Výhody oběhových zařízení
Před rokem 1990 byly topné systémy v rodinných domech většinou navrhovány a stavěny bez čerpadel. Chladicí kapalina se v potrubí pohybovala gravitačně a cirkulaci zajišťovaly konvekční proudy kapaliny při jejím ohřevu v kotli. V dnešní době se systémy s přirozenou cirkulací stále používají, i když už ne tak často.
Levné kotle na tuhá paliva se vyrábějí bez zabudovaných čerpadel, protože výrobce nezná parametry topného okruhu. U těchto systémů je nutné zakoupit vodní čerpadlo.
Voda je nyní nucena proudit pomocí vodního čerpadla, což má několik výhod:
- Snížení zatížení kotle snížením rozdílu teplot ve vstupním a výstupním potrubí.
- Rovnoměrné rozložení tepla v místnostech díky rovnoměrné teplotě topného média po celé délce topných prstenců.
- Možnost okamžité regulace teploty topného média.
- Rychlé zahřátí topného systému při spuštění studeného kotle.
- Není třeba šikmého potrubí ke kotli, což zajišťuje samovolný pohyb topného média.
- Možnost použití tenkých trubek, které v bytě zabírají málo místa.
- Výkon čerpadla dokáže natlakovat topný okruh tak, aby topné médium proudilo o několik pater výš.
- Použití uzavíracích ventilů na jednotlivých smyčkách topných sítí.
- Možnost integrace čerpadla do automatického řídicího systému kotle.
Při množství výhod mají oběhová zařízení dvě nevýhody - závislost na elektřině a dodatečné náklady na elektřinu.
Nevýhody jsou však snadno kompenzovatelné - instalací vodního čerpadla lze ušetřit 10-20 % paliva a podíl nákladů na elektřinu na celkových nákladech na vytápění je pouze 3-5 %. V případě častých výpadků napájení lze případně nainstalovat UPS, která po určitou dobu zajistí autonomní provoz kotle a čerpadla.
Místo instalace
Oběhové čerpadlo se doporučuje instalovat za kotlem, před první větví, ale nezáleží na tom, zda je instalováno v přívodním nebo zpětném potrubí. Moderní jednotky jsou vyrobeny z materiálů, které odolávají teplotám 100-115 °C. Existuje jen málo topných systémů, které pracují s teplejším teplonosným médiem, takže úvahy o "komfortnější" teplotě jsou neudržitelné, ale pokud se cítíte pohodlněji, instalujte do zpátečky.
Můžete instalovat do vratného nebo přímého potrubí za/ před kotel až po první odbočku.
Neexistuje ani žádný rozdíl v hydraulice - pro kotel, stejně jako pro zbytek systému, není absolutně žádný rozdíl v tom, zda je čerpadlo instalováno v přívodním nebo zpětném potrubí. Důležitá je správná instalace, pokud jde o potrubí, a správná orientace rotoru v prostoru.
Na ostatním nezáleží.
Na místě instalace je jeden důležitý bod. Pokud existují topný systém má dvě samostatné větve - pro Pokud existují dvě samostatné topné větve - jedna vpravo a druhá vlevo nebo jedna v přízemí a druhá v prvním patře - je rozumnější mít pro každou větev samostatnou jednotku než společnou hned za kotlem. Pro tyto větve platí stejné pravidlo: ihned za kotlem, před první větví tohoto topného okruhu. To umožní nastavit požadované tepelné podmínky v každé části domu nezávisle na druhé a také ušetřit náklady na vytápění ve dvoupodlažních domech. Jak? Tím, že v prvním patře je obvykle mnohem tepleji než v přízemí a je zde potřeba mnohem méně tepla. Díky dvěma čerpadlům ve větvi vedoucí do patra je rychlost proudění topného média nastavena mnohem pomaleji, což umožňuje spalovat méně paliva, aniž by se snížil komfort bydlení.
Existují dva typy vytápění - s nuceným oběhem a s přirozeným oběhem. Systémy s nuceným oběhem nemohou pracovat bez čerpadla, systémy s přirozeným oběhem ano, ale v tomto režimu mají nižší tepelný výkon. Méně tepla je však stále mnohem lepší než žádné teplo, takže v oblastech, kde je často přerušena dodávka elektřiny, je systém navržen jako hydraulický (s přirozenou cirkulací) a následně je do něj vloženo čerpadlo. To zajišťuje vysokou účinnost a spolehlivost vytápění. Je zřejmé, že instalace oběhového čerpadla v těchto systémech je odlišná.
