Kako izračunati črpalko za ogrevanje: primeri izračunov in pravila izbire opreme

Obtočna črpalka je naprava majhnih dimenzij, katere glavna naloga je izboljšati delovanje in povečati učinkovitost ogrevalnega sistema. Vgradi se neposredno v cevovod ter optimizira hitrost gibanja toplotnega nosilca. Zahvaljujoč temu se bo tudi hiša z veliko bivalno površino ogrevala dovolj hitro.

Da bi kupili optimalen model, je treba razumeti, kako izračunati črpalko za ogrevanje in na katere podrobnosti se osredotočiti pri izbiri. Prav tem vprašanjem je namenjen naš članek – v tem gradivu smo obravnavali primer izračuna opreme, posvetili pozornost načelu delovanja in glavnim vrstam črpalk.

Prav tako smo navedli priporočila za izbiro, montažo in varno uporabo črpalne opreme, članek pa smo opremili z nazornimi fotografijami in ustreznimi videoposnetki z izračunom potrebne moči naprave ter nasveti za njeno montažo v ogrevalni krog.

Načelo delovanja in namen črpalke

Glavna težava prebivalcev zadnjih nadstropij večstanovanjskih zgradb in lastnikov podeželskih hiš so hladni radiatorji. V prvem primeru toplotni nosilec preprosto ne pride do njihovega bivališča, v drugem pa se ne ogrevajo najbolj oddaljeni deli cevovoda. Vse to je posledica nezadostnega tlaka.

Kdaj je treba uporabiti črpalko?

Edina pravilna rešitev v primeru nezadostnega tlaka je posodobitev ogrevalnega sistema s toplotnim nosilcem, ki kroži pod vplivom gravitacijske sile. Tu bo pomagala namestitev črpalke. Glavne sheme organizacije ogrevanja z obtočno črpalko so obravnavane tukaj.

Ta možnost bo učinkovita tudi za lastnike zasebnih hiš, saj omogoča občutno zmanjšanje stroškov ogrevanja. Bistvena prednost takšne obtočne opreme je možnost spreminjanja hitrosti gibanja toplotnega nosilca. Pomembno je, da ne presegajte največjih dovoljenih vrednosti za premer cevi svojega ogrevalnega sistema, da se izognete pretiranemu hrupu pri delovanju enote.

Torej, za bivalne prostore pri pogojnem prehodu cevi 20 mm in več je hitrost 1 m/s. Če ta parameter nastavite na najvišjo vrednost, lahko v najkrajšem možnem času ogrejete hišo, kar je pomembno v primeru, ko so bili lastniki odsotni in je stavba uspela ohladiti. To vam omogoča, da dobite največjo količino toplote ob minimalni porabi časa.

Črpalka je pomemben element sistema ogrevanja hiše. Pomaga povečati njegovo učinkovitost in zmanjšati porabo goriva.

Načelo delovanja naprave

Cirkulacijski agregat deluje z elektromotorjem. Zajema segreto vodo na eni strani in jo potiska v cevovod na drugi strani. S te strani nato spet vstopi nova količina in vse se ponovi.

Prav zaradi centrifugalne sile se toplotni nosilec premika po ceveh ogrevalnega sistema. Delovanje črpalke nekoliko spominja na delovanje ventilatorja, le da ne kroži zrak po prostoru, ampak toplotni nosilec po cevovodu.

Ohišje naprave je nujno izdelano iz materialov, odpornih proti koroziji, za izdelavo gredi, rotorja in kolesa z lopaticami pa se običajno uporablja keramika.

Glavne vrste črpalk za ogrevanje

Vsa oprema, ki jo ponujajo proizvajalci, se deli na dve veliki skupini: črpalke »mokrega« ali »suhega« tipa. Vsaka vrsta ima svoje prednosti in slabosti, kar je treba upoštevati pri izbiri.

Oprema 'mokrega' tipa

Ogrevalne črpalke, imenovane »mokre«, se od svojih analogov razlikujejo po tem, da sta njuno delovno kolo in rotor nameščena v toplotnem nosilcu. Pri tem je električni motor v hermetično zaprtem boksu, v katerega vlaga ne more vstopiti.

Ta možnost je idealna rešitev za manjše podeželske hiše. Take naprave se odlikujejo po svoji tihosti in ne potrebujejo skrbnega in pogostega tehničnega vzdrževanja. Poleg tega se zlahka popravijo, nastavijo in se lahko uporabljajo pri stabilnem ali rahlo spreminjajočem se pretoku vode.

Značilnost sodobnih modelov »mokrih« črpalk je enostavnost njihovega upravljanja. Zaradi prisotnosti »pametne« avtomatike lahko brez težav povečate zmogljivost ali preklopite raven navitij.

