Dobór pompy obiegowej: urządzenie, rodzaje i zasady doboru pompy do ogrzewania

Zalety urządzeń obiegowych

Do 1990 roku systemy grzewcze w budynkach prywatnych były projektowane i budowane głównie bez pomp. Płyn chłodzący przemieszczał się przez rury grawitacyjnie, a jego cyrkulację zapewniały konwekcyjne przepływy cieczy podczas jej podgrzewania w kotle. Obecnie, choć nie tak często, nadal wykorzystywane są systemy obiegu naturalnego.

Niedrogie kotły na paliwo stałe produkowane są bez wbudowanych pomp, ponieważ producent nie zna parametrów obwodu grzewczego. W przypadku takich systemów zakup pompy wodnej jest obowiązkowy.

Teraz ruch chłodziwa odbywa się na siłę za pomocą pomp wodnych, które mają wiele zalet:

1. Zmniejszone obciążenie kotła poprzez zmniejszenie różnicy temperatur w rurach wlotowych i wylotowych.
2. Równomierny rozkład ciepła w pomieszczeniach dzięki tej samej temperaturze chłodziwa na całej długości pierścieni grzewczych.
3. Możliwość operacyjnej regulacji temperatury nośnika ciepła.
4. Szybkie nagrzewanie instalacji grzewczej przy uruchamianiu zimnego kotła.
5. Nie ma potrzeby instalowania rurociągów ze spadkiem do kotła, zapewniając spontaniczny ruch chłodziwa.
6. Możliwość zastosowania cienkich rur, które zajmują niewiele przestrzeni wewnętrznej mieszkania.
7. Moc pompy pozwala na wytworzenie wystarczającego ciśnienia w obiegu grzewczym, aby dostarczyć chłodziwo kilka pięter w górę.
8. Zastosowanie zaworów odcinających na oddzielnych pętlach sieci ciepłowniczych.
9. Możliwość zintegrowania pompy z automatycznym systemem sterowania kotłem.

Przy wielu zaletach urządzenia obiegowe mają również dwie wady - jest to uzależnienie od zasilania oraz dodatkowe koszty za prąd.

Ale wady są łatwo rekompensowane - instalacja pompy wodnej pozwala zaoszczędzić 10-20% paliwa, a udział kosztów energii elektrycznej w całkowitych kosztach ogrzewania wynosi tylko 3-5%. Dodatkowo w przypadku częstych przerw w dostawie prądu można zainstalować UPS, który zapewni autonomiczną pracę kotła i pompy przez określony czas.

Gdzie umieścić

Zaleca się zainstalowanie pompy obiegowej za kotłem, przed pierwszym odgałęzieniem, ale nie ma to znaczenia na rurociągu zasilającym lub powrotnym. Nowoczesne jednostki wykonane są z materiałów, które normalnie tolerują temperatury do 100-115 ° C. Niewiele jest systemów grzewczych, które działają z cieplejszym chłodziwem, dlatego rozważania o bardziej „komfortowej” temperaturze są nie do przyjęcia, ale jeśli jesteś tak spokojniejszy, umieść go w linii powrotnej.

Może być montowany na powrocie lub bezpośrednio za kotłem lub przed kotłem do pierwszego odgałęzienia

W hydraulice nie ma różnicy - kocioł, a reszta układu, nie ma znaczenia, czy w gałęzi zasilającej czy powrotnej jest pompa. Liczy się poprawny montaż, w sensie wiązania, oraz prawidłowe ustawienie wirnika w przestrzeni

Nie ma niczego ważniejszego

W miejscu instalacji jest jeden ważny punkt. Jeśli w system grzewczy dwie oddzielne gałęzie - włączone prawe i lewe skrzydło domu lub na pierwszym i drugim piętrze - warto umieścić osobną jednostkę na każdym, a nie jedną wspólną - bezpośrednio za kotłem. Ponadto na tych gałęziach zachowana jest ta sama zasada: bezpośrednio za kotłem, przed pierwszą gałęzią w tym obiegu grzewczym. Umożliwi to ustawienie wymaganego reżimu termicznego w każdej części domu niezależnie od drugiej, a także zaoszczędzi na ogrzewaniu w domach dwupiętrowych. Jak? Z uwagi na to, że drugie piętro jest zwykle znacznie cieplejsze niż pierwsze piętro i tam potrzebne jest znacznie mniej ciepła. Jeśli w gałęzi, która idzie w górę, znajdują się dwie pompy, prędkość płynu chłodzącego jest ustawiona znacznie mniej, a to pozwala spalać mniej paliwa i bez uszczerbku dla komfortu życia.

