Oběhové čerpadlo pro topný systém

Pak byste se měli určitě dozvědět o tak nádherném zařízení, jako je oběhové čerpadlo. Kromě úspory peněz výrazně urychlí vytápění místnosti po spuštění topení a nenechá vás zmrznout ani v nejmrazivější večer.

Jakou funkci plní oběhové čerpadlo?

Čerpadlo je pouzdro z nerezové oceli, ke kterému je připevněna elektrická součást sestávající ze statorového vinutí s rotorem uvnitř. Oběžné kolo připojené k hřídeli rotoru se při přívodu proudu otáčí a napomáhá nasávání vzduchu na jedné straně a jeho vytlačování na straně druhé. Takto vytvořený tlak je schopen překonat hydraulický odpor v topném systému a napomáhá cirkulaci chladicí kapaliny.

JAK SPRÁVNĚ ORGANIZOVAT VYTÁPĚNÍ SOUKROMÉHO DOMU?

Hlavním úkolem čerpadla je zajistit nucenou cirkulaci vzduchu v uzavřeném a otevřeném topném systému.

DVA TOPNÉ SYSTÉMY – UZAVŘENÉ A OTEVŘENÉ

Jak účinný je systém oběhového čerpadla?

Systém vybavený oběhovým čerpadlem je nejúčinnější díky rychlosti dodávky vytápění z topného kotle po celém domě. Když už mluvíme o číslech, můžeme říci, že když je čerpadlo instalováno kompetentními specialisty, účinnost úspory energie v systému plynového vytápění je 25-30%.

Co šetří energii? Oběhové čerpadlo urychluje výměnu v celém topném systému. Pomáhá rychleji dodávat ohřátý vzduch do radiátorů, proto z nich vzduch rychle proudí zpět do kotle a nestihne vychladnout na teplotu obvyklou u systému bez čerpadla. A ohřev takového vzduchu zabere méně času a prostředků.

ČERPADLO ZLEPŠÍ A ZISKOVÍ VAŠE VYTÁPĚNÍ DOMÁCNOSTI

Podstatnou výhodou je zde prodloužení životnosti samotného topného kotle – nebude pracovat tak tvrdě a déle vydrží.

Rozhodli jsme se tedy, že oběhové čerpadlo je nepochybně užitečnou koupí do domácnosti. Jak si ale z rozmanitosti nabízených produktů výrobcům vybrat ten správný? Je velmi důležité rozhodnout se, jaký typ čerpadla potřebujete.

Typy oběhových čerpadel

Na základě konstrukčních vlastností jsou čerpadla rozdělena na „mokré“ a „suché“ mechanismy. Podívejme se na vlastnosti jednotlivých typů.

Suché oběhové čerpadlo

U takovýchto čerpadel je pracovní plocha oddělena od elektromotoru nerezovými těsnicími kroužky, které izolují rotor od chladicí kapaliny. Mezi O-kroužky se vytvoří tenký film vody, který utěsňuje spoj při otáčení. To se děje v důsledku rozdílu mezi tlaky vnějšího prostředí a topného systému.

ZAŘÍZENÍ ČERPADLA „SUCHÉHO“ TYPU

Toto čerpadlo používá přítlačnou pružinu, která zajišťuje, že se kroužky při opotřebení samočinně přizpůsobí.

Účinnost suchých čerpadel je 80%

Nevýhodou takových systémů je hluk a nároky na údržbu. Taková čerpadla se v soukromých topných systémech používají zřídka.

Mokré oběhové čerpadlo

U takových čerpadel je rotor umístěn spolu s oběžným kolem v přímém kontaktu s chladicí kapalinou, která ochlazuje zařízení a slouží jako mazivo. Všechny části těchto čerpadel pracují v médiu používaném jako chladicí kapalina. Rotor a stator jsou odděleny nádobou z nerezové oceli, která udržuje izolaci živé části motoru.

Účinnost oběhového čerpadla „mokrého“ typu je 55 %

OKRUHOVÉ ČERPADLO MOKRÉHO TYPU

Na rozdíl od čerpadel „suchého“ typu stojí za zmínku, že jsou méně hlučná a snadno se udržují. Výkon takových zařízení je dostatečný pro uspokojení potřeb individuálního vytápění.

Jak vybrat oběhové čerpadlo?

