Jaký výkon potřebuje oběhové čerpadlo k vytápění?

Pro rychlé vytápění soukromých domů a průmyslových zařízení je v topných systémech instalováno oběhové čerpadlo. Pohání chladicí kapalinu v konstantním režimu a zajišťuje intenzivní vytápění prostoru. Jaké je toto zařízení a jak jej z hlediska výkonu od stolu vybrat, aby fungovalo efektivně a dlouho?

Typy čerpadel

Účinnost oběhového čerpadla přímo závisí na správném výběru jeho elektrického výkonu a velikosti. První indikátor určuje, kolik vody a jak dlouho může čerpat, a druhý ukazuje, jak silný bude proud. Například u systémů s velkým objemem vody musíte instalovat čerpadla s velkou kapacitou. Tato situace může nastat, pokud je čerpadlo zabudováno do stávajícího samotížného topného systému s velkým průměrem potrubí a litinovými radiátory o objemu 10 litrů. Při návrhu otopných soustav podle nového typu se používají menší trubky a kompaktnější, ale účinnější radiátory.

Čerpadlo je výrobek v litinové nebo hliníkové skříni, vybavený odstředivým oběžným kolem a motorem, který jej roztáčí. V závislosti na velikosti mohou být čerpadla vybavena přírubami nebo závitovými vývody pro připojení. Téměř všichni výrobci vybavují své produkty přepínačem rychlosti, implementovanou sadou kapacit a rezonančním principem činnosti.

Oběhová čerpadla se v závislosti na typu rotoru dělí na 2 typy:

1. modely se suchým rotorem
2. modely s mokrým rotorem.

U zařízení se suchým rotorem je motor umístěn nahoře a lze jej rozebrat pro opravu. Řídicí jednotka se montuje samostatně. U jednotek s mokrým rotorem je motor umístěn uvnitř jediného krytu a je chlazen chladicí kapalinou, protože se během procesu čerpání vody velmi zahřívá.

Čerpadla s otevřeným rotorem mají během provozu vysokou hladinu hluku, protože motor je namontován samostatně. Navíc se zahřívají, takže potřebují nucené chlazení. Na hřídeli takového čerpadla je oběžné kolo, ale často nestačí, takže riziko přehřátí je příliš velké. Druhý typ s mokrým rotorem se nepřehřívá, vytváří méně hluku při provozu a má dlouhou životnost. Pro soukromý dům je lepší koupit právě takové oběhové jednotky.

Výpočet výkonu čerpadla

Zvažme základní princip výpočtu oběhových čerpadel a ukažme příkladem, jak vybrat 100 m2 pro soukromý dům. Výpočet se provádí podle následujících kritérií:

• Celkový objem vody, který musí přečerpat. Přímo závisí na objemu místnosti nebo geometrických parametrech topného systému v objektu. Pro správný výběr tohoto zařízení je nutné fyzicky změřit objem vody v systému.
• Návrh topného systému. Četné stoupání vody na druhou a další úroveň ovlivňují účinnost zařízení. Pokud nainstalujete čerpadlo s maximálním výkonem pro podobný objem vody, ale dvoupatrovou budovu, pak jeho výkon nemusí stačit. Jednoduše nebude schopen zvednout vodu o několik metrů, aby zajistil teplo na druhou úroveň.
• Průměr potrubí a jeho rozdíly. Systém by měl být víceméně jednotný po celém obvodu, to znamená, že by neměl mít prudké poklesy z jednoho průměru do druhého, protože jakýkoli jeho pokles vytváří fyzické omezení pro průtok a tato část projde méně vody.

V této fázi se vypočítá tlak proudu vody, který je vyjádřen v atmosférách a přímo závisí na ploše průřezu výztuže. Existuje tabulka, ze které můžete určit kapacitu potrubí a přípojek, pokud máte údaje o spotřebě vody. Pokud je například čerpadlo schopno vytvořit tlak 0,9 mbar/m, pak potrubím o průměru 15 mm může procházet maximálně 173 litrů vody za hodinu. V souladu s tím čerpadlo 3 mbar / m přečerpá 331 litrů za hodinu. Zvětšením průměru potrubí na 20 mm se zvýší průtok na 403 litrů za hodinu při minimálním průtoku a až na 767 při maximálním. Se znalostí těchto údajů si můžete spočítat, za jak dlouho vámi zvolené čerpadlo přečerpá celý objem vody ohřáté kotlem.

