能起到換向的作用了。
優點：價格低廉。
2、 無刷電機式直流水泵：電機式無刷直流水泵是採用無刷直流電機加上葉輪之後組成的。電機的軸與葉輪連在一起，水泵的定子和轉子之間是有間隙的，使用時間長了水會滲透進入電機里增加了電機燒壞的可能。
優點：無刷直流電機已標準化，有專門的廠家大批生產，成本比較低，效率高。
3、 無刷直流磁力驅動水泵：無刷直流水泵採用了電子組件換向，無需使用碳刷換向，採用高性能耐磨陶瓷軸及陶瓷軸套，軸套通過注塑與磁鐵連成整體也就避免了磨損，因此無刷直流磁力式水泵的壽命大大增強了。磁力隔離式水泵的定子部分和轉子部分完全隔離，定子和電路板部分採用環氧樹脂灌封，100%防水，轉子部分採用永磁磁鐵，水泵機身採用環保材料，噪音低，體積小，性能穩定。可以通過定子的繞線調節各種所需的參數，可以寬電壓運行。
優點：壽命長，噪音低可達35dB以下，可用於熱水循環。電機的定子和電路板部分採用環氧樹脂灌封並與轉子完全隔離，可以水下安裝而且完全防水，水泵的軸心採用高性能陶瓷軸，精度高，抗震性好。
傳統有刷水泵和電機式無刷水泵，結構上因為是電機軸芯和轉子葉輪直接連線，採用的是軸密封方式，工作時，軸芯和密封墊是直接摩擦，壽命非常短，其結構注定了要做好耐磨、防水難度非常大；並且為了提高防水性，軸與密封墊之間還要加油脂，此也就限制了行業局限性。
直流無刷水泵採用磁轉換代替傳統水泵結構，電機與轉子葉輪用防水室完全隔離，把密封問題徹底解決掉，轉動部分用氧化鋯與石墨的完美結合，把機械摩擦降到最低，壽命更長，噪音更低。因為採用無刷電機，水泵功能也得到了完善：調速、FG信號輸出，過壓保護，過流保護，防空轉保護、過溫保護，低壓太陽能啟動等都能做到。
性能參數
最大流量：800m3/h
最大揚程：240m
最大功率：550KW
轉速：1450rpm 和2900rpm
最大壓力：40bar
適用溫度：輸送介質為熱水時，溫度小於230℃；為其他有機熱介質時，溫度小於400℃
型號系列
- DC30系列：DC30、DC30A（尺寸範圍30cm左右）
- DC40系列：DC40、DC40A、DC40B、DC40C、DC40D、DC40E（主體直徑40cm左右）
- DC50系列：DC50、DC50A、DC50B、DC50C、DC50D、DC50E、DC50F（主體直徑50cm左右）
參數範圍
- 電壓範圍：DC 4.5V~ DC 24V
- 電流範圍：0.1A~3.8A
- 揚程範圍：0.5M~15M
- 流量範圍：100L/H~3600L/H
- 功率範圍：0.5W~86.4W
- 工作溫度：-35攝氏度—100攝氏度
- 工作要求：連續不停(必須保證有水)
- 噪音：≤ 40dB 或者35dB（1米的距離）
- 防水：完全防水（防水等級IP68），可潛水安裝也可外置安裝
- 調速(調流量，調揚程)：只適用於三相無刷直流水泵
產品特點
1.壽命長，無需保養，體積小效率高，功耗低，抗干擾能力強，運行平穩
2.無碳刷，無污染，電子換向，壽命長。
3.電機的定子和電路板部分採用環氧樹脂灌封並與轉子完全隔離，解決了電機式直流水泵長期潛水產生的滲漏問題，可以水下安裝而完全防水
4.水泵參數可調製，24V水泵可調製2米揚程，也可7米揚程，體積不變，可寬電壓運行。
5.水泵軸心採用高性能陶瓷軸（降低成本可選不鏽鋼軸），精度高，耐磨性好，由於水泵採用高精密軸套與陶瓷軸（降低成本可換其他材料）的精密配合，噪音低，功率小一點的噪音甚至可以達到30分貝以下。
6.三相無霍爾程式驅動直流水泵可以實現PWM調速，模擬信號（0~5V）調速，電位器VR手動調速，這樣就可以調節流量及揚程。
7.三相直流水泵為軟啟動，無衝擊，啟動功耗小，電路板與泵體完全分離，泵體裡面沒有任何電子元器件，泵體採用耐高溫材料，水泵可以長期在100度水溫中使用。具有葉輪轉子卡死保護，反接保護，過載保護，過流保護。
8.水泵接口豐富，4分螺紋，2分螺紋，進出8mm，10mm，22mm，27mm等.
