Vodní čerpadlo pro vytápění: typy, technické vlastnosti a pravidla výběru

Gravitační přírodní jevy nejsou vždy schopny zajistit dostatečnou úroveň cirkulace chladicí kapaliny, zejména ve složitých systémech s několika prstenci. Vodní čerpadlo pro vytápění prostoru pomůže stimulovat pohyb chladicí kapaliny. Co je to za zařízení? Touto otázkou se budeme zabývat v našem článku.

Kromě konstrukce a technických charakteristik vodního čerpadla analyzujeme typy a znaky značení. Podrobně také zvážíme výhody oběhového zařízení a důležité parametry, které je třeba vzít v úvahu při výběru.

Obecná konstrukce vodního čerpadla

Vodní čerpadlo je zabudováno do topného okruhu pro zajištění pohybu chladicí kapaliny. Proto se takové systémy nazývají vytápění pomocí nucený oběh.

Skládá se z následujících základních prvků:

• pouzdro s pracovní komorou;
• motor;
• oběžné kolo;
• odvzdušňovací šroub;
• svorkovnice.

Svorkovnici lze vybavit přídavným mechanickým a elektronickým zařízením určeným k regulaci pracovního režimu motoru.

Jednoduchost zařízení zajišťuje vysokou spolehlivost čerpadel, díky čemuž mohou efektivně fungovat cca 5-10 let.

Při prvním spuštění vodního oběhového čerpadla musíte odšroubovat vzduchový šroub a vypustit vzduch z pracovního prostoru

Typy čerpadel pro topné systémy

Moderní oběhová čerpadla se dělí na dva hlavní typy: „suché“ a „mokré“. Poněkud se liší svou vnitřní strukturou a provozním schématem, ale pohyb kapaliny v nich je stále zajištěn cirkulačními procesy v systému. Některé modely jsou vybaveny zařízeními pro automatickou regulaci jejich provozu.

Možnost č. 1 – zařízení „suchého“ typu

Konstrukce suchého oběhového čerpadla neznamená kontakt chladicí kapaliny s rotorem. Jeho pracovní plocha je oddělena od částí elektromotoru speciálními prstenci.

Jsou vyrobeny z následujících typů materiálů:

• grafit;
• keramika;
• karbid wolframu;
• z nerezové oceli;
• oxid hlinitý.

Princip činnosti „suchého“ čerpadla spočívá v otáčení kola v prostředí chladicí kapaliny. Otvor pro přívod vody je umístěn ve středu hlavní komory a systém výstupních kanálů je umístěn na okraji.

Pracovní plocha „suchých“ oběhových čerpadel je připojena k motoru pouze přes hřídel, takže v případě potřeby lze elektrický pohon vyměnit

Rotace oběžného kola funkčního kola vede ke vzniku odstředivých sil, které pohybují chladicí kapalinou od středu skříně k jejím okrajům. Tento princip činnosti oběhového čerpadla zajišťuje neustálý pohyb vody jeho vnitřní komorou.

Pozitivní vlastnosti suchého topného zařízení jsou:

• vysoká úroveň účinnosti – 70-80 %;
• minimální vodní kladivo při spuštění;
• možnost horizontálního a vertikálního uspořádání motoru;
• čerpání velkých objemů chladicí kapaliny díky vysokému výkonu.

Díky kombinaci účinnosti a hlučnosti se suchá čerpadla používají především v topných systémech průmyslových, administrativních budov a velkých obytných budov.

Proto mohou mít zařízení tohoto druhu následující negativní aspekty:

1. Vysoká hladina hluku, která neumožňuje jejich použití v bytech.
2. Nutnost výměny těsnicích kotoučů každé 2-3 roky.
3. Při porušení těsnění pracovní komory je vysoká pravděpodobnost úniku chladicí kapaliny.
4. Potřeba externího chlazení motoru.

Vzhledem k jejich velké hmotnosti je takové zařízení instalováno na podlaze nebo zavěšeno na konzolách.

Prvky konzolového čerpadla jsou upevněny na jednom rámu a elektromotor s oběžným kolem ve skříni je připojen přes převodovku

Suchá čerpadla mají dvě možnosti konstrukce:

1. Monoblok. Motor a kovové tělo zařízení jsou spojeny do jedné konstrukce se specifickým upevněním.
2. Konzolový. K tělu zařízení lze pomocí univerzálních držáků připevnit motor libovolného výkonu.