Podívejme se na jednoduchý příklad výpočtu:

• Řekněme, že máte v systému 100 litrů vody.
• Koupili jste nejméně účinné čerpadlo – 0,9 mbar / m.
• Nejmenší průměr trubky je 15 mm.

Pro zvolené čerpadlo a průměr potrubí odeberte z tabulky 173 litrů. Takovým systémem získáme dobu čerpání 100 litrů: ((100*1)/173)*60=34 min. Čerpadlo bude trvat 34 minut, než přečerpá vodu celým systémem. Dále je třeba zvážit výkon kotle. Například 30 kW instalace má kapacitu 14 litrů za minutu, ohřev vody až 50 stupňů. Vynásobíme 14 litrů 60 minutami a dostaneme 840 litrů. To znamená, že pro takový kotel je potřeba čerpadlo 3 mbar / m a další 80 l akumulátor tepla, aby se systém nepřehříval. Čerpadlo 0,9 mbar/m bude dobře fungovat s kotlem, který má průtok 6-7 l/min. V tomto případě bude systém vyvážený a nic se nepřehřívá.

To byl hrubý výpočet. Existují speciálně vyvinuté vzorce pro výpočet výkonu, tlaku a dalších charakteristik topných systémů. Obvykle se provádí podle tlaku uvnitř systému, který bude čerpadlo schopno vytvořit. Vzorec vypadá takto:

P = (RxL+Z)/pxq nebo P = RxLxZF, kde:

P je požadovaný tlak;

R je odpor uvnitř potrubí vytvořený prouděním;

L je délka potrubí (přímé a zpětné okruhy);

Z je odpor vytvořený armaturami a kohouty použitými v zařízení;

p je hustota chladicí kapaliny v systému;

q je zrychlení volného pádu, konstantní.

R – vyjádřeno v Pa na m, například 100-150 Pa / 1 metr nebo 0,01-0,015 m. ZF – je faktor zvýšení v závislosti na typu uzamykacích zařízení použitých v systému. U kulových kohoutů je to 1,3 a u škrticích zařízení a termostatů – 1,7.

Empirický výběr pumpy

Abyste neprováděli všechny dříve popsané výpočty, můžete použít tzv. empirický princip výpočtu na základě vytápěné plochy a předem stanovené produktivity. Údaje jsou shrnuty v tabulce pro pohodlný výběr nejvhodnějšího zařízení podle jeho vlastností.

Díky provozu čerpadla se pohyb kapaliny uvnitř potrubí několikrát zrychlí, což umožňuje zvýšit produktivitu chladicí kapaliny. Důležitý bod při výběru zařízení: kolik oběhové čerpadlo spotřebuje.

spotřeba

Téměř každý majitel soukromého domu se obává problému úspory energie a klade si otázku: kolik spotřebuje oběhové čerpadlo? Pokud se pro úsporu elektrické energie při svícení používají energeticky úsporné zářivky, pak se pro snížení spotřeby energie a zvýšení produktivity topných zařízení používají oběhová čerpadla. Protože zajišťují nucenou cirkulaci uvnitř uzavřeného okruhu, při pohybu chladicí kapaliny jsou tepelné ztráty minimalizovány. V důsledku toho je zapotřebí méně energie na opětovné zahřívání.

Spotřeba oběhového čerpadla se určuje na základě jeho výkonu. Výrobci na trhu s elektrickým zařízením nabízejí různé typy výrobků, jejichž výkon se pohybuje od 600 Watt do 1.5 kW. Takové zařízení se používá především pro práci uvnitř soukromých budov nebo bytů. Pro provoz v průmyslových prostorách je zapotřebí zařízení s větším výkonem.

Aby vědci určili třídu zařízení na základě spotřeby energie, přišli se stupnicí. Po vyrobení nového modelu zařízení prochází povinným testováním, v důsledku čehož je mu přiděleno určité označení písmenem od A do G.

Technická zařízení s písmenem A jsou nejekonomičtější k použití, a proto jsou vhodnější pro soukromé domy. Zařízení označené nižším písmenným označením se vyznačují vysokou spotřebou energie, proto se používají především ve výrobních provozech.

Nyní můžete najít pokročilejší vybavení, označené: A+, A++ nebo A+++. Bohužel tato kategorie není označena mezi oběhovými čerpadly. Maximum je písmeno A, které také značí vysoký stupeň účinnosti.