Při výběru čerpadla zvažte ukazatele, jako jsou:

• Moc
• Průměr potrubí
• Teplota nosiče tepla
• Tlak chladicí kapaliny
• Výkon a průchodnost kotle

Kde jsou uvedeny parametry oběhového čerpadla?

Všechny důležité parametry jsou uvedeny na označení čerpadla. Vezměme si jako příklad průtokové čerpadlo GRUNDFOS UPS 25-40:

PŘÍKLAD ZNAČENÍ OBĚHOVÉHO ČERPADLA

Čísla 25-40 znamenají následující: průměr připojovací velikosti u takového čerpadla je 25 mm a výška tlaku nebo zdvihu je 4 metry vodního sloupce nebo 0,4 atmosféry. Instalační délka je zde uvedena hned za prvními dvěma indikátory a je 180 mm. Toto je vzdálenost potřebná k vložení čerpadla do systému, což je velmi důležitý ukazatel pro plánování procesu instalace. Nejvyšší provozní výkon dá výkon 60 W a proudový odběr bude rovný 0,26 A. Ukazatel maximální teploty je 110°C. Písmenná označení označují typ čerpadla: UP – typ oběhového čerpadla, S – přítomnost přepínače otáček v zařízení.

Každé čerpadlo vybavené přepínačem rychlosti má tři úrovně výkonu. Všechny se vyznačují individuální produktivitou – objemem chladicí kapaliny čerpané za hodinu.

Výkon čerpadla závisí na délce topného systému – 0,5 m tlaku na 10 m/p potrubí. Průměr trubek také ovlivňuje tento indikátor – čím užší jsou, tím větší je odpor vůči chladicí kapalině.

Výpočet průtoku chladicí kapaliny je jednoduchý – srovnáme ukazatel výkonu kotle a dostaneme to, co hledáme. Pokud je například výkon kotle 25 kW, průtok chladicí kapaliny bude 25 l/min.

Charakteristikou systému je tlakově-průtoková charakteristika čerpadla. Ukazuje, jak se mění průtok při vystavení určitému odporu tlakové ztráty v topném systému (celý obrysový prstenec). Čím rychleji se chladicí kapalina v potrubí pohybuje, tím větší je průtok. Čím vyšší je průtok, tím větší je odpor (tlaková ztráta).

Proto pas udává maximální možný průtok při minimálním možném odporu topného systému (jeden okruh okruhu). Jakýkoli topný systém odolává pohybu chladicí kapaliny. A čím větší bude, tím bude celková spotřeba topného systému nižší.

Průsečík ukazuje skutečný průtok a tlakovou ztrátu (v metrech).

Charakteristikou soustavy je tlakově-průtoková charakteristika otopné soustavy jako celku pro jeden okruh okruhu. Čím vyšší je průtok, tím větší je odpor proti pohybu. Pokud je tedy nastaveno, aby topný systém čerpal: 2 m3/hod., musí být čerpadlo zvoleno tak, aby vyhovovalo tomuto průtoku. Zhruba řečeno, čerpadlo se musí vyrovnat s požadovaným průtokem. Pokud je tepelný odpor vysoký, musí mít čerpadlo vysoký tlak.

Pro hlubší pochopení zvažte schéma:

Abyste mohli určit maximální průtok čerpadla, musíte znát průtok vašeho topného systému.

Pro stanovení maximálního tlaku čerpadla je nutné vědět, jaký odpor bude topný systém při daném průtoku čelit.

Zhruba řečeno, potřebujeme znát tlakově-průtokové charakteristiky vašeho topného systému.

Spotřeba topného systému.

Průtok striktně závisí na požadovaném přenosu tepla potrubím. Chcete-li zjistit průtok, musíte znát následující:

1. Spotřeba tepla vašeho topného systému (měřená v množství tepla, W, kaloriích, J atd.).

2. Rozdíl teplot (T1 a T2) mezi přívodním a vratným potrubím v topném systému.

3. Průměrná teplota chladicí kapaliny v topném systému. (Čím nižší je teplota, tím méně tepla se ztrácí v topném systému)

Předpokládejme, že vytápěná místnost spotřebuje 9 kW tepla. A topný systém je navržen tak, aby dodával 9 kW tepla.