Istnieją dwa rodzaje systemów grzewczych - z obiegiem wymuszonym i naturalnym. Systemy z wymuszonym obiegiem nie mogą pracować bez pompy, z naturalnym obiegiem działają, ale w tym trybie mają mniejszy transfer ciepła. Jednak mniej ciepła jest nadal znacznie lepsze niż brak ciepła w ogóle, więc w obszarach, w których elektryczność jest często odcinana, system jest zaprojektowany jako hydrauliczny (z naturalną cyrkulacją), a następnie wciska się w niego pompę. Daje to wysoką wydajność i niezawodność ogrzewania. Oczywiste jest, że instalacja pompy obiegowej w tych systemach ma różnice.

Wszystkie systemy grzewcze z ogrzewaniem podłogowym są wymuszone - bez pompy płyn chłodzący nie przejdzie przez tak duże obwody

wymuszony obieg

Ponieważ system ogrzewania z wymuszonym obiegiem bez pompy nie działa, jest on instalowany bezpośrednio w przerwie w przewodzie zasilającym lub powrotnym (do wyboru).

Większość problemów z pompą obiegową wynika z obecności zanieczyszczeń mechanicznych (piasek, inne cząstki ścierne) w chłodziwie. Są w stanie zablokować wirnik i zatrzymać silnik. Dlatego przed urządzeniem należy umieścić filtr siatkowy.

Instalacja pompy obiegowej w systemie wymuszonego obiegu

Pożądane jest również zainstalowanie zaworów kulowych po obu stronach. Umożliwią wymianę lub naprawę urządzenia bez spuszczania płynu chłodzącego z układu. Zakręć krany, wyjmij urządzenie. Spuszczana jest tylko ta część wody, która znajdowała się bezpośrednio w tym elemencie systemu.

naturalny obieg

Orurowanie pompy obiegowej w układach grawitacyjnych ma jedną istotną różnicę - wymagany jest obejście. Jest to zworka, która sprawia, że ​​system działa, gdy pompa nie pracuje. Na obejściu zamontowany jest jeden kulowy zawór odcinający, który podczas pracy pompy jest cały czas zamknięty. W tym trybie system działa jako wymuszony.

Schemat instalacji pompy obiegowej w układzie z naturalnym obiegiem

W przypadku awarii prądu lub awarii urządzenia, kran na zworki jest otwarty, kran prowadzący do pompy jest zamknięty, system działa jak grawitacyjny.

Funkcje montażowe

Jest jeden ważny punkt, bez którego instalacja pompy obiegowej będzie wymagała zmiany: wymagane jest obrócenie wirnika tak, aby był skierowany poziomo. Drugim punktem jest kierunek przepływu. Na korpusie znajduje się strzałka wskazująca kierunek przepływu chłodziwa. Tak więc obróć urządzenie tak, aby kierunek ruchu chłodziwa był „w kierunku strzałki”.

Samą pompę można montować zarówno poziomo, jak i pionowo, tylko przy wyborze modelu sprawdź, czy może pracować w obu pozycjach. I jeszcze jedno: przy ustawieniu pionowym moc (wytwarzane ciśnienie) spada o około 30%. Należy to wziąć pod uwagę przy wyborze modelu.

Zasady doboru sprzętu cyrkulacyjnego

Pompa obiegowa typu „mokra” charakteryzuje się niższym poziomem hałasu. Odwrotna sytuacja jest z wirnikiem „suchym”. W tym przypadku hałas powstaje nie tylko w wyniku pracy czysto pompy, ale również wentylatora, który odpowiada za obniżenie temperatury silnika elektrycznego.

Urządzenia „suche” montuje się w pomieszczeniach przemysłowych, a „mokre” mają zastosowanie w pomieszczeniach mieszkalnych. W końcu poziom hałasu przekraczający 70 dB będzie miał negatywny wpływ na stan psychiczny osób mieszkających w domu.

