Вертикальный консольный центробежный насос ISG для систем ОВК и водоснабжения

Введение: преимущества вертикальной встроенной конструкции в современной насосной инфраструктуре

Вертикальный центробежный насос серии ISG с вертикальной встроенной конструкцией представляет собой одноступенчатый насос с односторонним всасыванием, специально разработанный для применений, где ограниченное горизонтальное пространство на полу является важным фактором, а предпочтительна вертикальная интеграция в трубопроводные системы. В отличие от горизонтальных насосов, требующих значительной занимаемой площади, насосы серии ISG обладают истинно вертикальной встроенной конструкцией: фланцы всасывания и нагнетания расположены по одной вертикальной осевой линии и имеют одинаковые условные диаметры. Такая конфигурация позволяет устанавливать насос непосредственно в трубопроводе, как клапан, что существенно снижает как занимаемую площадь при монтаже, так и требования к конструктивным опорам.

Разработанные в соответствии со стандартами ISO 2858 и JB/T 53058‑90, насосы серии ISG представляют собой второе поколение высокоэффективных, энергосберегающих вертикальных трубопроводных насосов. Обладая производительностью от 1,5 м³/ч до 6000 м³/ч, напором до 153,6 м и мощностью от 0,18 кВт до 110 кВт, насосы серии ISG охватывают весь спектр применений: промышленное и городское водоснабжение, повышение давления в высотных зданиях, циркуляция в системах ОВК, системы пожаротушения и транспортировка воды на большие расстояния.

1. Технология вертикальных консольных насосов: принципы проектирования

1.1 Концепция клапаноподобной установки

Ключевой инженерной особенностью серии ISG является вертикальная одноосная компоновка с одинаковыми диаметрами входного и выходного патрубков, расположенными на одной центральной линии:

• Компактный форм-фактор: Насос занимает минимальную площадь пола; двигатель установлен вертикально над корпусом насоса.
• Упрощение трубопроводов: Прямолинейная прокладка исключает необходимость в всасывающих и нагнетательных коленах, а также в изменении направления потока.
• Структурная эффективность: Насос может опираться непосредственно на трубопровод или на небольшую фундаментную плиту, что позволяет сократить затраты на инженерные работы.
• Возможности для использования на открытом воздухе: Благодаря установке защитного навеса серия ISG может эксплуатироваться в открытых условиях без необходимости строительства специализированных насосных помещений.

Сравнение пространства: Для установки насоса DN100 серия ISG занимает примерно 0,25 м² площади пола, тогда как аналогичный горизонтальный насос с торцевым всасыванием, оснащённый всасывающим коленом и напорной трубопроводной арматурой, требует 0,8–1,2 м². Это означает сокращение занимаемой площади на 70–80%, что особенно важно в переполненных машинных помещениях и технических галереях.

1.2 Архитектура «рабочее колесо — вал двигателя»

Серия ISG выполнена по конструкции с прямым приводом: рабочее колесо установлено непосредственно на удлинённом валу двигателя, что исключает необходимость в муфте и отдельном подшипниковом корпусе, снижает общую высоту на 20–30% и минимизирует крутильные колебания, обеспечивая низкий уровень вибрации и тихую работу.

Осевая нагрузка, создаваемая рабочим колесом с односторонним всасыванием, рассчитывается по формуле:

Ф _осевой = ΔP × A _{входное отверстие рабочего колеса}

Где:
Ф _осевой = Осевая осевая сила тяги (Н)
ΔP = Разность давлений на входе и выходе рабочего колеса (Па)
А _{входное отверстие рабочего колеса} = Площадь поперечного сечения глазка рабочего колеса (м²)
Тяговый подшипник двигателя рассчитан на восприятие этой нагрузки с минимальным коэффициентом запаса прочности, равным 2,0.

2. Гидравлические основы: уравнения характеристик насосов

2.1 Гидравлическая мощность и КПД насоса

П _{гидравлический} = (ρ × g × Q × H) / (1000 × η _п )

Пример практического расчёта:  
Для насоса ISG80-200, работающего в номинальных условиях (Q=50 м³/ч = 0,0139 м³/с, H=50 м), при КПД η _п = 0,76:
П _{гидравлический} = (1000 × 9,81 × 0,0139 × 50) / (1000 × 0,76) ≈ 8,97 кВт
Установленный двигатель мощностью 15 кВт обеспечивает достаточный коэффициент запаса по пусковому моменту, учитывает снижение КПД вследствие износа и обладает приемлемой устойчивостью к колебаниям напряжения.

2.2 Расчёт напора системы

Х _общий = H _{статический} + H _трение + H _{скорость}

Потери на трение по формуле Дарси–Вейсбаха:

Х _ф = f × (L / D) × (v ² / (2г))

Напор скорости:

Х _в = v ² / (2g)

Для установок серии ISG рекомендуемая скорость потока в трубопроводе составляет от 1,0 до 2,5 м/с на напорной стороне и от 0,8 до 1,8 м/с на всасывающей стороне, что позволяет предотвратить кавитацию и обеспечить эффективную работу.

2.3 Удельная скорость и классификация рабочих колёс

Н _с = n × √Q / H ^0.75

Для насоса ISG100-250 (n=2900 об/мин, Q=100 м³/ч = 0,0278 м³/с, H=80 м):
Н _с = (2900 × √0,0278) / 80 ^0.75 ≈ 1810, что указывает на конструкцию рабочего колеса с радиально‑смешанным потоком, оптимизированную для средних расходов и применений с умеренным и высоким напором.