„Suchá“ cirkulační zařízení pro topné systémy při správné údržbě jsou odolnější, takže postupně nahrazují modely s mokrým rotorem z trhu.

Možnost #2 - čerpadla s mokrým rotorem

Princip činnosti cirkulačního zařízení s mokrým rotorem je podobný jako u jeho protějšku v „suché“ verzi: když se oběžné kolo otáčí, chladivo přiváděné do středu se pohybuje na okraj pracovní komory, odkud je shromažďovány do výstupních kanálů.

Všechna vnitřní těsnění v „mokrém“ čerpadle jsou statická a nepodléhají dynamickému opotřebení, proto jsou tyto modely spolehlivější a odolnější

Rotor „mokrého“ čerpadla je v kontaktu s chladicí kapalinou, která také zajišťuje chlazení motoru. Taková zařízení by neměla být provozována v suchém režimu, protože se rychle přehřívají a vyhoří.

Komponenty zařízení jsou obvykle umístěny v jednom krytu a tvoří jednu konstrukci, takže pokud se jednotlivé prvky porouchají, nevyměňují se, ale kupuje se nové čerpadlo.

Chladivo uvnitř pracovní komory prochází poměrně klikatou dráhou, takže hladina hluku čerpadla závisí na hladkosti materiálu vnitřního povrchu skříně

Výhody jednotky s „mokrým“ typem rotoru:

• tichý provoz;
• kompaktní rozměry;
• nízká spotřeba energie (30-50 W);
• doba provozu bez údržby;
• relativně nízké náklady;
• snadnost instalace.

Zařízení jsou často zabudována přímo do konstrukce domácích kotlů, což spotřebiteli usnadňuje výběr zařízení při instalaci topného systému.

Topná zařízení tohoto typu mají také nevýhody:

• konstrukční omezení maximálního výkonu;
• nízká udržovatelnost;
• nízká účinnost (40-60%);
• potřeba přísně vodorovného umístění osy motoru.

Čerpací stroje „mokrého“ typu se pro svůj nízký výkon používají především v systémech vytápění bytů a jednopatrových domů.

Výhody oběhových zařízení

Do roku 1990 se topné systémy v soukromých objektech navrhovaly a stavěly především bez čerpadel.Chladivo se potrubím pohybovalo samospádem a jeho cirkulace byla zajišťována konvekčními proudy kapaliny při ohřevu v kotli. V současné době systémy s přirozený oběh, i když ne tak často.

Levné kotle na tuhá paliva se vyrábí bez vestavěných čerpadel, protože výrobce nezná parametry topného okruhu. U takových systémů je nákup vodního čerpadla povinný.

V dnešní době je pohyb chladicí kapaliny prováděn násilně pomocí vodních čerpadel, která mají řadu výhod:

1. Snížení zatížení kotle snížením teplotního rozdílu v přívodním a výstupním potrubí.
2. Rovnoměrné rozložení tepla v místnostech díky stejné teplotě chladicí kapaliny po celé délce topných kroužků.
3. Schopnost rychle regulovat teplotu chladicí kapaliny.
4. Rychlý ohřev topného systému při spuštění studeného kotle.
5. Není třeba instalovat potrubí se sklonem ke kotli, což zajišťuje samovolný pohyb chladicí kapaliny.
6. Možnost použití tenkých trubek, které zabírají malý vnitřní prostor v bytě.
7. Výkon čerpadla umožňuje vytvořit v topném okruhu tlak dostatečný k zásobování chladicí kapalinou o několik pater výše.
8. Použití uzavíracích armatur na jednotlivých smyčkách tepelných sítí.
9. Možnost integrace čerpadla do automatického řídicího systému kotle.

Se spoustou výhod mají oběhová zařízení i dvě nevýhody - závislost na napájení a dodatečné náklady na elektrickou energii.

Nevýhody jsou však snadno kompenzovány - instalace vodního čerpadla umožňuje ušetřit 10–20 % paliva a podíl nákladů na elektřinu na celkových nákladech na vytápění je pouze 3–5 %. Při častém nedostatku elektřiny si navíc můžete nainstalovat UPS, která po určitou dobu zajistí autonomní provoz kotle a čerpadla.

Vlastnosti značení zařízení

Bohužel neexistují žádné standardizované požadavky na označování oběhových čerpadel. Výrobci nezávisle vybírají seznam technických charakteristik, které jsou uvedeny na těle zařízení.

