W układach z zamkniętym zbiornikiem pompy wodne do ogrzewania domu są integralnym elementem, który musi przyspieszyć chłodziwo do określonej prędkości, utrzymywać stabilne ciśnienie w układzie i wytworzyć wysokość podnoszenia wystarczającą do pokonania oporu stwarzanego przez rury i kształtki.
Ale pompa przyda się również w systemach otwartych. Chociaż mogą działać tylko grawitacyjnie, urządzenie znacznie zwiększy wydajność ogrzewania.
Aby urządzenie spełniało swoje funkcje, konieczne jest prawidłowe obliczenie pompy obiegowej dla systemu grzewczego. Jak to zrobić, zostanie opisane poniżej.
Do czego służy obliczenie pompy systemu grzewczego?
Większość nowoczesnych autonomicznych systemów grzewczych służących do utrzymania określonej temperatury w pomieszczeniach mieszkalnych jest wyposażona w pompy odśrodkowe, które zapewniają nieprzerwaną cyrkulację cieczy w obiegu grzewczym.
Zwiększając ciśnienie w instalacji można obniżyć temperaturę wody na wylocie z kotła grzewczego, zmniejszając tym samym dzienne zużycie zużywanego przez nią gazu.
Właściwy dobór modelu pompy obiegowej pozwala o rząd wielkości zwiększyć poziom sprawności pracy urządzeń w sezonie grzewczym oraz zapewnić komfortową temperaturę w pomieszczeniach o dowolnej powierzchni.
Jakie są typy
Pompa do ogrzewania jest w nowoczesnych instalacjach jednym z decydujących czynników zapewniających równomierny ruch chłodziwa, dzięki czemu wszystkie elementy wytwarzające ciepło są ogrzewane w ten sam sposób.
Jednostki takie posiadają szereg zalet, definiowanych jako:
- Przyczyniają się do utrzymania stałej temperatury chłodziwa.
- Niski poziom zużycia energii elektrycznej.
- Wysoka niezawodność działania.
- Łatwość użycia.
Ich głównym zadaniem funkcjonalnym jest wyrównanie oporów rurociągu na przepływ czynnika grzewczego.
Istnieją dwie główne konstrukcje pomp okrągłych:
- suchy wirnik;
- z mokrym wirnikiem.
Komora robocza urządzenia z suchym wirnikiem jest oddzielona od silnika elektrycznego szczelną przegrodą. Jednostki takie mają zwykle wyższą moc i wydajność, ale podczas pracy hałasują, dlatego ich zastosowanie ogranicza się do montażu w izolowanych pomieszczeniach lub budynkach.
Pompy bezdławnicowe pracują w środowisku chłodziwa, co zwiększa ich żywotność. Z tego samego powodu są ciche, co pozwala na ich zastosowanie wewnątrz obsługiwanych budynków.
Istotną wadą takich jednostek jest ich niska sprawność, co ogranicza ich zastosowanie w dużych systemach grzewczych, jednak w małych domach prywatnych są one bardzo szeroko stosowane ze względu na wspomniany niski poziom hałasu i trwałość.
Należy zauważyć, że kryteria wyboru nie ograniczają się do uwzględnienia ich pozytywnych i negatywnych cech. Wybór pompy obiegowej do ogrzewania koniecznie obejmuje jej obliczenia według kilku kryteriów.
Dobór pompy według jej głównych cech
Główne cechy techniczne każdej pompy do ogrzewania to:
Parametry te muszą zapewniać wystarczającą cyrkulację chłodziwa dla efektywnego przenoszenia energii cieplnej z kotła do grzejników, a więc muszą odpowiadać zarówno mocy samego układu, jak i oporowi hydraulicznemu w nim podczas cyrkulacji chłodziwa. Dlatego, aby dokonać prawidłowego doboru pompy do instalacji grzewczej, konieczna jest znajomość obu tych wartości.
Ich dokładne obliczenia, z których korzystają specjaliści, są dość uciążliwe i skomplikowane. Dlatego przy samodzielnym wyborze można skorzystać z uproszczonych obliczeń, korzystając z poniższych prostych wzorów i zalecanych średnich wskaźników, które pozwolą wybrać optymalne właściwości pompy obiegowej. Co więcej, prawie każdy może wykonać takie obliczenia.