Všechny systémy podlahového vytápění jsou nucené - bez čerpadla topné médium těmito velkými okruhy neprochází.
Nucený oběh
Protože systém vytápění s nuceným oběhem není funkční bez čerpadla, instaluje se přímo do mezery přívodního nebo vratného potrubí (podle vaší volby).
Většina problémů s oběhovými čerpadly je způsobena mechanickými nečistotami v teplonosném médiu (písek, jiné abrazivní částice). Ty mohou zablokovat oběžné kolo a zastavit motor. Před jednotku je proto nutné nainstalovat sítko.
Instalace oběhového čerpadla v systému s nuceným oběhem
Je také žádoucí instalovat kulové kohouty na obou stranách. Ty umožňují výměnu nebo opravu jednotky bez vypouštění systému. Zavřete ventily, vyjměte jednotku. Vypouští se pouze ta část vody, která byla přímo v této části systému.
Přirozený oběh
Potrubí oběhového čerpadla v gravitačních systémech má jeden podstatný rozdíl - je nutný obtok. Jedná se o bypass, který zajišťuje fungování systému, když čerpadlo není v provozu. Na obtoku je umístěn jeden kulový uzavírací ventil, který je po dobu čerpání uzavřen. V tomto režimu pracuje systém jako systém s nuceným oběhem.
Schéma instalace oběhového čerpadla v systému s přirozeným oběhem vzduchu
Pokud dojde k výpadku proudu nebo poruše jednotky, otevře se ventil na můstku, uzavře se ventil vedoucí k čerpadlu a systém funguje jako gravitační cirkulační systém.
Vlastnosti instalace
Existuje jeden důležitý bod, bez kterého bude instalace oběhového čerpadla vyžadovat změnu uspořádání: rotor musí být otočen tak, aby směřoval vodorovně. Druhým bodem je směr toku. Na plášti je šipka, která ukazuje, kterým směrem má topné médium proudit. Tímto způsobem otočíte jednotku tak, aby směr proudění byl ve směru "šipky".
Samotné čerpadlo lze instalovat buď vodorovně, nebo svisle, ale při výběru modelu se ujistěte, že jej lze provozovat v obou polohách. A ještě jedna věc: při vertikální instalaci se výkon (generovaná výška) sníží přibližně o 30 %. To je třeba vzít v úvahu při výběru modelu.
Pravidla pro výběr oběhového čerpadla
Mokrý typ oběhového čerpadla se vyznačuje nižší hlučností. U "suchých" rotorů je tomu naopak. V tomto případě je hluk generován nejen samotným čerpadlem, ale také ventilátorem, který je zodpovědný za snížení teploty motoru.
"Suché" jednotky se instalují v průmyslových prostorách a "mokré" jednotky jsou vhodné pro použití v obytných prostorách. Hladina hluku vyšší než 70 dB bude mít nepříznivý vliv na pohodu obyvatel obydlí.
Pro soukromé budovy se v první řadě hodí "mokrá" verze. Jeho lopatky jsou trvale včerpaném médiu, díly jsou mazány vodou a vydrží 5 a více let.
Při použití spotřebiče v otevřeném topném okruhu je třeba věnovat velkou pozornost kvalitě teplonosného média; nedoplňujte vodu, která obsahuje minerální nebo organické nečistoty. Verze s mokrým rotorem stojí méně než verze se suchým rotorem.
První možnost by měla být zvolena, pokud topný systém nevyžaduje vysoký výkon.
Varianta s mokrým rotorem stojí méně než suchý rotor. První možnost by měla být zvolena, pokud topný systém nepotřebuje velký výkon.
Dalším kritériem je hodnota hlavy. Pokud je tedy pro optimální provoz uzavřeného systému do 10 m, je vhodný "mokrý" rotor. Výkon 25-30 m3/h je dostatečný.
Pokud naopak topný systém vyžaduje větší výtlak, pak je správnou volbou čerpadlo se suchým rotorem. Rotor je od topné trubky oddělen vývodkou. Tento typ spotřebuje méně elektřiny než jeho protějšek s mokrým chodem při stejné provozní účinnosti.
Následující vzorec vám pomůže zjistit, jaký výkon čerpadlo potřebuje:
Q = 0,86 * P / dt
kde:
Q - výkon čerpadla, m3 /hod;
P - tepelný výkon topného systému, kW;
dt - je rozdíl mezi teplotou vody před vstupem do ohřívače a po výstupu z něj.