To znamená, že chladicí kapalina procházející celým topným systémem (tři radiátory) ztrácí svou teplotu (viz obrázek). To znamená, že teplota v bodě T1 (přívod) je vždy vyšší než T2 (zpátečka).

Čím větší je průtok chladicí kapaliny topným systémem, tím nižší je teplotní rozdíl mezi přívodním a vratným potrubím.

Čím vyšší je teplotní rozdíl při konstantním průtoku, tím více tepla se ztrácí v topném systému.

Existuje velmi užitečný vzorec pro zjištění tepelné energie prostřednictvím množství prošlého chladiva a změněné teploty.

C je tepelná kapacita vodní chladicí kapaliny, C=1163 W/(m3•°C) nebo C=1,163 W/(litr•°C)

Q – průtok, (m3) nebo (litr)

t1 — Teplota chladicí kapaliny na přívodu

t2 — Teplota chlazené chladicí kapaliny

Vzhledem k tomu, že ztráty v místnosti jsou malé, doporučuji počítat v litrech. Pro větší ztráty použijte m3.

Je nutné určit, jaký teplotní rozdíl bude mezi přiváděnou a chlazenou chladicí kapalinou. Teplotu si můžete zvolit naprosto libovolnou, od 5 do 20 °C. Průtok bude záviset na volbě teplot a průtok vytvoří určité rychlosti chladicí kapaliny. A jak víte, pohyb chladicí kapaliny vytváří odpor. Čím větší průtok, tím větší odpor.

Když se rozhodnete až do konce, až do výběru průměru, pak bude vše jasné a budete moci určit konečnou spotřebu. Protože při provádění úplného výpočtu vezměte v úvahu požadovaný průtok v potrubí. Průměr volte na základě ekonomických faktorů a následně zohledněte nejhospodárnější spotřebu v topném systému.

Pro další výpočty volím 10 °C. To znamená, že přívod je 60 °C a zpátečka 50 °C.

t1 — Teplota chladicí kapaliny na přívodu: 60 °C

t2 — Teplota chlazené chladicí kapaliny: 50 °C.

Najděte: Q – průtok.

Z výše uvedeného vzorce dostávám:

Odpověď: Obdrželi jsme požadovaný minimální průtok 774 l/h

Odolnost topného systému.

Odpor topného systému změříme v metrech, protože je to velmi výhodné.

Nyní nebudeme počítat odpor systému, protože tento článek má za cíl pochopit, jak se vybírá oběhové čerpadlo. Podrobný výpočet odporu topného systému bude popsán ve zvláštním článku k tomu v části:

Projektant ohřevu vody.

Předpokládejme, že tento odpor jsme již spočítali a je roven 1,4 metru při průtoku 774 l/h. Je velmi důležité pochopit, že čím vyšší je průtok, tím větší je odpor. Čím nižší je průtok, tím nižší je odpor. Proto při daném průtoku 774 l/h dostaneme odpor 1,4 metru.

A takto jsme získali data:

Průtok = 774 l/h = 0,774 m3/h

Odpor = 1,4 metru

Dále se na základě těchto údajů vybere čerpadlo.

Uvažujme oběhové čerpadlo s průtokem do 3 m3/hod. (25/6) průměr závitu 25 mm, tlak 6 m.

Při výběru čerpadla je vhodné se podívat na skutečný graf tlakově-průtokové charakteristiky. Pokud není k dispozici, pak doporučuji jednoduše nakreslit přímku do grafu se zadanými parametry

Vzdálenost mezi body A a B by měla být co nejmenší. Instalace takového čerpadla není ekonomicky proveditelná. Za prvé, s výkonným čerpadlem zvýšíte průtok. Za druhé, výkonné čerpadlo bude spotřebovávat další energii, což v konečném důsledku vytáhne peníze navíc z vaší kapsy. Proto doporučuji zvážit čerpadlo s jinými parametry.

Zde je vzdálenost mezi body A a B minimální, a proto je toto čerpadlo vhodné.

Jeho parametry se budou rovnat:

Maximální průtok 2 m3/hod

Maximální hlava 2 metry

V dnešní době má mnoho oběhových čerpadel tři provozní rychlosti, a proto také věnujte pozornost grafům různých rychlostí. Můžete si vybrat výkonné čerpadlo a zapnout ho na minimální průtok.