Od vzhledu čerpadel byly neustále vylepšovány a zdokonalovány, což pomáhá zlepšovat kvalitu topných zařízení. Změny se dotknou především hydrauliky a elektromotoru.

Spotřeba energie

Hlavním zaměřením zařízení cirkulačního typu je zajistit nepřetržitý pohyb chladicí kapaliny v uzavřené smyčce. Pro co nejefektivnější zvládnutí úkolu je zapotřebí vysoký výkon zařízení. Průměrná spotřeba tepelného čerpadla se pohybuje mezi 60-100 Watty, což lze srovnat s běžnou žárovkou.

Čerpadla jsou schopna pracovat ve 2-3 režimech, přičemž přepínání vede ke změnám výkonu a spotřeby energie zařízení. Pro úsporu peněz odborníci doporučují nákup zařízení s elektronickým plněním. Díky automatické regulaci zařízení šetří významnou část elektrické energie. Při výběru elektronického zařízení byste neměli věnovat pozornost vysoké ceně zařízení, časem se všechny investované prostředky vrátí.

Výběr správného oběhového čerpadla

Pravidla pro výběr čerpadla vyžadují určité znalosti o vnitřní struktuře a principech fungování zařízení. Nucená cirkulace chladicí kapaliny v systému umožňuje zvýšit rychlost ohřevu topných zařízení a zvyšuje celkový výkon topného systému.

Uvnitř zařízení je oběžné kolo, které zajišťuje pohyb chladicí kapaliny v důsledku rotace, kterou mu uděluje malý motor. Dále chladicí kapalina vstupuje do potrubí a prochází okruhem systému přes všechna topná zařízení. Zvolený provozní režim čerpadla pomáhá zvýšit nebo snížit rychlost otáčení oběžného kola, což znamená, že se mění pohyb chladicí kapaliny.

Výhody použití oběhového čerpadla:

• Rovnoměrné rozložení tepla. Díky čerpadlu je možné dosáhnout přibližně stejných ukazatelů teploty po celé délce okruhu. Drobné chyby lze upravit pomocí speciálních kohoutků na radiátorech.
• Nastavení rychlosti zařízení. Několik provozních režimů umožňuje nastavit polohu, která pomůže dosáhnout ekonomické spotřeby tepla.

• Odolnost vůči změnám teploty. Pro správný chod čerpadla je nutné dodržet teplotní rozsah použití – od +5 do +120°C.
• Mnoho typů zařízení. Liší se způsobem, jakým fungují, a jsou rozděleny do následujících kategorií: mokré a suché.

Nevýhody:

• Navzdory skutečnosti, že většina zařízení je nabízena za přijatelnou cenu a je zde možnost ušetřit na nákupech, vede nadměrný příkon oběhového čerpadla na vytápění k nevyhnutelným finančním nákladům.
• Výpadek proudu způsobí zastavení zařízení. Aby se předešlo problémům v budoucnu, doporučuje se instalovat generátor společně.
• Při nákupu čerpadla je třeba zakoupit další armatury: kohoutky, filtry a další prostředky.

• Chcete-li nainstalovat zařízení do topného systému, budete muset vynaložit další rozpočtové prostředky. Tomu se ale dá předejít tím, že si jej nainstalujete sami.

Zařízení pro mokrý chod

Zařízení se liší principem činnosti. Oběžné kolo a rotor jsou ponořeny do tepelné kapaliny, která navíc působí jako mazivo.

Konstrukce zařízení je založena na následujících částech: litinové tělo a centrální hřídel z nerezové oceli. Komfortní teplota chladicí kapaliny pro správný provoz mokrého čerpadla je od 10 do 100 °C.

Mezi výhody zařízení patří následující parametry:

1. Tichý provoz. Díky neustálému kontaktu s vodou se snižuje hlučnost mechanismu rotoru.
2. Nízká hmotnost, instalace zařízení je maximálně jednoduchá. Jeho rozměry umožňují umístit zařízení, aniž by zabíralo volné místo.
3. Ekonomické použití. Nízká spotřeba energie čerpadla pro vytápění soukromého domu ho činí oblíbeným pro použití.
4. Dlouhodobý provoz. I bez preventivní údržby může zařízení fungovat dlouhou dobu.
5. Snadno se udržuje. Chcete-li vyčistit čerpadlo od nečistot, stačí otevřít ventil bez demontáže samotného zařízení.

Bohužel i přes nízkou spotřebu oběhového čerpadla kilowattů je nutné upozornit na nízkou účinnost zařízení. S účinností 50 % se taková čerpadla vyplatí používat pouze v malých budovách.