W aranżacji domów prywatnych priorytetem jest „mokra” wersja pompy obiegowej. Jego ostrza są stale w pompowanym medium, części będą smarowane wodą i wytrzymają 5 lat lub dłużej.

Po włączeniu urządzenia w otwartym obiegu grzewczym należy zwrócić szczególną uwagę na jakość chłodziwa, nie należy uzupełniać go wodą zawierającą wtrącenia mineralne i organiczne. Opcja z mokrym wirnikiem kosztuje mniej niż odpowiednik z suchym wirnikiem.

Powinieneś zatrzymać się na pierwszym, jeśli system grzewczy nie wymaga dużej mocy

Opcja z mokrym wirnikiem kosztuje mniej niż odpowiednik z suchym wirnikiem. Powinieneś zatrzymać się na pierwszym, jeśli system grzewczy nie wymaga dużej mocy

Kolejnym kryterium jest wskaźnik ciśnienia. Tak więc, jeśli dla optymalnego działania systemu zamkniętego znajduje się on w promieniu 10 m, wystarczy „mokry” wirnik. Wystarczająca wydajność 25-30 m3 na godzinę.

Gdy system grzewczy wymaga większego ciśnienia, najlepszą opcją jest pompa z „suchym” wirnikiem. W swojej konstrukcji wirnik jest oddzielony od rurociągu grzewczego uszczelką olejową. Ta odmiana zużyje mniej energii elektrycznej niż jej „mokry” odpowiednik o tej samej wydajności.

Poniższy wzór pomoże Ci określić wymaganą moc pompy:

Q=0,86*P/dt

gdzie:

Q to moc pompy, m3/h;

P to moc cieplna systemu grzewczego, kilowaty;

dt to różnica pomiędzy temperaturą wody przed wejściem do urządzenia grzewczego i po jego opuszczeniu.

Weźmy konkretny przykład. Niech powierzchnia budynku mieszkalnego wynosi 200 m2. Załóżmy, że system grzewczy jest dwururowy. Aby utrzymać optymalną temperaturę zimą, wystarczy moc cieplna 20 kilowatów.

Domyślnie dt wynosi 20 stopni Celsjusza. Ten wskaźnik wystarcza do przybliżonych obliczeń w domu.

Wynik to 0,86 m3/h. Możemy zaokrąglić do 0,9. Mimo to lepiej być bezpiecznym przed błędami. A z biegiem czasu pompa obiegowa się zużywa, więc moc będzie mniejsza.

Kolejnym parametrem sprzętu jest ciśnienie. Każdy układ hydrauliczny ma opór przepływu wody.Ta cecha wymusza również zastosowanie urządzenia w celu zapewnienia cyrkulacji chłodziwa w układzie.

Parametry pompy muszą zapobiegać oporom instalacji grzewczej i zapewniać wymaganą wydajność

Aby uzyskać dokładną wartość wskaźnika oporu hydraulicznego, obliczenia wykonuje się według następującego wzoru:

H=N*K

gdzie:

N - liczba pięter budynku (piwnica liczona jest jako piętro);

K - średnie koszty hydrauliki na piętro domu.

K waha się od 0,7-1,1 metra słupa wody dla dwururowych systemów grzewczych. A dla belki kolektora jej wartość mieści się w przedziale 1,16-1,85.

Na przykład dwupiętrowy dom z piwnicą ma trzy poziomy. Jeżeli obliczenia wykonuje osoba nieprofesjonalna, wówczas można przyjąć maksymalną wartość z powyższych przedziałów. W przypadku systemu dwururowego jest to 1,1 metra. Oznacza to, że obliczamy K jako 3 * 1,1 i otrzymujemy 3,3 m słupa wody.

W trzypiętrowym domu całkowita wysokość instalacji grzewczej wynosi 8 metrów. Jednak według wzoru otrzymaliśmy tylko 3,3 metra słupa wody. Ta wartość będzie wystarczająca, ponieważ pompa nie odpowiada za podnoszenie wody, a jedynie za niwelowanie negatywnych skutków oporów systemu.