Instalace oběhového čerpadla

Dříve bylo zvykem instalovat „mokrá“ čerpadla výhradně na vratné potrubí, bylo to způsobeno tím, že studenější voda prodlužovala životnost rotoru, ložisek a ucpávky. Moderní modely „mokrých“ čerpadel lze instalovat nejen na vratné potrubí, ale také na přívodní potrubí.

Při provozu čerpadla se v oblasti umístěné před expanzní nádrží a v potrubí za ní vytvářejí různé tlaky – komprese a vakuum. Expanzní nádoba vytváří statický tlak, který nemůže ovlivnit provoz topného systému vybaveného oběhovým čerpadlem. Je třeba počítat s tím, že příliš velký rozdíl tlaku může způsobit var vody a také nasávání vzduchu.

Při návrhu cirkulačního systému je třeba vzít v úvahu hlavní podmínku – hydrostatický tlak v kterémkoli místě sací zóny musí být extrémně nadměrný, čehož lze dosáhnout následujícími způsoby:

Zajistěte minimální výšku zdvihu expanzní nádoby nad nejvyšším bodem potrubí 0,8 m. Tento způsob je nejjednodušší zejména při přechodu ze systému s přirozenou cirkulací na systém s nuceným oběhem. To však lze provést pouze v případě, že je k dispozici půdní prostor nebo dostatečná výška stropu. Při přesouvání expanzní nádrže do podkroví byste se měli postarat o její dodatečnou izolaci.

Umístěte expanzní nádobu na nejvyšší bod potrubí, aby se horní část systému zavedla do výtlačné zóny čerpadla. Tato metoda je použitelná pouze pro moderní topné systémy, které jsou navrženy pro nucený oběh a spád potrubí je proveden směrem ke kotli. S tímto sklonem se vzduchové bubliny pohybují podél vodního proudu usměrňovaného oběhovým čerpadlem, v důsledku čehož se nejvyšší bod topného systému přesune do nejvzdálenější stoupačky. Samozřejmě je možné pomocí této metody přestavět stávající systém, ale vzhledem k dostupnosti jednodušších metod se to zdá nepraktické.

Proveďte drobnou rekonstrukci systému posunutím expanzní nádoby s potrubím a jejím vložením do vratného potrubí v blízkosti umístění oběhového čerpadla. Při provádění této rekonstrukce budou vytvořeny téměř ideální podmínky pro provoz otopné soustavy s nuceným čerpaným oběhem vody.

Oběhové čerpadlo nainstalujte do přívodní části potrubí bezprostředně za vstup do expanzní nádoby. Na první pohled se tato rekonstrukce může zdát primitivně jednoduchá, ale zajistí zvláště vysokou teplotu v daném úseku okruhu. Přestože je tato metoda poměrně účinná, musíte se před jejím použitím ujistit, že model čerpadla, který si vyberete, může fungovat v tak nepříznivých podmínkách.

Po výběru nejoptimálnějšího místa pro instalaci oběhového topného čerpadla by bylo dobré se seznámit s procesem instalace jednotky. Předem byste si měli pořídit hloubkový čisticí filtr a zpětný ventil, které jsou určeny pro práci pod tlakem v uzavřených topných systémech.

Jediné nářadí, které potřebujete, je sada klíčů. V závislosti na průměru topného potrubí je třeba vybrat uzavírací ventil a nainstalovat jej na hlavní potrubí mezi výstup a vstup zařezávacího bypassu. Optimální je, když se pumpa dodává s odnímatelnými závity, jinak si je budete muset koupit sami.

Obtok je malý úsek potrubí, který je instalován paralelně s regulačními a uzavíracími ventily. Jeho hlavním účelem je přepnout otopnou soustavu na přirozenou cirkulaci při poruše oběhového čerpadla nebo při výpadku proudu.

Průměr obtokového potrubí se musí rovnat průměru stoupačky. Přímo na obtoku je instalováno oběhové čerpadlo pro topné systémy, filtr a zpětný ventil (v případě potřeby).

Pokud je pro nucený oběh použito „mokré“ čerpadlo, musí být obtok umístěn vodorovně. Nebylo by nadbytečné zajistit automatický odvzdušňovací ventil na bypassu, který je instalován kdekoli, ale přísně ve svislé poloze.