Zařízení pro chod nasucho

Jak už z názvu a popisu mokrého čerpadla tušíte, tento typ nepřichází do přímého kontaktu s kapalinou.

Navzdory skutečnosti, že jeho účinnost ve srovnání s mokrým rotorem je vyšší a dosahuje 80%, stejně jako spotřeba energie oběhového čerpadla, stále není bez nevýhod:

• Hlučný chod motoru zařízení. Tento parametr indikuje potřebu ponechat zařízení v samostatné místnosti, protože způsobuje nepohodlí všem obyvatelům.
• Náročné na vlastnosti vzduchu. Nadměrná suchost a poletující prach povedou k odtlakování těsnících kroužků s následnou poruchou celého zařízení.

Pro pohodlné umístění v topném systému poskytli výrobci různé varianty v provedení suchých čerpadel: horizontální, vertikální a blokové.

Vypočítáme oběhové čerpadlo pro vytápění venkovského domu

Instalované zařízení několikanásobně zvyšuje účinnost topného systému, a proto je nutné věnovat zvláštní pozornost výběru správného zařízení s ohledem na hlavní parametry.

Určení výkonu zařízení

Chcete-li přistoupit k výpočtům a zjistit, kolik topné čerpadlo spotřebuje, musíte pochopit jeho hlavní funkce. Oběhové čerpadlo má dvě z nich:

• Uměle vytvořená voděodolnost, která dokáže překonat překážky vzniklé při montáži v uzlech systému.
• Čerpání chladicí kapaliny přes okruh pro zajištění účinného vytápění místností.

Chcete-li zjistit, kolik elektřiny spotřebuje oběhové čerpadlo za měsíc, musíte mít také informace o následujících parametrech:

• Výkon zařízení. Tento parametr se měří v m3/h a umožňuje zjistit objem vody čerpané v celém systému za hodinu.
• Tlak Měření se provádí v metrech. Parametr umožňuje určit úroveň vzestupu vodního sloupce v důsledku hydraulického odporu vytvořeného uměle.

Chcete-li získat co nejpřesnější výpočty „kolik kilowattů spotřebuje oběhové čerpadlo na vytápění domu“, je vhodné svěřit práci zkušenému odborníkovi. V opačném případě budete muset všechny výpočty provádět sami pomocí vzorců a tabulek.

Zjistěte výkon zařízení

Výpočet tepelného čerpadla v soukromém domě s ohledem na spotřebu energie ve wattech se provádí pomocí následujícího vzorce Q = 0,86R/TF-TR:

• Q – Kapacita čerpadla. Hodnota se měří v m3/h
• R – Tepelný výkon. Měřeno v kW.
• TF – Teplota chladicí kapaliny pro topný systém. Měřeno ve stupních Celsia.
• TR – Výstupní teplota chladicí kapaliny.

Téměř všechny parametry lze určit ručně, s výjimkou tepelného výkonu, který se určuje třemi způsoby:

• Existují evropské předpisy, které označují oběhové čerpadlo, jehož příkon se liší v závislosti na typu budovy.

• Jednopodlažní soukromé budovy – 100 W/m2.
• Bytové domy – 70 W/m2.
• Průmyslové a prostory s dostatečnou úrovní izolace – 30-50 W/m2.

• Pro severní oblasti, kde zimní teploty klesají pod -30°C, je instalováno oběhové čerpadlo pro vytápění místnosti, jehož výkon ve wattech je:
• Malé soukromé domy – 170-175 W/m2.
• Domy přesahující velikostí 3-4 podlaží – 95-100 W/m2.

• Třetí metoda umožňuje nezávisle určit tepelný výkon s přihlédnutím k údajům uvedeným v tabulce níže.

Hydraulický odpor určíme pomocí vzorce

V uzavíracích ventilech a uzlových spojích topného systému dochází ke tření, což vede k nevyhnutelným ztrátám energie. Tato vlastnost se nazývá hydraulický odpor.

Ke ztrátám může docházet v potrubí a hydraulických součástech: kolena, ventily a oblasti potrubí různé velikosti. Pro stanovení hydraulického odporu se používá vzorec: H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000, kde:

• R1, R2 – parametry udávající tlakovou ztrátu v sekcích (1 – přívod, 2 – zpátečka). Měření se provádějí s použitím následující hodnoty Pa/m.
• L1, L2 – rozměry potrubí v délce: přívod a zpátečka. Pro výpočty se hodnoty berou v metrech.
• Z1, Z2, ZN – hydraulický odpor uzlových spojů. Měřeno v pascalech.