Uveďme konkrétní příklad. Nechť je plocha domu 200 m2. Předpokládejme, že topný systém je dvoutrubkový. Pro udržení optimální teploty v zimním období stačí topný výkon 20 kW.
Výchozí hodnota dt je 20 stupňů Celsia. To stačí pro hrubý domácí výpočet.
Výsledek je 0,86 m3/hod. Můžeme zaokrouhlit na 0,9. Ještě lepší je být na bezpečné straně chybovosti. Oběhové čerpadlo se časem opotřebuje, takže výkon bude nižší.
Dalším parametrem vybavení je hlava. Každý hydraulický systém klade proudící vodě odpor. Tato vlastnost vyžaduje použití zařízení pro cirkulaci topného média v systému.
Čerpadlo musí být dimenzováno tak, aby se zabránilo odporu topného systému a zajistila se požadovaná účinnost.
Pro získání přesné hodnoty průtočného odporu je třeba použít následující vzorec
H=N*K
kde:
N - počet podlaží v budově (sklep se počítá jako podlaží);
K - průměrné hydraulické náklady na jedno podlaží domu.
K se u dvoutrubkových otopných soustav pohybuje v rozmezí 0,7-1,1 m vodního sloupce. U systémů s kolektorovými paprsky se jeho hodnota pohybuje v rozmezí 1,16-1,85.
Například dvoupodlažní dům se suterénem má tři podlaží. Pokud výpočty provádí neodborník, lze z výše uvedených rozmezí vzít maximální hodnotu. U dvoutrubkového systému je to 1,1 metru. To znamená, že K se vypočítá jako 3*1,1 a dostaneme 3,3 metru vodního sloupce.
U třípodlažního domu je celková výška topného systému 8 metrů. Vzorec však udává pouze 3,3 metru vodního sloupce. Tato hodnota je dostatečná, protože čerpadlo není zodpovědné za zvedání vody, ale pouze za snížení negativních účinků odporu systému.
Připojení k napájení
Oběhová čerpadla jsou napájena ze sítě 220 V. Je vhodné mít samostatné napájecí vedení s pojistkou. Připojení vyžaduje tři vodiče - fázi, nulový vodič a zem.
Schéma zapojení oběhového čerpadla
Samotné připojení lze zajistit pomocí tříkolíkové zásuvky a zástrčky. Tento způsob připojení se používá, pokud je čerpadlo dodáváno s připojeným napájecím kabelem. Připojení je možné také přes svorkovnici nebo přímo kabelem ke svorkám.
Svorky se nacházejí pod plastovým krytem. Odšroubováním několika šroubů odstraňte plastový kryt a najděte tři konektory. Obvykle jsou označeny (piktogramy N - nulový vodič, L - fáze a "zem" má mezinárodní označení), je těžké se splést.
Kam připojit napájecí kabel
Vzhledem k tomu, že celý systém závisí na výkonu oběhového čerpadla, má smysl mít záložní zdroj napájení - stabilizátor s připojenými bateriemi. V takovém systému napájení bude fungovat i několik dní, protože samotné čerpadlo a automatizace kotle "tahají" elektřinu maximálně 250-300 W. Je však nutné vypočítat a zvolit kapacitu akumulátorů. Nevýhodou tohoto systému je nutnost zajistit, aby se akumulátory nevybíjely.
Jak připojit oběhové čerpadlo k elektřině přes regulátor
Dobrý den. Moje situace, čerpadlo 25 x 60 je hned za elektrickým kotlem 6 kW, pak 40 mm potrubí jde do sauny (tam jsou tři ocelové radiátory) a vrací se do kotle; po větvi čerpadla nahoru, pak 4 m dolů, kroužení domu 50 m2. m. přes kuchyň, pak přes ložnici, kde se zdvojnásobí, pak přes chodbu, kde se ztrojnásobí a vtéká do zpátečky kotle; ve vaně větev 40 mm nahoru, vychází z vany, vstupuje do 2. patra domu 40 m2 (jsou tam dva litinové radiátory) a vrací se do vany ve zpátečce; do 1. patra nešel ohřívat; nápad instalovat druhé čerpadlo ve vaně na přívodu za větví; celková délka potrubí 125 m. Jak správné je toto řešení?