Trzy opcje obliczania mocy cieplnej
Trudności mogą się pojawić przy wyznaczaniu wskaźnika mocy cieplnej (R), dlatego lepiej skupić się na ogólnie przyjętych standardach.
opcja 1... W krajach europejskich zwyczajowo bierze się pod uwagę następujące wskaźniki:
- 100 W / mkw. - do domów prywatnych o małej powierzchni;
- 70 W / m2 M. - do budynków wysokościowych;
- 30-50 W / mkw. - do pomieszczeń przemysłowych i dobrze izolowanych.
Opcja 2... Normy europejskie są dobrze dostosowane do regionów o łagodnym klimacie. Jednak w regionach północnych, gdzie występują silne mrozy, lepiej skupić się na normach SNiP 2.04.07-86 „Sieci grzewcze”, które uwzględniają temperaturę zewnętrzną do -30 stopni Celsjusza:
- 173-177 W / m2 - dla małych budynków, których liczba kondygnacji nie przekracza dwóch;
- 97-101 W / m2 - dla domów od 3-4 pięter.
Wariant 3... Poniżej znajduje się tabela, za pomocą której można samodzielnie określić wymaganą moc cieplną, biorąc pod uwagę przeznaczenie, stopień zużycia oraz izolację termiczną budynku.
Tabela: jak określić wymaganą moc cieplną
Jak określić moc systemu grzewczego i wymagany przepływ pompy
Wymagana moc cieplna systemu grzewczego zależy od ilości ciepła potrzebnego do komfortowego ogrzania domu i jest wprost proporcjonalna do jego wielkości oraz właściwości termoizolacyjnych materiałów, z których wykonano jego ściany, dach, strop, podłogę, okna, drzwi są wykonane. Nie jest trudno obliczyć wielkość ogrzewanego domu lub jego części. Wystarczy miarka i kalkulator.
Trudniej jest dokładnie obliczyć straty ciepła przez konstrukcje zewnętrzne, ponieważ tutaj należy wziąć pod uwagę ich materiał, grubość i cechy konstrukcyjne. Dlatego w celu uproszczenia obliczeń można zastosować zalecane średnie wartości 1-1,5 kW mocy cieplnej na 10 m2 ogrzewanego pomieszczenia o wysokości sufitu do 3 m. Jeśli pomieszczenie jest dobrze izolowane, to należy można użyć niższej wartości, a jeśli nie jest izolowana lub jest niewystarczająca, lepiej jest użyć większej wartości.
Przykładowo na dobrze ocieplony dom o powierzchni 120 m2 potrzebne będzie około 12 kW mocy cieplnej. Jeżeli dobór pompy obiegowej zostanie przeprowadzony dla istniejącego systemu ogrzewania z cyrkulacją naturalną, wówczas można uwzględnić moc zainstalowanego kotła.
Obliczenie wymaganej wydajności pompy
Decydując się na moc cieplną ogrzewania, możesz rozpocząć obliczanie zasilania (wydajności) pompy obiegowej. Aby to zrobić, możesz użyć dwóch prostych formuł. Pierwsza z nich: P = Q / (1,16 x ΔT), (kg / h lub l / h) Gdzie:
- Q– wcześniej obliczona moc cieplna (W);
- ΔT jest różnicą między temperaturą rury zasilającej i „powrotu”, która dla konwencjonalnych systemów z reguły mieści się w granicach 20 ° C, a dla ogrzewania podłogowego - około 5 °;
- 1,16 - współczynnik uwzględniający ciepło właściwe wody, W × h / kg × о С (dla innych płynów chłodniczych (płyn niezamarzający, olej) będzie nieco inny i, jeśli to konieczne, można go znaleźć w podręcznikach lub w Internecie) .
