Параллельная работа насосов: когда нужна, как подобрать и как делится нагрузка

Когда одному насосу не хватает производительности, не всегда нужно устанавливать более мощный агрегат. Иногда эффективнее подключить второй к той же системе и распределить работу между ними. Так организуется параллельная работа насосов: агрегаты работают на общую напорную магистраль, а их расходы при одинаковом напоре суммируются. При этом рассчитывать на двукратное увеличение подачи нельзя, поскольку итоговый расход зависит от сопротивления трубопровода и рабочей точки системы. Разберем, где применяется такая схема, чем отличается параллельная и последовательная работа насоса, как подобрать оборудование и как распределяется нагрузка.

Когда применяется параллельная работа насосов

Параллельное соединение выбирают, когда системе периодически требуется разный объем воды. Например, в гостинице ночью расход небольшой, а утром одновременно открываются десятки точек водоразбора. В такой ситуации один крупный насос может оказаться избыточным большую часть времени. Два агрегата позволяют гибко менять производительность: при небольшой нагрузке работает один, а при росте потребления подключается второй.

Есть у схемы и еще одно практическое преимущество. Параллельная работа двух насосов позволяет предусмотреть резерв: если один агрегат остановится, второй продолжит обеспечивать хотя бы часть требуемой подачи. Поэтому такую организацию используют не только там, где меняется расход, но и на объектах, для которых нежелательна полная остановка водоснабжения.

На практике параллельную схему применяют в следующих случаях:

• водоснабжение многоквартирных домов, гостиниц, школ и других зданий с переменным потреблением;
• орошение полей, парков и спортивных газонов;
• системы охлаждения и технологические установки, где нужен резервный агрегат;
• расширение существующей системы, когда дополнительный насос проще установить, чем полностью менять оборудование.

Для крупных объектов можно использовать готовые насосные станции. Например, Pedrollo COMBIPRESS CB2 представляет собой установку с двумя насосами, соединенными параллельно через общие коллекторы. В зависимости от потребления система автоматически включает один или оба агрегата. Это позволяет не держать оба насоса постоянно в работе при небольшом расходе. Характеристики конкретных исполнений нужно смотреть в карточке серии CB2.

Для частного дома отдельная пара насосов требуется не всегда. Если расход относительно стабилен, одного правильно подобранного агрегата может быть достаточно. Второй насос имеет смысл рассматривать, когда нужен резерв или нагрузка заметно меняется в течение суток.

Параллельная и последовательная работа насоса: в чем разница

Эти схемы отличаются тем, какой параметр нужно увеличить. При параллельном соединении насосы работают на одну напорную линию: при одинаковом напоре их расходы складываются, поэтому система получает больше воды. При последовательном соединении выход одного агрегата соединяют со входом другого. В этом случае через оба насоса проходит один и тот же расход, а общий напор увеличивается.

Проще ориентироваться на задачу: если системе не хватает производительности, рассматривают параллельную схему; если требуется увеличить напор или преодолеть большую высоту подъема, может понадобиться последовательное соединение.

Последовательная схема может быть реализована и внутри одного агрегата. В вертикальных многоступенчатых насосах Pedrollo серии MK несколько рабочих ступеней последовательно увеличивают напор внутри одного корпуса. Такой вариант не требует соединять два отдельных насоса между собой и занимает меньше места. При этом конкретная модель уже рассчитана заводом на определенное количество ступеней и соответствующий диапазон характеристик.

Если же основной проблемой остается недостаточная производительность системы, увеличение количества ступеней не решает ее само по себе. В таком случае рассматривают насос с подходящей подачей или параллельную схему.

Факт: в Pedrollo COMBIPRESS CB2 насосы управляются механическими реле давления. При увеличении потребления система автоматически последовательно включает один или оба агрегата. В зависимости от исполнения такие станции способны обеспечивать расход до 900 л/мин и напор до 113 м.

Как подобрать насосы для совместной работы

Для параллельной установки проще всего использовать два одинаковых насоса одной серии. Их характеристики хорошо согласуются, а при симметричной обвязке нагрузка распределяется между агрегатами предсказуемо. Но даже одинаковые насосы нельзя подбирать только по мощности или максимальному напору. Сначала нужно понять, в какой рабочей точке будет находиться каждый агрегат.

Особенно это важно для центробежных насосов: параллельная работа зависит от формы кривых Q-H и характеристики трубопровода. Поэтому сравнивают рабочие участки графиков, а не только значения «максимальная производительность» и «максимальный напор» из каталога.

Подбор удобно проводить последовательно:

1. Определить требуемые расход и напор системы в период максимального потребления.
2. Проверить рабочие характеристики выбранных насосов и определить суммарную характеристику параллельной пары.
3. Сопоставить ее с характеристикой трубопровода и найти рабочую точку.
4. Проверить, в каком диапазоне КПД будут работать оба агрегата.
5. Предусмотреть запорную арматуру и обратные клапаны на насосных ветках.

Обратный клапан нужен для предотвращения обратного потока через остановленный агрегат. Если его не установить там, где он предусмотрен схемой, вода от работающего насоса может проходить через неработающую ветку, нарушая нормальное распределение потока.

Для такой системы можно использовать, например, центробежные насосы Pedrollo серии CP 0.25-2.2 кВт. В зависимости от модели производительность этой линейки достигает 160 л/мин, а напор составляет до 56 м. Насосы предназначены для чистой воды и применяются в бытовых и гражданских системах, в том числе вместе с небольшими и средними гидроаккумуляторами. При параллельной установке двух одинаковых CP общая подача увеличивается, но фактический расход пары определяется характеристиками насосов и системы.

Как распределяется нагрузка при параллельной работе насосов

Если два одинаковых насоса подключены к симметричным веткам, их подача обычно распределяется близко к равной. При этом напор для обеих ветвей общий, а рабочая точка каждого агрегата определяется пересечением его характеристики с характеристикой системы.

На распределение нагрузки влияют сопротивление труб, арматуры и отдельных веток, поэтому идеального деления 50/50 в реальной установке может не быть. Если характеристики насосов различаются, агрегат с более высокой характеристикой может взять на себя большую часть расхода. Второй при этом будет работать с меньшей подачей, а при неудачном сочетании характеристик его режим может оказаться слишком близким к малому расходу.

Поэтому при проектировании важно оценивать не только суммарную производительность пары, но и режим каждого насоса отдельно. Это помогает избежать ситуации, когда один агрегат постоянно работает за пределами оптимального режима, а второй используется недостаточно эффективно.

Если для объекта нужна пара насосов, готовая станция или расчет рабочей точки, наши специалисты «Акваторг» помогут подобрать оборудование Pedrollo под требуемые расход и напор. Можно уточнить параметры системы, после чего мы предложим подходящую модель или готовую установку и организуем доставку по России.