Kar zadeva pomanjkljivosti, se zgoraj navedena kategorija odlikuje po nizki zmogljivosti. Ta pomanjkljivost je posledica nezmožnosti zagotavljanja visoke tesnosti tulca, ki ločuje toplotni nosilec in stator.

'Suha' vrsta naprav

Za to kategorijo naprav je značilna odsotnost neposrednega stika rotorja z segreto vodo, ki jo prečrpava. Celoten delovni del opreme je ločen od električnega motorja z gumijastimi zaščitnimi obroči.

Glavna značilnost takšne ogrevalne opreme je visoka učinkovitost. Vendar pa ta prednost prinaša bistveno pomanjkljivost v obliki visoke hrupnosti. Težavo se reši z namestitvijo enote v ločenem prostoru z dobro zvočno izolacijo.

Pri izbiri je treba upoštevati dejstvo, da črpalka 'suhega' tipa ustvarja zračne vrtince, zato se lahko dvignejo drobni delci prahu, kar bo negativno vplivalo na tesnilne elemente in s tem na tesnost naprave.

Proizvajalci so to težavo rešili tako: med delovanjem opreme se med gumijastimi obroči ustvari tanek sloj vode. Ta deluje kot mazivo in preprečuje uničenje tesnilnih delov.

Naprave se nadalje delijo v tri podskupine:

• vertikalne;
• bločne;
• konzolne.

Značilnost prve kategorije je navpična namestitev elektromotorja. Takšno opremo je vredno kupiti le, če nameravate črpati veliko količino toplotnega nosilca. Kar zadeva bločne črpalke, so nameščene na ravno betonsko površino.

Bločne črpalke so namenjene za industrijsko uporabo, kadar so potrebne visoke pretok in tlačne lastnosti.

Za konzolne naprave je značilno, da je sesalni priključek nameščen na zunanji strani polža, medtem ko je tlačni priključek na nasprotni strani ohišja.

Več podrobnosti o zgradbi in principu delovanja črpalk smo obravnavali v tem članku.

Na kaj se osredotočiti pri izbiri črpalke?

Izbira črpalke za avtonomno ogrevanje mora temeljiti na hidravličnih značilnostih ogrevalnega sistema hiše. Zato je treba pred obiskom trgovine izračunati optimalno količino toplote, ki bo potrebna za vzdrževanje udobne temperature v prostorih.

Pri pravilnem izvajanju hidravličnega izračuna vam bo pomagala dodatna informacija, s katero se morate seznaniti. Lahko pa se posvetujete tudi s pristojnim strokovnjakom.

Na optimalno količino toplote za posamezen objekt vpliva več dejavnikov:

• material, uporabljen za gradnjo in izolacijo sten;
• klimatske razmere;
• značilnosti stropov in tal;
• prisotnost termostatskih ventilov;
• lastnosti zasteklitve, nameščene v hiši.

Pri izbiri črpalke za avtonomno ogrevanje je treba posebno pozornost nameniti področju uporabe določenega modela, številu hitrosti in ravni hrupa. Pomembno vlogo igrata tudi proizvajalec in cena opreme.

Pri izbiri naprave za prisilno kroženje v ogrevalnem sistemu je treba posebno pozornost nameniti tehničnim lastnostim, da se izognete delovanju črpalke v prazno ali na meji njenih zmogljivosti.

Kriterij #1 — področje uporabe opreme

V večini primerov strokovnjaki svetujejo namestitev obtočnih črpalk, katerih rotorji so popolnoma potopljeni v toplotni nosilec. Poleg nizke ravni hrupa se tovrstne naprave namreč uspešneje spopadajo z visoko obremenitvijo.

Posledično bo sistem z 'mokro' opremo zdržal dlje, ga bo lažje popravljati in ne bo zahteval pretirane pozornosti.

Dajte prednost modelom, za izdelavo katerih se uporablja trpežno jeklo in ležaji, gred pa je iz keramike. Njihova prednost je v življenjski dobi, ki znaša najmanj dve desetletji.

Nakup obtočne črpalke iz litega železa je treba zavrniti. Takšna naprava bo namreč hitro odpovedala in jo bo treba zamenjati.

Če se odločite za obtočno črpalko 'mokrega' tipa, morate upoštevati, da je ne smete namestiti v ogrevalni sistem odprtega tipa v počitniški hiši. V tem primeru namreč ogreta voda, ki maže mehanizem, vsebuje različne primesi.

Na primer, mikroskopski delci peska lahko zamašijo režo med rotorjem in statorjem, kar bo povzročilo hitro okvaro črpalke.

Kar zadeva odprte sisteme, lahko tovrstna oprema v njih deluje leta. Pri tem ne bo potrebovala nobenega specializiranega vzdrževanja.

