Jak vypočítat tepelné čerpadlo pro soukromý dům?

Oběhové čerpadlo lze právem považovat za srdce topného systému, je to čerpadlo, které pohání chladicí kapalinu „žilami“ systému. Oběhové čerpadlo pohání kotel, který následně ohřívá chladicí kapalinu na požadovanou teplotu. Jak ale vybrat správné oběhové čerpadlo pro topný systém soukromého domu, chaty nebo nebytových prostor? Jak správně vypočítat potřebný výkon čerpadla? V tomto článku se pokusíme mluvit o typech oběhových čerpadel, jaké faktory je třeba vzít v úvahu při jejich výběru a jak vypočítat požadovaný výkon čerpadla. S hlavními kritérii pro výběr čerpadla se můžete seznámit v našem předchozím článku „Výběr čerpadla od profesionálů“.

TYPY OBEHOVÝCH ČERPADEL

V topných systémech se používají dva hlavní konstrukční typy oběhových čerpadel:

1. Se suchým rotorem

U oběhových čerpadel této konstrukce je pracovní komora oddělena od elektromotoru utěsněnou přepážkou, takže v prostředí chladicí kapaliny je pouze oběžné kolo a rotor není v kontaktu s chladicí kapalinou. Tato čerpadla mají často vyšší výkon než čerpadla s mokrým rotorem. Produkují však poměrně velký hluk, proto je lepší je instalovat do samostatné místnosti. Taková čerpadla se zřídka používají v topných systémech soukromých domů a chat, používají se k vytápění bytových domů, průmyslových zařízení a nebytových prostor.
Účinnost těchto čerpadel dosahuje až 80 %.

2. S „mokrým“ rotorem.

Oběhová čerpadla s „mokrým“ rotorem pracují v prostředí chladicí kapaliny, oběžné kolo i rotor, což zvyšuje jejich životnost a také produkuje mnohem méně hluku. To umožňuje instalovat čerpadla tohoto typu přímo ve vytápěné místnosti.
Čerpadla s „mokrým“ rotorem se nepoužívají ve velkých vytápěných místnostech, protože mají nízkou účinnost ve srovnání s oběhovými čerpadly se „suchým“ rotorem.

VÝROBCI OBEHOVÝCH ČERPADEL

V současné době je ruský trh zastoupen velkým množstvím výrobců oběhových čerpadel z celého světa – Německo, Dánsko, Čína, Rusko atd. Na co si dát pozor při výběru výrobce čerpadla?

V první řadě kvalita montáže a provedení dílů a komponent zařízení. Oprava čerpadla nebo dokonce součástí topného systému (selhala kvůli poruše čerpadla) bude stát mnohem více než vysoce kvalitní čerpadlo instalované v počáteční fázi. Chcete-li si vybrat kvalitní oběhové čerpadlo, je lepší kupovat výrobky od prověřených značek a nakupovat pouze od bona fide dodavatelů (pozor na padělky!). Profesionální servisní technici společnosti PROM GURU doporučují instalovat čerpadla výrobců – GRUNDFOS, WILO, LOWARA, DAB, CALPEDA. Při správné volbě čerpadla, jeho vlastností a typu vydrží dlouho, bez přerušení topného systému vašeho domova.

Kromě vypočtených ukazatelů je nutné vzít v úvahu vstupní data samotného systému, mnoho nekvalitních nebo levných oběhových čerpadel má nízké teplotní podmínky. I když výrobce takového zařízení deklaruje teplotní režim „do +90 °C“, často není možné použít nad +70 °C. Většina modelů námi doporučených výrobců může pracovat s chladicí kapalinou až do +110°C. Čerpadlo s takovými indikátory se doporučuje pro použití v systémech, kde je chladicí kapalinou glykol.

Věnujte pozornost také maximálnímu provoznímu tlaku ve specifikaci čerpadla. Standardní indikátory pro oběhová čerpadla s „mokrým“ rotorem pro topné systémy soukromých domů a chat jsou 6 nebo 10 barů, v závislosti na výrobci a modelu. To je docela dost pro dvou- nebo třípodlažní obytnou budovu, kde tlak v systému zřídka přesahuje 1,5-2,5 baru.

Vždy zkontrolujte kompatibilitu zvoleného čerpadla s průměrem potrubí. Naprostá většina výrobců označuje svá čerpadla následovně – FIRMA XY 25-10, FIRMA XY 32-10, kde první číslo udává vnitřní průměr připojení v mm. Kromě toho je přípustná instalace čerpadla s větším průměrem připojení (ve srovnání s průměrem potrubí), ale instalace čerpadla s menším se důrazně nedoporučuje.