Myšlenka je správná - vedení je příliš dlouhé pro jedno čerpadlo.
Podrobnosti o instalaci
Domácí oběhová čerpadla nespotřebovávají mnoho elektrické energie - běžná čerpadla potřebují do 200 W, ale výkonná čerpadla s maximálním převýšením více než 10 m mohou odebírat více než 1 kW energie.
Proto je třeba vzít v úvahu jejich podíl na celkovém proudu obvodu. Je třeba mít na paměti, že tyto jednotky mají vyšší jmenovitý výkon než činný výkon (spotřeba energie).
Velká čerpadla lze provozovat také na 380 V. Obvykle však vytápějí značné plochy, které jsou připojeny k třífázové síti, a s jejich připojením nejsou žádné problémy.
Pokud má čerpadlo maximální výšku 8 metrů nebo více, je důležité zkontrolovat typ připojení napájení.
Protože teplonosná kapalina odvádí energii systémem a ochlazuje se, je teplota na konci okruhu nižší než na začátku. Proto je vhodnější zabudovat čerpadlo do potrubí blíže ke vstupu do výměníku tepla, tj. na "vratné" straně. Tím se prodlouží životnost spotřebiče, protože velmi horká voda je pro kovové části horší než částečně ochlazená voda.
Bod odběru musí být zvolen v souladu s návodem k instalaci čerpadla. Pro každý model jsou stanoveny přípustné orientace motoru, které je nutné dodržet.
Topný okruh je obvykle navržen v souladu s fyzikálními zákony, které odůvodňují přirozený oběh, a instalované čerpadlo musí "pomoci" průtoku dosáhnout požadované rychlosti. Abyste se ujistili, že jste si nevybrali špatnou orientaci, je na plášti šipka, která ukazuje směr proudění.
Někdy může dojít k nepředvídaným situacím v důsledku výpadku proudu, v takovém případě se čerpadlo stane překážkou. V takovém případě se čerpadlo stane překážkou průtoku a při náhlém zpomalení nebo úplném zastavení může dojít k varu a poškození topného systému. Aby k tomu nedocházelo, je na přípojce čerpadla zřízeno obtokové potrubí.
Pokud dojde k výpadku proudu, je třeba otevřít kohout na obtoku, aby byl průtok umožněn. To také umožňuje vyjmout čerpadlo bez vypouštění vody.
Dalším způsobem, jak se vyhnout problémům v případě výpadku proudu, je mít záložní zdroj napájení čerpadla. Pokud máte nízký výkon 0,5 kW nebo méně, je nejlepším řešením baterie a UPS s vestavěným regulátorem.
Při kapacitě baterie 200 Ah může zařízení s motorem o výkonu 100 W pracovat autonomně přibližně 20 hodin.
U výkonnějších čerpadel je zapotřebí generátor, pokud je nutné udržet je v provozu po dlouhou dobu bez elektřiny. Pokud je vyžadováno automatické napájení v pohotovostním režimu, musí podporovat funkci autostart a pracovat ve spojení s automatickým voličem pohotovostního režimu.
Modely čerpadel Grundfos
Čerpadla UPS jsou cirkulační jednotky s mokrým rotorem. U těchto modelů se používá asynchronní motor. Čerpadlo je vybaveno speciální svorkovnicí, která umožňuje připojení jednotky k elektrické síti. Při prvním spuštění se doporučuje otevřít přívod vzduchu a odvzdušnit čerpadlo. Pokud se rotor zablokuje, lze jej také ručně vytočit. Tato čerpadla mají tři provozní režimy otáček, které se nastavují ručně a zajišťují stabilní provoz určitých systémů.
Nové čerpadlo AIpha 2 (L) je prvním čerpadlem řady AIpha. Toto čerpadlo má více funkcí než čerpadla UPS. Má elektromotor s permanentními magnety na plášti. Pokud se jeden z magnetů odstraní, což často dělají ruští řemeslníci, může se spotřeba energie jednotky výrazně snížit. Nový design také nemá odvzdušňovací matici. U tohoto modelu je vzduch automaticky vypouštěn při krátkém zapnutí čerpadla ve třetí rychlosti. Připojení ke zdroji napájení je zjednodušené a provádí se pomocí zástrčky. Tento model má nyní sedm provozních režimů. Ke stávajícím třem režimům řízení s konstantním diferenčním tlakem přibyly dva režimy a dva režimy proporcionálního řízení.