Kriterij #2 — izračun optimalne moči

Zmogljivost črpalke, namenjene delovanju v ogrevalnem sistemu, lahko izračunate sami. Za to potrebujete skupno dolžino cevovoda, po katerem bo oprema prenašala toplotni nosilec.

Na vsakih 10 metrov dolžine vzamemo 0,6 metra višine črpalke. Tako za manjšo hišo z dolžino ogrevalnega kroga 70 metrov potrebujete črpalko z višino 4,2 metra.

Lahko greste tudi drugače in ta kazalnik izračunate po formuli:

Q = 0,86*R/TF-TR,

Kjer je:

• R – potreba prostora po toploti;
• TF in TR prikazujeta temperaturo toplotnega nosilca pri dovodu v sistem in na izhodu iz njega. Uporabljajo se vrednosti v stopinjah Celzija.

V evropskih državah se kot parameter R večinoma uporabljata dve vrednosti: 100 W/m² za hišo, v kateri je eno ali dve stanovanji, in 70 W/m² za večstanovanjske stavbe.

Zgoraj navedena metoda je le eden izmed mnogih načinov za izračun optimalne moči obtočne črpalke. Natančne izračune lahko opravi le usposobljen strokovnjak.

Ko morate opraviti izračune z minimalno napako, je priporočljivo uporabiti posebne tabele. V njih so navedene vrednosti, ki so optimalne za določene hiše in stanovanja.

Kriterij #3 — število hitrosti in hrupnost črpalke

Glavna značilnost sodobnih modelov črpalk je možnost njihovega nastavljanja. Moč lahko prilagajate s preklapljanjem hitrosti delovanja naprave.

Danes so najbolj razširjeni modeli s tremi hitrostmi. To omogoča, da ob nenadnem ohladitvi čim hitreje ogrejete bivalne prostore, v primeru otoplitve pa zmanjšate zmogljivost naprave in tako prihranite električno energijo.

Če morate kupiti opremo, ki proizvaja najmanjši možni hrup, bo najboljša izbira črpalka mokrega tipa.

V primeru namestitve enote s suhim rotorjem bo med njenim delovanjem slišen tuj zvok, ki nastane zaradi vrtenja ventilatorja, ki hladi električni motor. Zato je takšno napravo bolje namestiti v ločeno sobo, za bivalni prostor pa izbrati kaj manj glasnega.

Nizka raven hrupnosti mokrih črpalk je glavni razlog za njihovo priljubljenost.

Tuji hrup, ki se pojavi ob zagonu, še zdaleč ne pomeni okvare. Precej pogosto je to posledica zraka, ki je ostal v ogrevalnem sistemu. Za rešitev te težave je pred zagonom priporočljivo izpustiti zrak s pomočjo posebnih ventilov.

Kriterij #4 — proizvajalec in cena opreme

Ko opravite vse potrebne izračune, lahko začnete pregledovati katalog z obtočnimi črpalkami. Bolje je naročiti na tistih spletnih virih, kjer je premišljen sistem filtriranja izdelkov. To vam bo omogočilo hitro iskanje modelov z optimalnimi lastnostmi.

Na današnjem trgu je na voljo bogata izbira črpalk za ogrevalne sisteme. Na stotine proizvajalcev trdi, da so njihovi izdelki zanesljivi, kakovostni in vzdržljivi. Vendar pa deklarirane lastnosti pogosto ne ustrezajo dejanskim. Zato je bolje naročiti opremo proizvajalcev, ki so se uveljavili po vsem svetu.

Na seznam znanih in zanesljivih podjetij, ki proizvajajo črpalke za ogrevalne sisteme, je treba vključiti naslednje blagovne znamke:

• Halm;
• Wilo;
• Ebara;
• DAB;
• AlfaStar;
• Pedrolo;
• Grundfos.

Cena naprav za prisilno črpanje toplotnega nosilca je popolnoma odvisna od moči, vrste črpalke in blagovne znamke. Cena opreme se praviloma giblje od 60 do 220 dolarjev. Priporočamo vam, da si ogledate deseterico najboljših črpalk za ogrevanje po mnenju uporabnikov.

Kar zadeva domače proizvajalce, ti ne izdelujejo gospodinjske opreme, ampak ponujajo le modele, namenjene industrijski uporabi.

Najpogosteje se cirkulacijske črpalke serijsko proizvajajo in imajo povprečne parametre, kar povzroča določene težave pri izbiri opreme. V tem primeru je bolje dati prednost napravi, ki deluje v več načinih.

Posebnosti montaže obtočne črpalke

Da bi zagotovili učinkovito delovanje sistema ogrevanja hiše, je treba pravilno izbrati mesto v ogrevalnem krogu za namestitev opreme. Priporočljivo je najti tisti del, kjer je na območju sesanja toplotnega nosilca vedno prisoten presežek tlaka vode. Znano je več metod, s katerimi je mogoče umetno doseči ta pogoj.