Nezapomeňte na délku pumpy. Většina modelů prezentovaných ve třídě oběhových čerpadel pro domácí použití v topných systémech má délku 180 mm, ale existují i ​​modely s délkou 130 mm. Posledně jmenované se používají poměrně zřídka a na místech a dálnicích s velmi omezeným prostorem, přičemž všechny standardní obchvaty, které lze nalézt v obchodě, jsou navrženy pro standardní délku 180 mm.

VÝPOČET ČERPACÍHO ZAŘÍZENÍ

Než začneme s popisem této části, chceme vás varovat: všechny výpočty uvedené v článku jsou teoretické. Pokud důvěřujete pouze číslům nebo chcete zkontrolovat instalační programy. Nezapomeňte zkontrolovat vypočítané charakteristiky jednotky s doporučeními odborníků – výsledek bude pravděpodobně stejný.

Optimální výpočty zohledňují velké množství parametrů, jako jsou stavební materiály, tepelná izolace, oblast bydliště, výška stropu atd.

Jako příklad výpočtu také bereme vodu jako chladicí kapalinu pro náš systém. Jak jsme však psali dříve, ne vždy je vhodné jej použít v topných systémech.

Takže jako příklad výpočtu výkonu čerpadla zvažte dům o celkové ploše 250 metrů čtverečních. m. Podle norem se obecně uznává, že ohřívat plochu 10 metrů čtverečních. m vyžaduje 1 kW výkonu ohřívače (vždy při navrhování obytné budovy musíte přesně uvést množství tepla potřebného k vytápění místnosti, to se provádí s přihlédnutím ke všem tepelným ztrátám, které závisí na materiálech domu, izolaci , počet a typ oken). Na plochu 150 m25. m, proto potřebujete kotel o výkonu 20 kW, ale je lepší ho brát s malou rezervou, takže budeme uvažovat o XNUMX kW kotli.

Oběhová čerpadla pro vytápění jsou jednostupňová zařízení s oběžným kolem na hřídeli s jednostranným vstupem.

Pohon je elektrický. Většina konstrukcí je prezentována s “mokrým rotorem”, který je oddělen a izolován od statoru manžetou, která zajišťuje těsnění.

Firma STOUT používá 3-rychlostní čerpadla, která zajišťují pohyb chladicí kapaliny, glykolů a dalších kapalin v uzavřeném okruhu.

Ložiska u modelů s mokrým rotorem není třeba speciálně mazat, jsou mazána čerpanou kapalinou.

Čerpadlo má malé rozměry a hmotnost. Tělo je vyrobeno z litiny s kataforetickým povlakem. Model funguje, aniž by ve skutečnosti vytvářel hluk, a spotřeba energie je zanedbatelná.

Konstrukce oběhových čerpadel jsou snadno ovladatelné, a to z toho důvodu, že v závislosti na potřebě jeho provozu lze jednoduchým přepínačem nastavit požadované otáčky hřídele motoru.

V důsledku rotace oběžného kola a jeho působení na kapalinu prochází chladicí kapalina čerpadlem s tlakem a rychlostí větší než na vstupu.

Rychlost tekutiny na vstupu se přeměňuje na tlak, který stoupá na výstupu.

Pro normální provoz je nutné zajistit nepřetržitý průtok čerpané vodní chladicí kapaliny.

Ložiska čerpadla jsou vyrobena ve formě keramicko-grafitového páru chlazeného čerpanou vodou.

Pokud čerpadlo běží delší dobu bez vody, dochází k přehřívání ložisek s následnou destrukcí.

Čerpací zařízení je instalováno na topných potrubích a připojeno pomocí závitových šroubení.

Proč dělat výpočty

Oběhová čerpadla zajišťují nepřetržitý pohyb chladicí kapaliny kotlem, aby se zabránilo varu kapaliny. Jsou instalovány v topných okruzích, v systémech s radiátory a slouží k cirkulaci kapaliny v potrubí “teplé podlahy”

Jejich instalace se provádí výhradně v interiéru.

Provozní podmínky oběhového zařízení musí odpovídat bezpečnostním požadavkům a doporučením výrobce.

Aby bylo možné vybrat správné čerpadlo pro topný systém a zajistit normální teplotní podmínky a bezporuchový provoz kotlového zařízení, je kalkulován součin.