Při nákupu čerpadla byste se neměli spoléhat pouze na označení. Je lepší otevřít návod k obsluze a přečíst si tam technické specifikace

Na předním panelu se obvykle zobrazují následující informace:

• směr pohybu chladicí kapaliny;
• průměr připojených trubek;
• maximální přípustný tlak;
• výrobce a model;
• maximální provozní teplota;
• stupeň ochrany;
• provozní parametry elektrické sítě;
• značky shody s národními technickými předpisy.

Výrobci mohou poskytnout další informace podle svého uvážení. Podrobné technické charakteristiky zařízení jsou uvedeny v návodu k obsluze.

Jednotky měření se v jednotlivých zemích liší, takže čísla na pouzdru mohou být zavádějící. Je lepší znovu otevřít pokyny, kde jsou spolu s charakteristikami uvedeny také jejich měrné jednotky.

Na co si dát pozor při výběru čerpadla?

Výběr samostatného čerpadla pro topný okruh musí brát v úvahu mnoho parametrů.

Technické parametry zařízení

Cirkulační zařízení má řadu vlastností, které je zvláště důležité vzít v úvahu při nákupu.

Tyto zahrnují:

1. Účinnost – poměr objemu spotřebované elektřiny k užitečné práci vykonané při čerpání chladicí kapaliny.
2. Tlak – tlakový rozdíl mezi výstupním a vstupním hrdlem čerpadla.
3. Zdroj vody – maximální objem chladicí kapaliny čerpaný pracovní komorou s minimálním odporem topného okruhu.
4. Napájení Spotřeba elektrické energie.
5. Průměr trubky – jmenovitá hodnota připojeného zařízení.
6. Maximální jmenovitý tlak (označené PN) v pracovním okruhu při 20 °C, při které je stále zaručen dlouhodobý provoz zařízení v záruční době.

Tyto údaje obvykle postačují k potvrzení, že technické vlastnosti čerpadla odpovídají parametrům topného systému.

Podrobněji jsme zkoumali výběrová kritéria V tomto článku.

Dostatečný výkon zařízení

Výběr konkrétního modelu oběhového zařízení je ovlivněn technickými vlastnostmi, finančními možnostmi kupujícího a vlastnostmi topného systému. Pokud chcete ušetřit, je důležité, aby výkon čerpadla byl dostatečný pro běžný provoz kotle. Koneckonců, úroveň přívodu vody uvedená v pokynech je vždy výrazně vyšší než skutečná.

Aby bylo možné nezávisle určit přiměřenost výkonu zařízení, je třeba provést tři fáze výpočtů.

Fáze #1 – určení výkonu čerpadla

Stanovení požadovaného výkonu čerpadla pomocí vzorce.

Požadovaný tepelný topný výkon velmi závisí na materiálu stěn, přítomnosti mezer v podlaze a těsnosti okenních rámů

U bytů ve vícepodlažních budovách se předpokládá tepelný výkon vytápění 75-80 W/m2. m., pro domy - 100-120 W/sq. mTeplotní rozdíl mezi vstupem a výstupem kotle je obvykle 10 °C.

Ukazuje se, že pro byt 60 metrů čtverečních. m. skutečný výkon čerpadla (80*60)/(1,16*10)=414 (l/hod) bude dostačující.

Etapa č. 2 - výpočet hodnoty tlaku

Určení velikosti tlaku k překonání celkového hydraulického odporu systému pomocí vzorce.

Každý uzavírací ventil má svůj vlastní indikátor hydraulického odporu, který se určuje pomocí speciálních tabulek. Při výpočtu se berou v úvahu hodnoty odporu všech prvků potrubí

Tento vzorec vyžaduje složité výpočty pomocí referenčních údajů, takže pro systémy vytápění domů a bytů můžete použít zjednodušený plán.

Tlaková ztráta silně závisí na průměru potrubí, takže při výběru mezi dvěma možnými velikostmi je lepší zvolit tu větší

Podle harmonogramu bude tlaková ztráta v bytě s průměrem potrubí 20 mm 70 mm/m as ohledem na délku potrubí 50 m - 3,5 metru. Tento údaj by měl být vynásoben faktorem 1,3-2,2, který zohledňuje odpor armatur pro tlak vody.

Etapa #3 — určit výkon čerpadla

Stanovení dostatečnosti výkonu čerpadla podle grafu tlakově-průtokových charakteristik.

Nedostatečný výkon vodního čerpadla vede k nadměrné spotřebě plynu v kotli a může vést i ke smrtelným poruchám

Tento plán je uveden v návodu k obsluze a je jedinečný pro každý model čerpadla. Pokud je průsečík výše vypočítaných parametrů pod křivkou B, pak je zařízení vhodné pro topný systém, ale pokud je výše, pak ne.