Prva metoda je dvig ekspanzijske posode za 0,8 m glede na najvišji del cevovoda. To je mogoče izvesti samo v tisti hiši, kjer to omogočajo stropi. Dobra rešitev je namestitev ekspanzijske posode na podstrešju. Vendar bo v tem primeru treba izolirati streho, da se preprečijo dodatne izgube toplote.

Druga metoda je prenos cevke od ekspanzijske posode z dovajalnega stolpa in njeno vrezovanje na mesto, kjer je v bližini sesalni priključek črpalke. S tem je mogoče ustvariti preprosto idealne pogoje za organizacijo prisilnega črpanja tople vode v ogrevalnem sistemu hiše.

Črpalko je mogoče namestiti neposredno v dovodni cevovod. Takšna rešitev bo smiselna samo v primeru, ko cirkulacijska oprema lahko prenese najvišjo možno temperaturo toplotnega nosilca.

Podrobna priporočila za namestitev črpalke, shema povezave in navodila za montažo po korakih so navedena v naslednjem članku.

Pravila in podrobnosti uporabe opreme

Cirkulacijska črpalka se ne kupi za eno leto in niti za dve leti. Zato mora vsak lastnik podeželske hiše poskrbeti, da bo oprema delovala pravilno v dolgih letih. Zanesljivost in pravilnost delovanja naprave je mogoče doseči le s pravilnim in pravočasnim vzdrževanjem.

V seznam osnovnih pravil obratovanja ogrevalne črpalke je treba vključiti naslednje vidike:

• Prepovedano je vklopiti napravo z ničelnim pretokom;
• Prepričati se, da je oprema ozemljena;
• Preveriti, da se električni motor ne segreje nad dovoljeno mejo;
• Preveriti priključke v priključni omarici glede poškodb/odsotnosti poškodb, vsi kabli pa morajo biti popolnoma suhi;
• Prepričati se, da med zagonom naprave ne nastaja noben tuj zvok ali vibracija;
• Oprema mora delovati s priporočenim pretokom toplotnega nosilca s strani proizvajalca;
• Prepovedano je zagnati cirkulacijsko črpalko brez vode.

Če oprema dlje časa miruje, je priporočljivo, da jo vsak mesec vklopite za 10–30 minut. To preprosto pravilo bo preprečilo oksidacijo in posledično blokado gredi.

V primeru kakršnihkoli motenj ali težav pri delovanju črpalke je treba čim prej poklicati mojstra. To vam bo pomagalo preprečiti številne težave in nepredvidene finančne izdatke.

Posebno pozornost je treba nameniti temperaturi toplotnega nosilca. Ta ne sme presegati 60–65 stopinj Celzija. Če to pravilo zanemarite, se bodo v ceveh in znotraj črpalke nabirale usedline, kar bo negativno vplivalo na delovanje celotnega ogrevalnega sistema.

Pogoste okvare

Najpogostejša težava, zaradi katere oprema, ki zagotavlja prisilno črpanje toplotnega nosilca, odpove, je dolgotrajno mirovanje.

Najpogosteje se ogrevalni sistem aktivno uporablja pozimi, v toplejšem delu leta pa se izklopi. Ker voda ni ravno čista, se sčasoma v ceveh nabira usedlina. Zaradi kopičenja soli trdote med rotorjem in črpalko enota preneha delovati in lahko odpove.

Zgoraj omenjeno težavo je mogoče rešiti precej preprosto. Za to poskusite sami zagnati opremo, tako da odvijete matico in ročno zavrtite gred črpalke. Pogosto je takšno dejanje več kot dovolj.

Če se naprava kljub vsemu ne zažene, bo edina rešitev demontaža rotorja in nato temeljita očistitev črpalke nabranih usedlin soli.

Zaključki in koristen video na to temo

O izračunu zmogljivosti obtočne opreme govori videoposnetek:

Pravilna namestitev je ključ do odličnega delovanja vsake naprave. Posebnosti montaže črpalke za ogrevanje v videoposnetku:

Ogrevalni sistem, pri katerem se za organizacijo pretoka toplotnega nosilca uporablja črpalka, ima številne prednosti. Toda za brezhibno namestitev boste morali porabiti nekaj časa za razčlenitev podrobnosti in izbiro opreme. Le tako lahko svoj dom resnično naredite topel in prijeten.

Želite dodati črpalko v ogrevalni sistem, vendar dvomite o izračunih? Zastavite vprašanja, ki vas zanimajo, v polju za komentarje – naši strokovnjaki vam bodo poskušali pomagati.

Ali pa morda želite naš material dopolniti s koristnimi pripombami? Ali predlagati drugo možnost izračuna ogrevalne črpalke? Svoje pripombe in priporočila napišite pod tem člankom.