Systémy gravitačního zásobování teplem plně fungují pouze v jednopatrových soukromých domech o rozloze do 100 metrů čtverečních. m. Pokud je nutné vytápět bytový dům nebo prostorné sídlo, pak je systém s nuceným oběhem nepostradatelný. Nejlepším řešením je výběr oběhového čerpadla a instalace jednotky do topného okruhu.
Navrhujeme pochopit, jaké úkoly čerpadlo plní v topném systému, jak je zařízení uspořádáno a funguje. Popsali jsme vlastnosti provozu různých typů čerpadel a nastínili hlavní kritéria pro kompetentní výběr. Uvedené informace vám pomohou vybrat správný model oběhového čerpadla a nezklame vás nákupem.
Proč je v topném systému potřeba čerpadlo?
Oběhová čerpadla jsou hydraulické zařízení, které zajišťuje nucený pohyb ohřátého chladiva po uzavřeném okruhu. Taková zařízení přispívají k rovnoměrnému a rychlému ohřevu celého systému.
Oběhová čerpadla jsou instalována:
- za účelem zlepšení energetické účinnosti kotlů;
- v případech, kdy není možné zajistit přirozenou cirkulaci kapalné látky;
- při absenci vestavěné čerpací jednotky v generátoru tepla;
- pro topné systémy s dvoutrubkovým schématem, které vám umožní upravit parametry každého jednotlivého radiátoru;
- k překonání setrvačnosti autonomních systémů s přirozenou cirkulací tekutiny sloužící k přenosu tepelné energie.
Chladivo se musí pohybovat po uzavřeném okruhu potrubí topného systému určitou rychlostí, aby byl zajištěn přenos tepla do radiátorů.
Při přirozené cirkulaci není tento stav vždy proveditelný – v důsledku toho se topné zařízení nezahřívá nebo se zahřívá nerovnoměrně.
Oběhové čerpadlo pohání a podporuje pohyb chladicí kapaliny topným okruhem. Instalace zařízení zbavuje systém ohřevu vody nedostatků charakteristických pro gravitační systémy. S ním se výrazně zvyšuje rychlost dosažení komfortní teploty v místnosti.
Použití oběhového čerpadla při vytápění umožňuje ohřáté vodě snadno překonat odpor. Proto lze systém sestavit z užších trubek než v gravitačním provedení.
Existují schémata, která by bez oběhových čerpadel nemohla fungovat vůbec nebo působila extrémně neefektivně. Patří sem typy radiátorů se spodním připojením a vodou vyhřívané podlahy.
Instalace oběhového čerpadla umožňuje výrazně prodloužit délku potrubí. Pro srovnání, ve schématech s přirozeným pohybem by jeho horizontální délka neměla přesáhnout 30 m
Topenáři doporučují instalovat do otopných soustav dvě oběhová čerpadla. Jeden z nich je funkční, druhý je záloha pro případ poruchy.
Jedinou nevýhodou oběhového čerpadla je nutnost jeho připojení k napájení. V případě výpadku proudu přestane fungovat a chladicí kapalina se přesune potrubím do zařízení
S instalací oběhového čerpadla se spotřeba energie majitelů domů příliš nezvýší, v závislosti na vlastním výkonu zařízení spotřebuje od 60 do 100 W
Pokud je v topném systému více kroužků, je na každém z nich instalováno oběhové čerpadlo. Doporučuje se umístit vlastní zařízení na každou topnou smyčku kolektoru a samostatnou spirálu podlahového vytápění
Proto se do topných systémů instalují oběhová čerpadla. Taková zařízení zajišťují přepravu chladicí kapaliny sítí vysokou rychlostí, čímž se minimalizuje zatížení kotle. Při návratu k topnému tělesu zůstává voda teplá, což znamená, že na ohřev je potřeba méně energie.
Konstrukce a princip činnosti čerpadla
Konstrukčně se oběhové čerpadlo podobá drenážní instalaci. Čerpadlo se skládá z robustní skříně z nerezové oceli/litiny/hliníku a elektrické části, která obsahuje statorové vinutí s integrovaným keramicko/ocelovým rotorem.