9.如需加大水泵揚程還可將水泵串聯，則揚程可加倍。
9.水陸兩用（外用時安裝位置低於液面）
主要套用
1、 汽車水泵：汽車電子水泵，汽車電動水泵，汽車駐車加熱器水泵，預熱器水泵，汽車暖風循環，汽車發動機製冷等，汽車電池製冷，機車電動水泵等，工作環境要求：-40度-120度。
2、太陽能水泵：利用太陽能板直接驅動水泵工作，太陽能水泵具有三大功能：
（1）節能，比普通直流水泵節能 35%
（2）軟啟動功能，功率達到 1W 內可正常啟動
（3）可方便設定各種保護功能，如過壓，過流，溫度保護等
3、食品級水泵：主要用洗碗機水泵，咖啡壺水泵，飲水機水泵，水泵選用符合食品級標準的材料，可在100高溫下長期工作。
4、冷暖床墊水泵：水冷床墊水泵、水暖床墊水泵、汽車坐墊水泵，要求：噪音低，28dB內才能滿足正常要求，目前國內容很多廠家是做不到的。
5、電腦水冷水泵：客戶群主要是DIY市場，要求噪音低，衝勁強悍。
6、熱水器水泵：很多廠家已改用直流無刷水泵，特別是在新加坡、馬來西亞等東南亞國家。因為它安全、節能、體積小、壽命長、調節方便。這個行業，以前市場一直被德國水泵所占據。
7、冷水機水泵：把國內的中小型冷水機由以前的隔膜泵全部換成了直流無刷水泵， 水泵也成為了中小型冷水機水泵行業的標準，增壓穩定，噪音低，壽命是隔膜泵的近10倍。
8、空調製冷水泵：廣泛套用於通信機櫃散熱，工具機設備水循環散熱等。
9、地暖循環水泵，太陽能噴泉水泵、移動式熱水器水泵，可移式洗澡機水泵等
主要故障
不出水
1.熱水泵進出口閥門未打開，進出管路阻塞，流產葉輪阻塞。解決辦法，去除阻塞物。
2.電機運行方向不對，電機缺相轉速很慢。調整電機方向，堅固電機接線。
3.熱水循環泵吸入管漏氣。擰緊各密封面，排除空氣
4.泵沒灌滿液體，泵腔內有空氣。打開泵上蓋或打開排氣閥，排盡空氣。
5.進出口供水不足，吸程過高，底閥漏水。停機檢查、調整(併網自來水管和帶吸程使用易出現此現象)。
6.管路阻力過大，離心泵選型不當。減少管路彎道，重新選泵
雜音振動
1.管路支撐不穩。穩固管路。
2.液體混有氣體。提高吸入壓力排氣。
3.產生汽蝕。降低真空度。
4.軸承損壞。更換軸承。
5.電機超載發熱運行。調節流量關小出口閥門。
流量不足
1.熱水循環泵進出口閥門未打開，進出管路阻塞，流產葉輪阻塞。解決辦法，去除阻塞物。
2.管道、熱水循環泵流道葉輪部分阻塞，水垢沉積、閥門開度不足。去除阻塞物，重新調整閥門開度。
3..離心泵電壓偏低。穩壓
4.葉輪磨損。更換葉輪。
5.超過額定流量使用。調節流量關小出口閥門
6.離心泵吸程過高。降低吸程。
7.泵軸承磨損。更換軸承。
漏水
1.熱水循環泵機械密封磨損。更換。
2.泵體有砂孔或破裂。焊補或更換。
3.密封面不平整。修整。
4.安裝螺栓鬆懈。緊固。
電機發熱
1.熱水循環泵流量過大，超載運行。關小出口閥。
2.碰擦。檢查排除。
3.熱水循環泵電機軸承損壞。更換軸承。
4.電壓不足。穩壓。
工作原理