Podłączenie zasilania

Pompy obiegowe działają z sieci 220 V. Połączenie jest standardowe, pożądana jest osobna linia zasilająca z wyłącznikiem. Do połączenia potrzebne są trzy przewody - fazowy, zerowy i uziemiający.

Schemat podłączenia elektrycznego pompy obiegowej

Połączenie z samą siecią można zorganizować za pomocą trójstykowego gniazda i wtyczki.Ta metoda połączenia jest stosowana, jeśli pompa jest dostarczana z podłączonym kablem zasilającym. Można go również podłączyć za pomocą listwy zaciskowej lub bezpośrednio kablem do zacisków.

Zaciski znajdują się pod plastikową osłoną. Usuwamy go odkręcając kilka śrub, znajdujemy trzy złącza. Zazwyczaj są sygnowane (stosowane są piktogramy N - przewód neutralny, L - faza, a "ziemia" ma oznaczenie międzynarodowe), trudno się pomylić.

Gdzie podłączyć kabel zasilający?

Ponieważ cały system zależy od wydajności pompy obiegowej, sensowne jest wykonanie zapasowego zasilania - załóż stabilizator z podłączonymi akumulatorami. Przy takim systemie zasilania wszystko będzie działać przez kilka dni, ponieważ sama pompa i automatyka kotła „ciągną” energię elektryczną do maksymalnie 250-300 watów. Ale podczas organizowania musisz wszystko obliczyć i wybrać pojemność baterii. Wadą takiego systemu jest konieczność zapewnienia, że ​​akumulatory nie zostaną rozładowane.

Jak podłączyć cyrkulator do prądu przez stabilizator?

Cześć. Moja sytuacja jest taka, że ​​zaraz za kotłem elektrycznym 6 kW stoi pompa 25 x 60, potem przewód z rury 40 mm idzie do łaźni (są trzy grzejniki stalowe) i wraca do kotła; po pompie gałąź idzie w górę, potem 4 m, w dół, dzwoni dom o powierzchni 50 m2. m. przez kuchnię, potem przez sypialnię, gdzie się podwaja, potem przedpokój, gdzie potraja się i wpada do powrotu kotła; w odgałęzieniu wanny 40 mm w górę, wychodzi z wanny, wchodzi na 2 piętro domu 40 m2 m. (są dwa grzejniki żeliwne) i wraca do wanny w linii powrotnej; upał nie poszedł na drugie piętro; pomysł zainstalowania drugiej pompy w wannie do zasilania po odgałęzieniu; całkowita długość rurociągu wynosi 125 m. Jak poprawne jest rozwiązanie?

Pomysł jest słuszny – trasa jest za długa na jedną pompę.

Niuanse instalacji sprzętu

Urządzenia gospodarstwa domowego do wymuszonego obiegu wody nie zużywają bardzo dużo energii elektrycznej - konwencjonalne pompy wymagają nawet 200 W, ale mocne, o maksymalnym skoku ponad 10 m, mogą pobierać ponad 1 kW energii.

Dlatego należy wziąć pod uwagę ich udział w całkowitej sile prądu obwodu. W takim przypadku należy pamiętać, że dla takich urządzeń moc znamionowa przekracza moc czynną (zużytą).

Również duże pompy mogą działać od 380 V. Ale zwykle ogrzewają duże obszary, do których podłączone są trójfazowe linie energetyczne i nie ma problemów z ich podłączeniem.

Jeśli pompa ma maksymalną wysokość podnoszenia 8 metrów lub więcej, należy pamiętać, aby przyjrzeć się rodzajowi podłączenia do zasilania

Ponieważ płyn chłodzący przechodząc przez układ oddaje energię i schładza się, jego temperatura na końcu obiegu jest niższa niż na początku. Dlatego lepiej jest zintegrować pompę z rurami bliżej wlotu wymiennika ciepła, tj. odwrócić". Wydłuży to żywotność urządzenia, ponieważ bardzo gorąca woda jest gorsza dla części metalowych niż woda częściowo schłodzona.

Miejsce podłączenia należy wybrać zgodnie z zasadami instalowania urządzeń pompujących, które są podane w instrukcji montażu. Dla każdego modelu istnieją dozwolone orientacje silnika, których należy przestrzegać.