“Výkonové charakteristiky oběhových čerpadel STOUT”

Co potřebujete vědět pro výpočty

Výpočet je proveden na základě znalosti výkonu kotle (Qn), který funguje jako zdroj tepla (kW).

Druhá věc, kterou potřebujete vědět, je výkon čerpadla (Qpu), které musí čerpat chladicí kapalinu přes kotel, aby nedošlo k varu kotle a ohřevu topného okruhu. Měřeno – m 3 / hod.

Třetí je výkon čerpadla neboli tlak (Hpu) chladiva, jehož otáčky musí procházet hydraulickým odporem topného okruhu.

Vypočítejte výkon kotlového zařízení

Není třeba si myslet, že čím vyšší výkon, tím efektivnější práce. Takže pro vytápění domu o rozloze 220 m 2 se dvěma podlažími a suterénem stačí jedno čerpadlo.

P u3,6d XNUMX x Q / (C x ∆T)

Qn = Sn x Qyd 1000, kde:

Qn – výkon kotle.

Sn je plocha domu.

Qyd – měrná potřeba tepla.

Výkon systému je uvažován přibližně jako 10 2 m, což se rovná 1 kW energie. Například dům o celkové ploše 240 m 2 bude vyžadovat Q = 24 kW. C je tepelná kapacita chladicí kapaliny nalité do systému. Tepelná kapacita vody, kterou je většina systémů naplněna, je 4,2 kJ/kg. ∆T je teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou. U klasických systémů je rozdíl minimálně 20 o C. U systémů, kde je „teplá podlaha“, je rozdíl 5 o C. Mimochodem, 3,6 je standardní koeficient tepelné kapacity chladicí kapaliny.

Vzorec je uveden v SNiP 2.04.05-91

P u3,6d 24 x 4,2 / (20 x 1,02) u3d 240 m 2 / h objem potřebný pro čerpání kapaliny v domě o rozloze XNUMX m XNUMX.

Výpočet výkonu čerpadla

Výkon čerpacího zařízení je tlakový. Vzorec:

N – počet podlaží v domě, s přihlédnutím ke všemu, kde prochází topný okruh, včetně suterénu, suterénu, podkroví.

K – průměrná hodnota odporu. V systému s paprskovým vedením je to 1,85 a pro systémy s dvoutrubkovým systémem nebo “Leningradka” – 1,1.

Dům, který jsme vzali jako příklad, má dvě podlaží, ale v suterénu jsou také radiátory.

Takže H u3d 1,1 * 3,3 u3,3d 3 m., To znamená, že tlak by měl být XNUMX m XNUMX / hodinu.

Pojďme spočítat výkon

Zjistili jsme výkon kotle, zjistili výkon čerpadla, nyní potřebujeme spočítat požadovaný výkon.

Нpu = R * L * ZF, kde:

Нpu – výška hlavy, m;

R – ztráta napájení, maximální hodnota do 150 Pv/m. Obvykle je tato hodnota typická pro plastové a kovové trubky. Použije se maximální hodnota.

L je délka topného systému. Pokud je to obtížné spočítat, sečteme délku, šířku a výšku domu a výsledek zdvojnásobíme.

ZF je součinitel odporu potrubních armatur. Hodnota je 1,3, když v systému není termostatický ventil. Když je – ZF je 2,2.

Přesnější výpočty berou v úvahu reálné ukazatele.

“Nomenklaturní parametry oběhového zařízení STOUT s uvedením hlavy a kapacity”

Výběr čerpadla

Pro výběr zařízení potřebujete znát dva hlavní parametry: průtok a tlak chladicí kapaliny.

Specifikace jsou uvedeny v pasu. Určíme poměr vlastností k vašim výpočtům produktivity a výšky hlavy.

Před instalací je nutné zajistit přítomnost filtru: instaluje se před čerpadlo, pohyb čerpaného média musí probíhat ve směru pohybu hřídele.

Počet otáček pro oběhová čerpadla

Oblíbené modely mají tři rychlosti. Poměr parametrů lze určit charakteristikami v pasu vzhledem ke zvolené rychlosti.

Režimy rychlosti by měly poskytovat několik hodnot tlaku. Díky vyšší rychlosti se místnost velmi rychle vytopí. Poté můžete snížit otáčky a nechat čerpadlo běžet v úsporném režimu při nízkých otáčkách.