無刷直流磁力驅動泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機的轉子，轉子中間有直接注塑成型的軸套，通過高性能陶瓷軸固定在殼體中，電機的定子與電路板部分採用環氧樹脂膠灌封於泵體中，定子與轉子之間有一層薄壁隔離，無需配以傳統的機械軸封，因而是完全密封。電機的扭力是通過矽鋼片（定子）上的線圈通電後產生磁場帶動永磁磁鐵（轉子）工作運轉。 對磁體進行n (n為偶數) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統。當定子線圈產生的磁極與磁鐵的磁極處於異極相對，即兩個磁極間的位移角Φ=0，此時磁系統的磁能最低；當磁極轉動到同極相對，即兩個磁極間的位移角Φ=2π/n，此時磁系統的磁能最大。去掉外力後，由於磁系統的磁極相互排斥，磁力將使磁體恢復到磁能最低的狀態。於是磁體產生運動，帶動磁轉子旋轉。無刷直流水泵通過電子換向，無需使用碳刷，磁體轉子和定子矽鋼片都有多級磁場，當磁體轉子相對定子旋轉一個角度後會自動改變磁極方向，使轉子始終保持同級排斥，從而使無刷直流磁力隔離泵有較高的轉速和效率。
磁力隔離泵的定子與轉子完全隔離，完全避免了傳統的電機式無刷直流水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用並且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能。
結構組成及其特點 無刷直流水泵（磁力隔離泵）由泵體（隔離件），電機定子，軸，軸承和轉子水葉（磁體和葉輪）幾部分組成：
磁體（釹鐵硼永磁體）
隔離件
在採用金屬隔離套時，隔離套處於一個正弦交變的磁場中，在垂直於磁力線方向的截面上感應出渦電流並轉化成熱量。渦流的表達式為：其中Pe－渦流；K—常數；n—泵的額定轉速；T－磁傳動力矩；F－隔套內的壓力；D－隔套內徑； 一材料的電阻率； —材料的抗拉強度。當泵設計好後，n、T是工況給定的，要降低渦流只能從F、D等方面考慮。選用高電阻率、高強度的非金屬材料製作隔離套，在降低渦流方面效果十分明顯。
軸
由於無刷直流磁力隔離泵是通過通電線圈帶動轉子旋轉來工作的，旋轉為了保持轉子轉動的平穩及噪音，採用高性能陶瓷軸與軸套配合，可以達到很高的精度，有效的減少了旋轉阻力及噪音。
滑動軸承
磁力泵滑動軸承的材料有工程塑膠塑鋼（POM）或陶瓷。由於塑鋼（POM）及陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑動軸承多採用工程陶瓷製作。由於工程陶瓷很脆且膨脹係數小，所以軸承間隙不得過小，以免發生抱軸事故。
由於磁力泵的滑動軸承以所輸送的介質進行潤滑，所以應根據不同的介質及使用工況，選用不同的材質製作軸承。
保護措施
1. 當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行時，磁力傳動器的從動部件會在軸上打滑，有效的保護了電機。
2. 泵運轉時，必須用少量的液體對內磁轉子與隔離套之間的環隙區域和滑動軸承的摩擦副進行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設計流量的2%-3%，內磁轉子與隔離套之間的環隙區域由於渦流而產生高熱量。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時，將導致介質溫度高於永磁體的工作溫度，使內磁轉子逐步失去磁性，使磁力傳動器失效。當介質為水或水基液時，可使環隙區域的溫升維持在3-5℃；當介質為烴或油時，可使環隙區域的溫升維持在5-8℃。