Provoz v režimu konstantního rozdílu - zajišťuje stabilní provoz čerpadla i při kolísání průtoku a tlaku v systému. Hladina tlaku vytvořená čerpadlem bude vždy automaticky udržována na stejné úrovni.
Režim proporcionální regulace - tento provozní režim zajišťuje spolehlivý provoz čerpadla v případě proměnlivého průtoku v systému. Tento režim lze použít, pokud jsou radiátory během provozu pravidelně uzavírány, což způsobuje zvýšení tlaku v systému. Tím se automaticky sníží otáčky čerpadla, takže se úměrně sníží průtok a výtlak v systému. Stále existují tři hlavní režimy provozu. Systémy, ve kterých se používají, jsou;
- podlahové vytápění,
- jednotrubkové systémy,
- slepé systémy,
- rozdělovací systémy,
- dvoutrubkové systémy,
- chladičové systémy.
Za nejinovativnější model lze považovat AIpha 3. Tento model lze považovat za velmi přesný přístroj, který je schopen zajistit spolehlivý provoz celého systému a zároveň umožňuje řídit průtok topného média. Lze ji použít ve spojení s aplikací Grundfos GO Balance. Dostupnost těchto aplikací umožňuje nastavit celý palivový systém na dálku. Toto zařízení lze také použít k měření a vyvážení celého topného systému, a to instalací na místo jiného oběhového čerpadla vhodné velikosti a rozměrů. Čerpadlo je vhodné zejména pro vyvažování radiátorů, krátké smyčky v systémech podlahového vytápění a nízké průtoky. Díky tomu, že čerpadlo lze třikrát odstupňovat pro konstantní i proporcionální hlavice, je velmi spolehlivé a produktivní. Je známo, že pro každého instalatéra topného systému je velmi důležitá schopnost zajistit správný průtok topného média a pro zákazníka je důležitá spolehlivost a hospodárnost systému. Oběhové čerpadlo má pozitivní vliv na obojí. Je úsporný a snadno se udržuje, takže se hodí pro nezávislé vytápění rodinných domů a jednotlivých bytů.
Výběrová kritéria
Než se vydáte do obchodu, měli byste si sestavit seznam parametrů systému - objem kapaliny, výškové rozdíly, počet radiátorů, délku atd. Tyto informace vám umožní zkontrolovat výkon instalace a vybrat nejvhodnější model. Nejdříve je nutné sestavit seznam parametrů samotného kotle, protože ten poskytuje počáteční provozní podmínky topného okruhu. Mělo by se dodržovat pravidlo maximální shody - pokud spotřebič neodpovídá systémovým požadavkům, nelze jej zakoupit - nevyhovuje. Nadměrný výkon je také na škodu - objeví se hluk. Pokuste se najít nejlepší variantu, která by splňovala potřeby topného okruhu bez nadměrného výkonu nebo hlavice.
Výkon čerpadla se vypočítá podle vzorce:
Q = 0,86 x P/dt, kde
- Q - výkon čerpadla (projektovaný výkon);
- P - kapacita systému (tepelná);
- dt - rozdíl teplot na výstupu a vstupu do kotle.
Získanou hodnotu nelze považovat za konečnou. Je třeba počítat s výškou systému, jinak bude skutečná kapacita mnohem nižší.Nemělo by se předpokládat, že výšku systému lze vyrovnat zpětným tokem. V praxi vždy existuje hydraulický odpor, který vytvářejí radiátory, otočné jednotky, větve a další součásti systému. Obecně platí, že u dvoutrubkové soustavy (jednoduchá smyčka bez rozvětvení) se kapacita vypočítá vynásobením výšky koeficientem 0,7-1,1 (v závislosti na délce a počtu otopných těles), zatímco u rozdělovací soustavy je tento koeficient vyšší - 1,16-1,85.
V datovém listu čerpadla jsou grafy, které ukazují výkon čerpadla při různých otáčkách. Je třeba najít takovou, kde jsou vypočtená hodnota a výška zdvihu zhruba uprostřed. Tato poloha se nazývá "středový bod". Pokud jsou vypočtené hodnoty správné, bude zařízení pracovat optimálně.
Odborný posudek
Vladimir Kulikov
Neměli byste kupovat příliš velké čerpadlo. Pokud plánujete obvod rozšířit, budete muset v každém případě zakoupit nové zařízení. Je třeba zvolit model, který je vhodný pro stávající podmínky.