Inny wzór: P = 3,6 x Q / (s × ΔT), (l / h) gdzie: s to pojemność cieplna nośnika ciepła (dla wody 4,2 kJ / kg × ° С). Korzystając z dowolnego z tych wzorów można określić, że na przykład dla systemu dwururowego o mocy cieplnej 12 kW wymagana będzie pompa o następującej wydajności (zasilaniu): P = 12000 / (1,16 × 20) = 517 l / h lub 0,5 m3 / h
Obliczenie wymaganej wysokości podnoszenia do pokonania oporu hydraulicznego
Aby dobrać pompę obiegową do instalacji grzewczej, oprócz wydajności należy określić jej wysokość podnoszenia (ciśnienie), jakie musi wytworzyć, aby pokonać istniejący opór hydrauliczny. Ale najpierw musisz poznać wielkość tego oporu. W celu uproszczenia obliczeń możesz użyć wzoru: J = (F + R × L) / p × g (m) gdzie:
- L to długość przewodu rurowego do najdalszego grzejnika (m);
- R jest konkretnym oporem hydraulicznym prostego odcinka rury (Pa / m);
- p to gęstość chłodziwa (dla wody - 1000 kg / m3);
- F - wzrost oporu na zaworach łączących i odcinających (Pa);
- g - 9,8 m / s 2 (przyspieszenie ziemskie).
Dokładne wartości R i F dla różnych rur, zaworów łączących i odcinających różnych typów można znaleźć w literaturze przedmiotu. Do naszych uproszczonych obliczeń można wykorzystać średnie dane z tych wartości uzyskane eksperymentalnie: R - 100-150 Pa / m (im większa średnica rur i im gładsza ich powierzchnia wewnętrzna, tym mniejszy opór); F można przyjąć w zależności od rodzaju okuć:
- dodatkowo do 30% strat w rurze prostej - na każdą kształtkę łączącą w tym odcinku;
- do 20% - dla miksera trójdrożnego lub podobnych urządzeń;
- do 70% - dla regulatora.
Do obliczeń można również skorzystać ze wzoru zaproponowanego przez specjalistów znanego producenta pomp Wilo: J = R × L × k, m gdzie: k to współczynnik uwzględniający wzrost oporu w sterowaniu i zamykaniu zawory odcinające:
- 1.3 - proste systemy grzewcze z minimalną liczbą opraw;
- 2.2 - w obecności zaworów sterujących;
- 2.6 - dla złożonych systemów.
Należy pamiętać, że jeśli obieg w układzie z dwoma lub więcej obwodami (odgałęzieniami) zapewni tylko jedna pompa, to przy doborze jej ciśnienia należy wziąć pod uwagę ich całkowitą rezystancję. Jeżeli każdy obwód jest wyposażony w oddzielną pompę, wówczas obliczenia mocy cieplnej i rezystancji każdego z nich należy wykonać osobno. Liczba kondygnacji budynku przy obliczaniu ciśnienia nie odgrywa dużej roli. Ponieważ w zamkniętym systemie grzewczym kolumna cieczy w przewodzie zasilającym jest równoważona kolumną „powrotu”.
Liczba prędkości pompy obiegowej
Większość nowoczesnych modeli pomp obiegowych jest wyposażona w możliwość regulacji prędkości urządzenia. Najczęściej są to modele z trzema prędkościami, za pomocą których można regulować ilość ciepła wpadającego do pomieszczenia. Tak więc z ostrym trzaskiem na zimno prędkość pompy wzrasta, aw przypadku ocieplenia jest zmniejszana, aby temperatura powietrza w pomieszczeniach pozostała komfortowa do życia.
Do zmiany biegów na korpusie urządzenia znajduje się specjalna dźwignia. Dużym zainteresowaniem cieszą się modele pomp obiegowych wyposażone w system automatycznej regulacji prędkości pracy urządzenia w zależności od zmiany temperatury powietrza zewnętrznego.
Należy zauważyć, że jest to tylko jedna z opcji tego rodzaju obliczeń. Niektórzy producenci przy wyborze pompy stosują nieco inną metodę obliczeń. Możesz poprosić wykwalifikowanego specjalistę o wykonanie wszystkich obliczeń, informując go o szczegółach urządzenia określonego systemu grzewczego i opisując warunki jego działania. Zazwyczaj obliczane są maksymalne wskaźniki obciążenia, przy którym system będzie działał. W rzeczywistych warunkach obciążenie sprzętu będzie niższe, więc można bezpiecznie kupić pompę obiegową, której charakterystyka jest nieco niższa niż obliczone wskaźniki. Zakup mocniejszej pompy nie jest wskazany, ponieważ doprowadzi to do niepotrzebnych kosztów, ale system nie poprawi wydajności.