Instalace čerpacího zařízení pro nucený oběh výrazně zvyšuje účinnost teplovodních a autonomních topných systémů
Oběžné kolo je pevně upevněno na hřídeli rotační části elektromotoru.
Oběžné kolo se skládá ze dvou paralelních disků spojených radiálně zakřivenými lopatkami. Na jednom z nich je otvor pro průtok chladicí kapaliny, na druhém je malý otvor pro upevnění oběžného kola na hřídeli elektromotoru.
Tělesa oběhových čerpadel jsou vyrobena z oceli a odolných slitin. Pod stěnami skříně je ukryt rotor s pevným oběžným kolem
Samotný motor je vybaven speciální řídicí deskou a svorkami pro připojení vodičů. U oběhových čerpadel bez elektroniky je místo desky instalován kondenzátor a na svorkovnici je umístěn přepínač otáček.
Při přívodu elektřiny se kolo s lopatkami otáčí, vytváří podtlak v potrubí a tlačí chladicí kapalinu. Rotor vytváří pohyb pracovní tekutiny ve směru od vstupního k výstupnímu ventilu.
Čerpadlo neustále odebírá vodu z jedné strany a z druhé ji tlačí do topného systému. Odstředivá síla přispívá k transportu tekutiny po celé lince.
Vytvořený tlak překonává odpor v různých částech okruhu a zajišťuje cirkulaci chladicí kapaliny.
Soudě podle intenzity prodeje jsou na domácím trhu nejoblíbenější zařízení od následujících výrobců:
Domácí spotřebitel, který si vybavuje vlastní topný systém, často dává přednost výrobkům od známých výrobců. Kvalita a spolehlivost výrobků dánské značky Grundfos jsou základem jejich oblíbenosti
Čerpadla na vytápění a teplou vodu s logem Wilo potěší bezchybným a dlouhodobým provozem. Německému výrobci se podařilo snížit spotřebu energie bez ztráty výkonu a parametrů hlavy
Významnou výhodou italských oběhových čerpadel DAB je inovativní elektronické nastavení, které umožňuje šetřit energii a životnost zařízení
Oběhová čerpadla ruské výroby od Gileks jsou v aktivní poptávce. Vyznačují se dobrou montáží, bez problémů během provozu, dostupnou cenou. Kromě toho nejsou žádné potíže s opravou a výměnou.
Typy a výhody oběhových čerpadel
Podle konstrukčních vlastností se čerpadla pro nucený oběh dělí na čerpací jednotky s mokrým rotorem a vysoce výkonná zařízení se suchým rotorem.
Jakýkoli gravitační systém může být přeměněn na oběhový systém instalací oběhového čerpadla. Vzhledem k rozdílu v průměru trubek je však lepší položit možnost montáže ve fázi návrhu domu, protože široké trubky budou vyžadovat výkonnější zařízení.
V otevřených topných systémech je povoleno používat oběhové čerpadlo, ve většině případů je však v potrubí spolu s čerpadlem instalována uzavřená expanzní nádoba
V uzavřených cirkulačních okruzích se nutně používají zařízení pro odvzdušňování. Jedná se o automatické větrací otvory. Na fotografii jsou tři: na hydraulické šipce, kompenzační koleno topného kroužku a vedle čerpadla
Při instalaci čerpadla do topného systému je třeba vložit pojistný ventil, který vypouští přebytečnou ohřátou chladicí kapalinu, která chrání zařízení a zabraňuje nehodám. Umístěte jej na přívod co nejblíže kotli
Mokrá čerpadla. Rotor a oběžné kolo takových čerpadel jsou v přímém kontaktu s pracovní tekutinou, která současně plní dvě důležité funkce: roli mazání a chlazení zařízení. Rotor a stator v takových čerpadlech jsou odděleny speciální nádobou odpovědnou za těsnost prvků elektrického motoru pod napětím.
Oběhová čerpadla mokrého typu jsou vybavena stupňovým regulátorem otáček. To umožňuje zvolit optimální režim provozu, a tím řídit spotřebu elektrické energie.