Obwód grzewczy z reguły projektowany jest z uwzględnieniem praw fizycznych, które uzasadniają naturalną cyrkulację, a wprowadzona pompa musi „pomóc” przepływowi w uzyskaniu wymaganej prędkości. Aby nie pomylić z orientacją urządzenia, na jego korpusie znajduje się strzałka wskazująca kierunek nacisku.

Czasami zdarzają się nieprzewidziane sytuacje związane z awarią zasilania. W takim przypadku pompa stanie się przeszkodą w przepływie, a gwałtowne spowolnienie prędkości lub całkowite zatrzymanie najprawdopodobniej doprowadzi do wrzenia i uszkodzenia systemu grzewczego. Aby temu zapobiec, w miejscu włożenia pompy zorganizowano rurę obejściową.

W przypadku przerwy w zasilaniu otwórz zawór na obejściu, aby umożliwić przepływ. Ponadto ta konstrukcja umożliwia wyjęcie pompy bez spuszczania wody.

Innym sposobem uniknięcia problemów podczas przerwy w dostawie prądu jest zakup zapasowego źródła zasilania pompy. Jeżeli moc urządzenia jest niewielka i nie przekracza 0,5 kW, to najlepszym rozwiązaniem będzie zestaw baterii i UPS z wbudowanym stabilizatorem.

Przy pojemności akumulatora 200 Ah urządzenie z silnikiem o mocy 100 W może pracować autonomicznie przez około 20 godzin.

W przypadku mocniejszych pomp, jeśli chcesz utrzymać ich działanie przez długi czas przy braku prądu, będziesz musiał kupić generator. Chcąc automatycznie włączyć zasilanie rezerwowe, musi on obsługiwać funkcję autostartu i działać w połączeniu z automatycznym doborem rezerwy.

Modele pomp Grundfos

Pompy UPS to pompy obiegowe z mokrym wirnikiem. W tych modelach używany jest silnik o działaniu asynchronicznym. Pompa wyposażona jest w specjalną skrzynkę zaciskową, która zapewnia podłączenie urządzenia do prądu. Podczas pierwszego rozruchu zaleca się otwarcie otworu technologicznego i odpowietrzenie komory roboczej pompy. Konstrukcja przewiduje również możliwość ręcznego przewijania rotora w przypadku zakwaszania.Pompy te mają trzy tryby prędkości, które są ustawiane ręcznie i zapewniają stabilną pracę niektórych systemów.

Pompy nowego modelu AIpha 2 (L) są pierwszymi z ogólnej linii serii. Ta pompa ma więcej funkcji niż pompy z serii UPS. Tutaj jest silnik elektryczny, który ma na ciele magnesy trwałe. Jeśli jeden z magnesów zostanie usunięty, co w wielu przypadkach robią rosyjscy rzemieślnicy, można znacznie zmniejszyć pobór mocy urządzenia. Również w nowym projekcie nie ma nakrętki technologicznej do uwalniania powietrza. W tym modelu powietrze jest automatycznie odpowietrzane po krótkim włączeniu pompy z trzecią prędkością. Podłączenie do zasilania stało się łatwiejsze, odbywa się to za pomocą złącza wtykowego. Ten model ma już siedem trybów działania. Do istniejących trzech dodano jeszcze dwa tryby pracy ze stałą różnicą ciśnień oraz dwa tryby sterowania proporcjonalnego.

Praca pompy w trybie stałej różnicy - zakłada stabilną pracę pompy nawet w przypadkach, gdy w układzie występują zmiany przepływu cieczy i spadek ciśnienia. Pewien poziom ciśnienia wytwarzanego przez pompę będzie zawsze automatycznie utrzymywany na tym samym poziomie.

Tryb sterowania proporcjonalnego - ten tryb pracy zapewnia niezawodną pracę pompy w przypadku wystąpienia w układzie zmiennego przepływu. Tego trybu nie można zastąpić, jeśli podczas pracy występuje okresowe nakładanie się grzejników, co prowadzi do wzrostu ciśnienia w układzie.Następuje automatyczne zmniejszenie prędkości obrotowej pompy, w wyniku czego proporcjonalnie zmniejszy się przepływ i ciśnienie w układzie. Istnieją trzy główne tryby pracy. systemy, w których są stosowane;

• ciepła podłoga,
• systemy jednorurowe
• systemy ślepe zaułki,
• systemy kolektorów,
• dwa systemy rurowe
• systemy grzejników.