Po uzyskaniu wszystkich niezbędnych danych należy zbadać charakterystyki ciśnieniowo-przepływowe każdego modelu, biorąc pod uwagę różne prędkości robocze. Cechy te można przedstawić w postaci wykresu. Poniżej przykład takiego wykresu, na którym zaznaczono również obliczone charakterystyki urządzenia.
Za pomocą tego wykresu można wybrać odpowiedni model pompy obiegowej do ogrzewania zgodnie ze wskaźnikami obliczonymi dla systemu konkretnego domu prywatnego
Punkt A odpowiada wymaganym wskaźnikom, a punkt B wskazuje rzeczywiste dane konkretnego modelu pompy, jak najbliżej obliczeń teoretycznych. Im mniejsza odległość między punktami A i B, tym lepiej model pompy jest dostosowany do określonych warunków pracy.
Jak obliczyć pompę obiegową ogrzewania z mocy kotła
Często zdarza się, że kocioł został zakupiony z wyprzedzeniem, a pozostałe elementy układu dobierane są później, skupiając się na deklarowanych przez producenta wskaźnikach mocy grzałki. Często kupowana jest pompa obiegowa, aby zmodernizować systemy ogrzewania z naturalną cyrkulacją, aby zapewnić możliwość przyspieszenia ruchu chłodziwa.
Jeśli znana jest moc kotła, użyj wzoru: Q = N / (t2-t1)
Q - natężenie przepływu pompy w metrach sześciennych / h;
N to moc kotła w W;
t2 - temperatura wody w stopniach Celsjusza na wylocie z kotła (wlot do instalacji);
t1 - w linii powrotnej.
Jak wybrać pompę obiegową zgodnie z uzyskanymi danymi
Po wykonaniu obliczeń i ustaleniu głównych parametrów (przepływ i ciśnienie) przejdziemy do doboru odpowiedniej pompy obiegowej. W tym celu używamy wykresów ich właściwości technicznych (B), które można znaleźć w paszporcie lub instrukcji obsługi. Taki wykres powinien mieć dwie osie z wartościami wysokości podnoszenia (zwykle wm) i przepływu (wydajności) wm3 / h, l / h lub l / s. Na tym wykresie wykreślamy dane uzyskane podczas obliczeń, w odpowiednim wymiarze i na ich przecięciu znajdujemy punkt (A). Jeśli znajduje się powyżej krzywej charakterystycznej pompy (A3), to ten model nam nie odpowiada. Jeśli punkt znajduje się na wykresie (A2) lub znajduje się poniżej niego (A1), to jest to odpowiednia opcja. Należy jednak pamiętać, że jeśli punkt jest znacznie niższy niż wykres (A1), to oznacza to, że pompa będzie miała nadmierną rezerwę mocy, co również jest niepraktyczne, ponieważ będzie zużywać więcej energii elektrycznej, a jej koszt również być wyżej niż model, charakterystyczny wykres, który będzie jak najbliżej naszego punktu.
Istnieją modele pomp, które nie mają jednej, ale 2-3 prędkości. Wykresy ich charakterystyk będą miały nie jedną, ale odpowiednio 2 lub 3 linie. W takim przypadku wybór pompy musi być dokonany zgodnie z harmonogramem prędkości, która będzie używana lub biorąc pod uwagę wszystkie linie, jeśli wszystkie prędkości będą używane.
Liczba prędkości pompy obiegowej
Prędkości pompy to zdolność instrumentu do zmiany wydajności. Łatwo jest dowiedzieć się o dostępności trybów - w opisie nie zostanie wskazana jedna moc, ale kilka (zwykle trzy).
W ten sam sposób prędkość obrotowa i produktywność są wskazywane w trzech wersjach. Na przykład: 70/50/35 W (moc), 2200/1900/1450 obr / min (prędkość obrotowa), głowica 4/3/2 m.
Istnieją modele, które automatycznie zmieniają prędkość pracy (a co za tym idzie wydajność) w zależności od temperatury otoczenia.
Na korpusie pompy znajduje się specjalny przełącznik służący do zmiany trybu. W modelach ręcznych zaleca się ustawienie trybu maksymalnej mocy i wyłączenie go, jeśli to konieczne. W urządzeniach automatycznych wystarczy wyjąć regulator z zamka.