Rotor elektromotoru a oběžné kolo v čerpadlech jsou v čerpané vodě, která zvlhčuje nosné prvky a neustále ochlazuje motor (+)
Jednotky s mokrým rotorem mají modulární konstrukci. V závislosti na požadovaném tlaku a výkonu se volí samostatné moduly. Modulární konstrukce výrazně zjednodušuje opravu čerpadla, protože vadný modul lze snadno a rychle vyměnit za nový.
Oběhová čerpadla tohoto typu se používají v malých topných systémech. Pracují téměř tiše, a proto jsou skvělé pro instalaci v obytných oblastech.
Elektromotor čerpadel s mokrým rotorem nepotřebuje dodatečné chlazení, protože je neustále v kontaktu s vodou. Uvnitř čerpadla je málo pracovních částí, což minimalizuje potřebu časté údržby.
Hlavní výhody použití čerpadel “mokrého” typu:
- nízká hladina generovaného hluku;
- malé celkové rozměry a nízká hmotnost;
- minimální spotřeba elektřiny;
- jednoduché nastavení parametrů, údržba a opravy;
- dlouhá životnost.
Jednotky s mokrým rotorem mají také nevýhody. Jsou velmi citlivé na kvalitu pracovní kapaliny. Přítomnost jemně rozptýlených abrazivních částic ve vodě vede k urychlenému opotřebení hydraulické části čerpadla.
Oběhová čerpadla vyrobená technologií „mokrého“ mazání ložisek lze instalovat jak na přívodní, tak na vratné potrubí. Ani v jednom případě nehrozí jeho konstrukční části.
Z hlediska zatížení oběhového čerpadla je pro něj přijatelné jakékoliv místo v okruhu. Předpokládá se však, že při přívodu je hydrostatický tlak v systému stále poněkud nižší
Čerpadlo je oproti expanzní nádrži umístěno tak, že tlak v sací oblasti je o něco vyšší než v celém systému. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je nainstalovat expandér nad čerpadlo.
Sestava oběhových topných systémů je sestavena podle uzavřeného principu. Pro zajištění provozu utěsněného systému je zapotřebí bezpečnostní skupina, včetně pojistného ventilu, odvzdušňovacího ventilu a manometru pro kontrolu tlaku
Účinnost takových oběhových čerpadel navíc nepřesahuje 55 %. Tento indikátor je však zcela dostačující pro potrubí krátké délky, a proto se v jednotlivých systémech zásobování teplem často používají čerpadla, která jsou v přímém kontaktu s vodou.
Pro bezproblémový provoz jednotek mokrého typu je nutné, aby instalace čerpadla byla provedena správně. Hlavním požadavkem je striktně horizontální prostorová orientace šachty. Pouze u této konfigurace je zaručeno úplné mazání ložisek kapalinou.
Správná instalace oběhového čerpadla je zárukou stabilního provozu topného systému po celou dobu provozu.
Čerpadla se suchým rotorem se úspěšně používají pro čerpání velkých objemů chladicí kapaliny ve velkých instalacích. Rotorová sestava takových zařízení nepřichází do kontaktu s vodou.
Tělesná část oběhových čerpadel „suchého“ typu je vyrobena z odolné litiny nebo pozinkované oceli. Povrch je potažen speciálními ochrannými látkami, aby se zabránilo korozi.
Jednotky se suchým rotorem jsou vhodné pro společné použití v obytných vícepodlažních budovách, zábavních centrech a kancelářích, průmyslových zařízeních.
Konstrukce čerpadel “suchého” typu poskytuje zvýšený výkon. Takové modely čerpadel jsou schopny vytvářet vysoký tlak v topných okruzích (+)
Mezi elektromotorem a čerpací částí čerpadla je speciální kluzné těsnění (2 ochranné kroužky), které izoluje základní funkční prvky od vniknutí kapaliny.
Tyto prsteny jsou vysoce leštěné a jsou ve vzájemném těsném kontaktu. Jeden z nich (dynamický) je uložen na otočném hřídeli. Statické kolo je pevně upevněno v tělese čerpadla.
Tenký vodní film spolehlivě utěsní spojení ochranných kroužků vlivem rozdílů tlaku v okruhu a vnějším prostředí.