優點
磁力泵是一種通過磁力傳動來實現無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封，使泵達到完全無泄漏。由於泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題，消除了煉油化工行業易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患，有力地保證了職工的身心健康和安全生產。
與電機式直流無刷水泵相比，磁力泵具有以下優點：
1．泵軸由動密封變成封閉式靜密封，徹底避免了介質泄漏。可以水陸兩用，並且完全防水。
2．無需獨立潤滑和冷卻水，降低了能耗。
3．功耗小、效率高，且具有阻尼減振作用，減少了電動機振動對泵的影響和泵發生氣蝕振動時對電動機的影響。
4．過載時轉子會在陶瓷軸上打滑，對電機、泵有保護作用。
無刷直流水泵（磁力隔離泵）的使用注意事項
1．防止顆粒進入
(1)不允許有鐵磁雜質、顆粒進入磁力傳動器和軸承摩擦副；
(2)輸送易結晶或沉澱的介質後要及時沖洗(停泵後向泵腔內灌注清水，運轉1min後排放乾淨)，以保障滑動軸承的使用壽命；
(3)輸送含有固體顆粒的介質時，應在泵流管入口處過濾。
2．防止退磁
應在規定溫度條件下運行，嚴禁介質溫度超標。可在磁力泵隔離套外表面裝設鉑電阻溫度感測器檢測環隙區域的溫升，以便溫度
超限時報警或停機。
3．防止乾摩擦
儘量減少空轉時間。
八、無刷直流水泵（磁力隔離泵）常見故障問題分析
(1)磁力泵軸折斷。CQB型磁力泵的泵軸採用的材料是99%的氧化鋁瓷，泵軸折斷的主要原因是，因為泵空運轉，軸承乾磨而將軸扭斷。拆開泵檢查時可看到軸承已磨損嚴重預防泵折斷的主要辦法是避免泵的空運轉。
(2)磁力泵軸承損壞。CQB磁力泵的軸承採用的材料是高密度碳，如遇泵斷水或泵內有雜質，就會造成軸承的損壞。圓筒形聯軸器內外磁轉子間的同軸度要求若得不到保證，也會直接影響軸承的壽命。
(3)磁力泵打不出液體。磁力泵打不出液體是泵最易出現的故障，其原因也較多。首先應檢查泵的吸入管路是否有漏氣的地方，檢查吸入管內空氣是否排出，磁力泵內灌注的液體量是否足夠，吸人管內是否有雜物堵塞，還應查一查泵是否反轉(尤其是在換過電機後或供電線路檢修過後)，還應注意泵的吸上高度是否太高。通過以上檢查若仍不能解決，可將泵拆開檢查，看泵軸是否折斷，還應檢查泵的動環、靜環是否完好，整個轉子可否少量軸向移動。若軸向移動困難，可檢查炭軸承是否與泵軸結合的過於緊密。
值得注意的是，磁力泵修了幾遍查不出問題，應注意磁聯軸器的工作是否正常。軸承、內磁轉子和隔套在運行中都會產生熱量，這將使工作溫度升高，一方面使傳遞的功率下降，另一方面對輸送易汽化液體的磁力泵會產生很大的麻煩。磁鋼傳遞的功率隨溫度的升高是一條連續下降的曲線，通常，在磁鋼工作極限溫度以下，其傳遞能力的下降是可逆的，而在極限溫度以上則是不可逆的，即磁鋼冷卻後，喪失的傳遞能力再也不能恢復。特殊情況下在磁力聯軸器出現滑脫(失步)時，隔套中的渦流熱量會急劇增長，溫度急劇上升，如不及時處理，會引起磁鋼退磁，使磁力聯軸器失效。因此磁力泵應設計可靠的冷卻系統。對不易汽化的介質，冷卻循環系統一般由葉輪出口或泵出口引出液流，經軸承和磁傳動部分回到吸人口，對易汽化的介質，應增加換熱器或將液流引到泵外的貯罐，避免熱量回到吸人口，對有固體雜質或鐵磁性雜質的介質，應考慮過濾，對高溫介質，則應考慮冷卻，以保證磁力聯軸器不超過工作極限溫度。