Najbardziej innowacyjnym można nazwać model AIpha 3. Model ten można uznać za bardzo dokładne narzędzie, które jednocześnie zapewnia niezawodne działanie całego systemu i jednocześnie pozwala kontrolować przepływ chłodziwa. Ta funkcja może być używana w połączeniu z aplikacją Grundfos GO Balance. Obecność tych aplikacji pozwala na zdalne konfigurowanie całego układu paliwowego. Urządzenie to może być również używane do pomiaru i bilansowania całego systemu grzewczego, instalując go w miejsce innej pompy obiegowej, odpowiedniej wielkości i wymiarów. Pompa szczególnie dobrze sprawdza się przy równoważeniu grzejników, krótkich pętlach w instalacji ogrzewania podłogowego, a także przy niskich natężeniach przepływu chłodziwa. Możliwość trzykrotnej gradacji modów zarówno stałego, jak i proporcjonalnego ciśnienia sprawia, że ​​model ten jest bardzo niezawodny i wydajny. W końcu, jak wiadomo, dla każdego mistrza, który instaluje system grzewczy, bardzo ważna jest możliwość zainstalowania sprzętu w celu zapewnienia normalnego przepływu chłodziwa, a dla klienta ważna jest niezawodność i wydajność tego systemu. Pompa obiegowa daje pozytywny wynik obu. Ekonomiczna i dość łatwa w utrzymaniu pompa bardzo dobrze nadaje się do aranżacji autonomicznego ogrzewania w domach wiejskich i pojedynczych mieszkaniach.

Kryteria wyboru

Zanim udasz się do sklepu, powinieneś sporządzić sobie listę parametrów systemu – objętość płynu, zmiany wysokości, ilość grzejników, długość itp. Dane te pozwolą Ci sprawdzić charakterystykę instalacji i wybrać najbardziej odpowiednią instancję. Przede wszystkim konieczne jest sporządzenie listy parametrów samego kotła, ponieważ zapewnia ona początkowe warunki działania obwodu grzewczego. Należy kierować się zasadą maksymalnej zgodności - jeśli urządzenie jest gorsze od wymagań systemu, nie można go kupić - nie poradzi sobie. Szkodliwa jest również redundancja charakterystyk - pojawi się hałas. Należy spróbować znaleźć najlepszą opcję, która pozwoli zaspokoić potrzeby obiegu grzewczego bez nadmiernej mocy lub ciśnienia.

Wydajność pompy oblicza się według wzoru:

Q = 0,86 x P/dt gdzie

• Q - wydajność pompy (obliczona);
• P to moc systemu (termiczna);
• dt to różnica temperatur na wylocie i na wlocie kotła.

Otrzymanej wartości nie można uznać za ostateczną. Konieczne jest uwzględnienie wysokości układu, w przeciwnym razie rzeczywista wydajność będzie znacznie mniejsza.Nie należy zakładać, że wysokość układu można zrównoważyć zwrotem. W praktyce zawsze występuje opór hydrauliczny wytwarzany przez grzejniki, punkty zwrotne, odgałęzienia i inne elementy systemu. Z reguły dla systemu dwururowego (prosta pętla bez rozgałęzień) wydajność oblicza się, mnożąc wysokość przez współczynnik 0,7-1,1 (w zależności od długości i liczby grzejników), a dla systemu kolektorów, współczynnik jest wyższy - 1,16-1,85.

W paszporcie pompy znajdują się wykresy pokazujące jej działanie przy różnych prędkościach.Konieczne jest znalezienie takiej opcji, w której obliczona wartość i wysokość windy będą znajdować się w przybliżeniu pośrodku. Ta pozycja nazywana jest „punktem środkowym”. Jeśli znajdują się w nim obliczone parametry, urządzenie będzie działać w trybie optymalnym.

Opinia eksperta
Kulikow Władimir Siergiejewicz

Nie należy kupować pompy „na wzrost”. Jeśli planujesz rozbudować obwód, w każdym razie będziesz musiał kupić nowe urządzenie. Niezbędny jest dobór próbki, która spełnia istniejące warunki.