Pro výrobu těsnicích kroužků se používá uhlí získané aglomerací ropy. Některá čerpadla určená do extrémních podmínek mají kovové/keramické ochranné kroužky.
Účinnost zařízení se suchým rotorem dosahuje 85 %. To je vynikající ukazatel ve srovnání s čerpadly mokrého typu. „suché“ jednotky však produkují díky chladicímu ventilátoru hodně hluku, a proto se montují v oddělených místnostech s dobrou zvukovou izolací.
Oběhová čerpadla “suchého” typu jsou 3 typů:
- monoblok;
- řídicí panel;
- “V souladu”.
Monobloková čerpadla patří do kategorie nízkotlakých jednotek. Elektromotor a čerpadlo v takových zařízeních jsou namontovány v jedné jednotce. Snadno se obsluhují a udržují. Vhodné pro použití ve veřejných službách a bytových domech.
Konzolová čerpací zařízení jsou sestaveny na jednom základě, přičemž osy čerpadla a motoru jsou na stejné lince. Sací potrubí je umístěno na vnější části spirály, výtlačné potrubí je na opačné straně tělesa.
Pokud jsou konzolové jednotky instalovány ve výrobních podnicích, stejně jako v městských vodovodních systémech, jsou in-line čerpadla instalována přímo na potrubí
In-line čerpadla namontované přímo na hlavní potrubí. Sací sací a výtlačné potrubí jsou umístěny na stejné lince, je zajištěn automatický mechanismus pro kompenzaci výroby těsnicích kroužků.
Výhody použití oběhových čerpadel se suchým rotorem:
- vysoký výkon;
- energetická účinnost;
- nízké požadavky na kvalitu nosiče energie – čerpaná kapalina může obsahovat neutrální nečistoty;
- jednoduchá oprava a výměna náhradních dílů.
Kromě toho dnes výrobci topných zařízení nabízejí potenciálním kupcům duální modely čerpadel. Taková zařízení se používají pro redundanci napájení a další bezpečnostní síť v nouzových situacích.
Motory dvojitých čerpadel mohou pracovat společně nebo samostatně. Pokud dojde k poruše jednoho čerpadla, druhé zařízení pokračuje v normálním provozu a zajišťuje nepřetržitý provoz kotle.
Spolehlivý a bezporuchový provoz systému zásobování teplem zajistí duální oběhová čerpadla, ve kterých jsou paralelně zapojena dvě oběžná kola
Při správném provozu je životnost oběhového čerpadla minimálně 10 let.
Jak vybrat správné čerpací zařízení?
Účinnost čerpadla závisí na základních parametrech – výkonu a tlaku. Produktivita ukazuje množství chladicí kapaliny, které musí jednotka přečerpat za jednotku času. Tento parametr je určen z podmínek maximálního zatížení.
Hlava je veličina, která vyjadřuje energii proudění tekutiny používané jako nosič tepla. Zohledňuje hydraulický odpor celého systému.
Výběr oběhového čerpadla pro topný systém vychází z požadavků předpisů. Pro normální ohřev a tichý pohyb vody po okruhu se musí chladicí kapalina pohybovat rychlostí nejvýše 1,5 m / s
Získané technické údaje empiricky potvrzují, že na 10 m délky potrubí by mělo připadat 0,6 m výšky čerpadla. Tito. pro potrubí o délce 50 m je potřeba zařízení, které vytváří tlak minimálně 3,0 m
Protože oběhové čerpadlo musí zajistit neomezený přívod chladicí kapaliny do topných zařízení, to znamená vztah mezi radiátory a průtokem, který čerpadlo vyvíjí. Pokud je celkový výkon baterií 7 kW, pak by čerpadlo mělo čerpat 7 l / min
Při výběru oběhového čerpadla je velmi důležité vzít v úvahu výkon kotle, se kterým bude v systému pracovat. Na každý kW jednotky musí být distribuován 1 l / min protékající chladicí kapaliny. Tito. pro topná zařízení o výkonu 25 kW je třeba zakoupit čerpadlo, které poskytuje průtok minimálně 2,5 l/min.