在考慮轉速是否夠時，先要檢查電機本身的轉速是否正常，可用轉速計進行測量，在電機轉速正常的情況下，可考慮是否會出現磁力聯軸器的滑脫。
(4)揚程不足。造成這種故障的原因有:輸送介質內有空氣，葉輪損壞，轉速不夠，輸送液體的比重過大，流量過大。
(5)流量不足。造成流量不足的主要原因有:葉輪損壞，轉速不夠，揚程過高，管內有雜物堵塞等。
九、怎樣選購適合的直流水泵？
磁力泵的種類很多，在設計裝置設備時，要確定泵的用途和性能參數並選擇泵型。那么以什麼原則來選購直流水泵呢？
一、泵選型原則
1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度等工藝參數的要求，最重要的是確定電壓，最高揚程，以及在揚程多高的時候達到多少流量。詳情請參考揚程-流量曲線圖。
2、必須滿足介質特性的要求
對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵，要求軸封可靠或採用無泄漏泵，如磁力驅動泵（無軸封，採用隔離式磁力間接驅動） 。
對輸送腐蝕性介質的泵，要求對流部件採用耐腐蝕性材料，如氟塑膠耐腐蝕泵。
對輸送含固體顆粒介質的泵，要求對流部件採用耐磨材料，必要時軸封用採用清潔液體沖洗。
3、機械方面要求可靠性高、噪聲低、振動小。
4、正確計算泵採購的投入成本，對泵生產廠家進行考察，要求其設備質量好，售後服務好，備件能及時供應。
二、如何正確計算採購泵的投入成本
初次採購，貨比三家，精確的計算泵的價格，然後選擇能夠達到自己要求的價格的產品。但對於用戶而言，磁力泵在使用過程中起到的作用遠遠高於當初購買它而花費的成本，這樣，必須將泵出現問題和故障時浪費的工作時間和維修費用也計算到整體成本當中去；同樣的，泵在運轉過程中將耗費大量的電能，長年累月下來，一台小小的泵消耗的電能是讓人咂舌的。
經過國外一些泵廠對售出產品的跟蹤調查顯示，水泵在其使用壽命中耗費的最大資金不是初次的採購成本，也不是維護費用，而是其消耗的電能。吃驚的發現原來泵消耗的電能價值已經遠遠超過了其本身的採購成本和維護費用，再考慮到其本身的使用效率、噪音、人工維護等原因，我們還有什麼理由去購買那些質次價低的的“水貨”產品呢？
其實某種類型的泵的原理都是一樣的，裡面的結構、部件也是大同小異，最大的差異體現在部件的選材、做工和質量。和其他產品不一樣的是，泵的部件成本差異是十分顯著的，差距大到一般人都無法想像。比如一個很小的軸封，便宜的幾毛錢就可以買到，而好的產品卻要幾十甚至上百元，可想而知採用這兩種產品製造出來的產品差距有多大，而讓人擔憂的是，在前期使用過程中它們幾乎是沒有差別的。上百上千倍的價格差距體現在產品的性能和使用期限上。短命（幾個月）、噪音（一兩個月後出現）、漏液（兩三個月後出現）等現象接連不斷的發生，讓許多用戶後悔開始不該省中間的差價。而使用過程中的大噪音和高熱量實際上是寶貴的電能轉換為了沒有用的動能（機械摩擦）與熱能，實際做的有效功（抽水）卻少得可憐。