Poskytli jsme podrobná doporučení pro výpočet oběhového čerpadla s konkrétními příklady. v dalším článku.

Další funkce zařízení

Pokud je pro topný systém kritický neustálý pohyb kapaliny, můžete nainstalovat dvojici čerpadel umístěných v sérii v okruhu. Druhý motor v takovém systému lze zapnout, pokud je nedostatečný výkon nebo porucha prvního motoru.

Pro automatizaci provozu kotle s vytápěním z topného okruhu můžete použít čerpadla s termostatem a časovačem. Vestavěný mechanismus zajišťuje zapínání a vypínání motoru v závislosti na teplotě chladicí kapaliny a denní době.

Svorkovnice může mít nastavovací knoflíky a indikační panel. LCD displeje na topných čerpadlech se kvůli vysoké teplotní intoleranci používají zřídka

V rozvětvených topných sítích lze použít oběhová čerpadla s termostatem a plynule regulovatelnými otáčkami oběžného kola. S jejich pomocí je rychlost chladicí kapaliny nezávisle regulována v různých smyčkách v závislosti na její teplotě. Čerpadla s automatizací jsou mnohonásobně dražší a v bytech a malých obytných domech se používají jen zřídka.

Trh nabízí oba modely se standardními i nestandardními strukturami, které poskytují další funkce. Hodnocení nejlepších tepelných čerpadel, na základě recenzí od skutečných uživatelů, my přinesl sem.

Další nuance výběru čerpadla

Důležité je, aby zařízení nejen plnilo svou funkci, ale také dlouho fungovalo, aniž by obyvatelům domu či bytu způsobovalo nepříjemnosti.

Při výběru zařízení byste proto měli dodržovat následující pravidla:

1. Vyberte si známé výrobce čerpadel: Calpeda, Grundfos, WILO. Cena jejich zařízení je o 20-40% vyšší, ale pravděpodobnost poruchy je mnohem menší.
2. Vezměte zařízení s charakteristikami, které jsou o 20-30% vyšší než vypočítané. Tato rezerva sníží provozní zatížení a zvýší životnost zařízení.
3. Dbejte na rozměry, aby se čerpadlo vešlo do prostoru pro něj určeného.
4. Provoz zařízení by měl být co nejtišší, aby nerušil obyvatele v noci.
5. Není třeba usilovat o nákup modelu s výkonem, který výrazně převyšuje vypočítané parametry. To povede pouze k nadměrné spotřebě energie, ale také ke zbytečnému hluku.
6. Čerpadlo vybírejte speciálně pro topné systémy, protože jsou určeny pro provozní teploty do 130-150 °C.
7. Je žádoucí, aby zařízení mělo vestavěnou síť pro filtrování pevných částic suspendovaných v chladicí kapalině.

Výkonové charakteristiky zařízení musí nutně odpovídat parametrům topného systému, na tom nelze ušetřit. Navíc budete muset zaplatit pouze za spolehlivého výrobce, zvýšenou bezpečnost krytu a automatický řídicí systém.

Většina domácích topných cirkulačních zařízení nevyžaduje seřízení. K jejich spuštění stačí připojit potrubí k potrubí a připojit zařízení k elektrické síti. Podívali jsme se, jak správně nainstalovat čerpadlo pokyny krok za krokem.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak vybrat dobré oběhové čerpadlo pro vytápění:

DAB cirkulační zařízení:

Porovnání dvou zařízení Grundfos: modely UPS a Alpha2:

Je lepší koordinovat výběr oběhového čerpadla s odborníky.Pokud výkon zařízení pro standardní byt mohou navrhnout prodejci v obchodě, pak se před nákupem topného zařízení pro venkovský dům budete muset obrátit na odborníky pro komplexní výpočty.

Je třeba si uvědomit, že poté, co jej začnete používat, nemůžete jej vyměnit v obchodě, takže je lepší okamžitě koupit vhodný model.

Rádi byste doplnili náš článek o užitečná doporučení pro výběr tepelného čerpadla? Nebo jste si všimli nesrovnalosti v prezentovaných údajích? Své připomínky pište do bloku komentářů – váš názor určitě zohledníme.

Nebo možná máte po přečtení článku stále otázky? Zeptejte se našich odborníků, nechte si poradit – pokusíme se vám pomoci.