Obecność trybów prędkości służy nie tylko zwiększeniu komfortu. Jest to również uzasadnione ekonomicznie. Do 40% energii można zaoszczędzić za pomocą urządzenia modowego w porównaniu z konwencjonalnym.
Empiryczna tabela doboru pomp
| Ogrzewana powierzchnia (m2) | Wydajność (m3 / godz.) | Znaczki |
| 80 – 240 | 0,5 do 2,5 | 25 – 40 |
| 100 – 265 | Jest taki sam | 32 – 40 |
| 140 – 270 | 0,5 do 2,7 | 25 – 60 |
| 165 – 310 | Jest taki sam | 32 – 60 |
Uwaga: w trzeciej kolumnie pierwsza liczba to średnica dysz, druga to wysokość podnoszenia.
Korzystając z podanych danych, w łatwy sposób można dobrać odpowiednie urządzenie do stabilnej i długotrwałej pracy bez większych problemów.
Kawitacja w systemie grzewczym i wodociągowym
Kawitacja to proces, podczas którego w systemie grzewczym na skutek spadku ciśnienia powstają cząsteczki pary. Proces ten ma miejsce, gdy natężenie przepływu płynu w rurach maleje lub rośnie.
Kawitacja w systemie grzewczym
Jeśli system grzewczy charakteryzuje się zbyt niską lub zbyt wysoką temperaturą, to zjawisko to może mieć negatywny wpływ. Powstająca para gromadzi się w postaci bąbelków, a jeśli pękną, uszkadzają materiał, z którego wykonane są rury lub inne elementy systemu grzewczego.
Prawidłowo dobrane urządzenie i poprawnie przeprowadzone obliczenia mocy pompy obiegowej ogrzewania zagwarantują najbardziej efektywną pracę instalacji grzewczej i wodociągowej.
Jeśli nie możesz samodzielnie wykonać takich operacji jak obliczenie pompy do ogrzewania lub wątpisz w ich poprawność, lepiej powierzyć tę sprawę profesjonaliście w tej dziedzinie. Specjalista nie tylko pomoże w doborze pompy czy wykonaniu obliczeń, ale zajmie się również bezpośrednio montażem pompy.
Inne czynniki wpływające na wybór
Na dobór pompy obiegowej do instalacji grzewczej, poza omówionymi powyżej, na jej główne parametry, charakterystykę wpływają inne czynniki, takie jak: niezawodność, jakość wykonania, temperaturowy tryb pracy, koszt, sposób podłączenia itp.
Jakość wykonania, niezawodność i trwałość są zwykle bezpośrednio związane z kosztami. Producenci, którzy oferują niezawodne i wysokiej jakości modele, na przykład odpowiednio: „Grundfos” (Dania), „Wilo” (Niemcy), „DAB”, „Lowara”, „Ebara” i „Pedrollo” (Włochy), i oceniają swoje produkty .
Pompa obiegowa wilo w instalacji grzewczej
Modele krajowe lub chińskie są tańsze, ale gwarancja ich jakości jest odpowiednio niższa. Tutaj każdy musi sam dokonać wyboru, wybrać produkt wysokiej jakości za wyższą cenę lub kupić tańszą pompę obiegową, ze świadomością, że wkrótce może zaistnieć potrzeba wymiany.
Jeśli chcesz zaoszczędzić pieniądze, możesz też kupić używane Grundfos lub Wilo, często mogą normalnie pracować dłużej niż nowe chińskie, ale lepiej je kupić u zaufanych specjalistów, którzy je znają i dają im pewną gwarancję.
Ponadto przy wyborze należy zwrócić uwagę na rodzaj i średnicę połączenia między pompą a rurami układu. Niektóre modele są wyposażone w elementy łączące typu „amerykańskiego”, a niektóre trzeba będzie dobierać samodzielnie. Kolejnym parametrem, na który należy zwrócić uwagę, jest tryb temperaturowy pracy pompy obiegowej, który powinien znajdować się w paszporcie. Jest to szczególnie ważne, jeśli zostanie zainstalowany na rurze zasilającej w układzie z kotłem na paliwo stałe. W takim przypadku maksymalna dopuszczalna temperatura musi wynosić co najmniej 110 ° C. Jeżeli jednak pompa będzie zamontowana na „powrocie” to nie jest to aż tak istotne, gdyż temperatura na wlocie kotła rzadko przekracza 80 ° C.