Pro usnadnění výpočtů se navrhuje použít speciální tabulky obsahující informace o velikostech potrubí, jejich vnitřních průměrech a dalších zohledňovaných parametrech.

Jak ovlivňuje výkon kotle konečné výpočty čerpadla?

Téměř vždy si majitelé soukromého domu zakoupí kotel předem a na základě jeho parametrů pořídí zbytek zařízení pro topný systém. Existují také případy, kdy je k dříve instalovanému topnému systému s přirozenou cirkulací zakoupeno zařízení pro zvýšení produktivity.

Při známém výkonu kotle se pro výpočet optimálního výkonu čerpadla použije vzorec Q=N/(t2-t1), kde:

• Q – Kapacita čerpadla. Měřeno v m3/hod.
• N – Výkon kotlového zařízení. Měření se provádějí ve wattech.
• t2 – teplota chladicí kapaliny na vstupu do systému.
• t1 – teplota vratné chladicí kapaliny.

Vypočítejte tlak čerpadla pomocí kalkulačky

Pro usnadnění úkolu výpočtu parametrů oběhového čerpadla nabízejí různé stránky online kalkulačky. Chcete-li zjistit všechna data, která se doporučuje při výběru optimálního zařízení vycházet, stačí vyplnit všechny potřebné řádky a kliknout na tlačítko „Provést výpočet“. Na rozdíl od ruční metody vám online kalkulačka umožňuje získat co nejpřesnější výsledky a riziko chyb je minimální. I když tento faktor nelze vyloučit v případě možných poruch v programu.

Technické vlastnosti oběhových čerpadel

Obecné a základní charakteristiky oběhového čerpadla, kterým je třeba věnovat pozornost při výběru zařízení:

• Výkon. Ukazatel, který určuje maximální objem kapaliny poháněný oběhovým čerpadlem za hodinu pracovní doby. Tento faktor je určen na základě odporu vedení a má přímý vliv na to, kolik wattů oběhové čerpadlo spotřebuje na vytápění soukromého domu.
• Tlak nebo hydraulický odpor. Určuje výšku, do které je čerpadlo schopno čerpat vodu. Tento problém je zvláště důležitý, pokud se vytápění provádí ve dvoupatrové chatě.
• Maximální přípustná teplota. Vzhledem k tomu, že provoz čerpadla je spojen s čerpáním horké chladicí kapaliny, musíte tomu při výběru zařízení věnovat zvláštní pozornost. Nejlepší možností pro přepravu chladicí kapaliny v soukromém domě je nákup zařízení, které vydrží maximální ohřev až 110 °C.

• Rozměry vstupních a výstupních otvorů. Oběhové čerpadlo se volí na základě průměru trubek použitých v topném systému.

Čerpadla Wilo a jejich technické vlastnosti

Pro vytápění soukromého domu vyrábí výrobní společnost Vilo pouze tři typy zařízení. Všechny se vyznačují dobrým výkonem a nízkou spotřebou energie. Jsou zakoupeny pro vytápění soukromých patrových budov, které mají topný systém s velkým počtem větví potrubí a potřebou dodávat chladicí kapalinu do druhého patra.

Výhody

Mezi velkým množstvím výhod lze vyzdvihnout nízký výkon, který naznačuje minimální spotřebu energie zařízení. Přesto jsou oběhová čerpadla Wilo schopna vytopit dům o ploše 200 až 750 m2.

Další výhodou, kterou nelze ignorovat, je kolo zařízení. Je vyroben z technického polymeru, který odolá vysokým teplotám.

Výhody, které nelze ignorovat:

• Tři režimy regulace rychlosti. Na těle přístroje je v horní části plastový vypínač, který má 3 hlavní polohy pro přepínání režimů a jednu pro vypnutí.
• Antikorozní nátěr. Díky tomu si tělo zachová funkčnost co nejdéle.
• Ložiska jsou vyrobena z vysoce pevného kov-grafitového materiálu, který je odolný proti povrchové deformaci.
• Přijatelná cena. Nízká cena tohoto typu produktu umožňuje jeho nákup širokému spektru kupujících.

Výhody Wilo TOP-S

Model je určen pro práci s velkými plochami – až 1400 m2. Tato výhoda je zvláště cenná při vytápění dvou nebo třípatrových chat.