3. Технические характеристики серии ISG

3.1 Общие эксплуатационные параметры

3.2 Номенклатура моделей

Пример: ISG80-200  
ISG: вертикальный встроенный центробежный насос серии ISG
80: Номинальный диаметр входного/выходного отверстия = 80 мм (3 дюйма)
200: Номинальный диаметр рабочего колеса = 200 мм

Коды вариантов:

• Суффикс A / B: Обрезанное рабочее колесо для снижения напора при том же расходе
• (И) суффикс: Вариант с высоким расходом и увеличенным отверстием рабочего колеса
• ИСГ-Х / ИСГ-ИХ: Коррозионностойкие / химически стойкие варианты
• ИСГ-Р / ИСГ-ГР: Варианты с горячей водой / высокотемпературные варианты
• ИСГ-ЙГ / ИСГ-ЭХ: Масляный насос / взрывозащищённые варианты

4. Таблицы данных о производительности

4.1 Диапазон малой мощности: DN15 – DN32 (0,18 кВт – 4,0 кВт)

4.2 Диапазон средней мощности: DN40 – DN65 (0,55 кВт – 15 кВт)

4.3 Диапазон для тяжёлых условий эксплуатации: DN80 – DN100 (5,5 кВт – 90 кВт)

4.4 Спектр для тяжёлых условий эксплуатации: DN125 – DN300 (11 кВт – 132 кВт)

Примечание: Значения расхода представлены в виде минимальных/номинальных/максимальных рабочих точек. Суффикс (I) обозначает варианты с повышенным расходом. Модели с 6‑полюсным двигателем (970 об/мин) доступны для применений с большим расходом и низким напором, где снижение скорости повышает КПД и характеристики по NPSH.

5. Структурное проектирование и инженерия материалов

5.1 Материалы корпуса насоса и рабочего колеса

5.2 Преимущества вертикальной конфигурации

• Эффективность использования пространства: Минимальная занимаемая площадь (0,2–0,4 м²); вертикальная интеграция сокращает потребность в горизонтальном пространстве на 60–70%.
• Установка и обслуживание: Не требуется выравнивание валов; доступ сверху обеспечивает возможность замены механического уплотнения и рабочего колеса без нарушения трубопроводной разводки.
• Эксплуатационная стабильность: Сбалансированная конструкция ротора с коротким вылетом вала минимизирует прогиб, что обеспечивает низкий уровень вибрации и тихую работу.

5.3 Система механического уплотнения

6. Моторная техника и варианты привода

6.1 Стандартная конфигурация двигателя

6.2 Совместимость с преобразователями частоты (ПЧ)

Серия ISG полностью совместима с работой на частотных преобразователях для энергоэффективного регулирования расхода:

Вопрос ₂ = Q ₁ × (f ₂ / f ₁ ) | H ₂ = H ₁ × (f ₂ / f ₁)² | П ₂ = P ₁ × (f ₂ / f ₁)³

Пример экономии энергии: Для системы водоснабжения высотного здания, работающей при 75% проектного расхода, P _75% = 37 × (0,75) ³ = 15,6 кВт. Экономия энергии в режиме частичной нагрузки составляет 57,8% по сравнению с работой на постоянной скорости при дросселировании.

7. Руководство по инженерным решениям и выбору

7.1 Выбор рабочей точки и NPSH

Оптимальный выбор насоса размещает рабочую точку системы вблизи или на уровне точки наивысшей эффективности (BEP):
Вопрос _{работающий} ≈ 0,8 × Q _БЭП до 1,1 × Q _БЭП

NPSH _а = (P _вход - П _пар ) / (ρg) + H _{статический} - H _{трение, всасывание} ≥ NPSH _р + 0,5 м

7.2 Типичные сценарии применения

8. Установка, эксплуатация и техническое обслуживание

8.1 Требования к установке

8.2 Протокол технического обслуживания

9. Информация о заказе и индивидуальное проектирование

9.1 Необходимые спецификационные данные

9.2 Пользовательские инженерные варианты

• ИСГ-Х / ИСГ-ИХ: Полная конструкция из нержавеющей стали или сплава для химических и морских применений
• ИСГ-Р / ИСГ-ГР: Система охлаждения и высокотемпературные уплотнения для эксплуатации при температурах до +120°C или +240°C
• ИСГ-ЙГ / ИСГ-ЭХ: Масляные насосы или взрывозащищённые варианты для взрывоопасных зон
• Специальные напряжения/частоты: 220 В, 415 В, 460 В; конструкции на частоту 60 Гц для экспортных рынков
• Двойное механическое уплотнение: Система барьерной жидкости для опасных или кристаллизующихся жидкостей

10. Почему стоит выбрать серию ISG для ваших потребностей в циркуляции жидкостей?

Получите бесплатный индивидуальный расчёт стоимости для вертикальных встроенных насосов ISG

Выберите серию ISG от TITECHO — для компактной вертикальной конструкции, высокой гидравлической эффективности и надёжной циркуляции рабочей жидкости. Наша команда ответит в течение 24 часов!

Получите бесплатный индивидуальный расчет прямо сейчас →