Optimálna regulácia vykurovacích sústav obehovými čerpadlami

Obehové čerpadlo je kľúčovým prvkom vo vykurovacích sústavách, ktorý udržuje systém v prevádzke. Uvádza vodu vo vykurovacom okruhu do pohybu a zaisťuje tak udržiavanie ideálnej teploty v miestnostiach. Nevýhodou starších čerpadiel je často obmedzená regulovateľnosť, resp. chýbajúca elektronická regulácia výkonu, čo v konečnom dôsledku spôsobuje vyššie náklady na elektrickú energiu. Optimálne nastavené čerpadlá s vysokou účinnosťou sa automaticky prispôsobujú zmenám vo vykurovacom systéme a pracujú s presne takým výkonom, aký je v aktuálnom momente potrebný. To má významný vplyv na zníženie spotreby energie a predĺženie životnosti čerpadla.

Dimenzovanie obehových čerpadiel na vykurovanie v novostavbách

Pre návrh obehového čerpadla na vykurovanie je vždy nutné poznať dve hodnoty: menovitý objemový prietok a výtlačnú výšku, ktorú má čerpadlo zaistiť. Pri novostavbe je možné tieto informácie prevziať z výpočtu potrubia. Menovitý prietok popisuje cirkulačný objem potrebný na prenos príslušného tepelného výkonu pri návrhových teplotách. Výtlačná výška je celkový odpor vyplývajúci z trenia potrubia, armatúr, spotrebičov, dodatočných inštalácií atď. hydraulicky najnepriaznivejšieho vykurovacieho okruhu. „Prevádzkový bod čerpadla by sa mal nachádzať v strednej tretine mapy charakteristík čerpadla,“ odporúča Bernd Krüger, vedúci oddelenia zákazníckeho servisu a služieb spoločnosti Taconova GmbH.

Návrh čerpadiel v starých budovách

V starých budovách, kde nie sú k dispozícii potrebné údaje, je už výber správneho čerpadla ťažší. Aj tu sú nevyhnutné údaje o výtlaku a prietoku. Ak nie sú k dispozícii, treba ich rozumne odhadnúť a následne vypočítať. „Odporúčam systematický prístup,“ hovorí Bernd Krüger. „Prvým krokom je zmeranie dĺžky potrubia medzi čerpadlom a najvzdialenejším radiátorom. Táto vzdialenosť sa zdvojnásobí, pretože voda musí byť dopravená k radiátoru aj späť. Tlaková strata v týchto potrubiach sa obvykle pohybuje medzi 50 a 150 Pascalmi, ktoré sa strácajú na meter potrubia. Pre istotu je možné predpokladať 150 Pa/m. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy ohyby, prípojky a ventily, ktorých odpor musí čerpadlo taktiež prekonávať.

Na tento účel sa ako násobiteľ odporu potrubia používa koeficient 2,2 až 2,5. Potom je známa výtlačná výška. Na stanovenie prietoku je potrebné najskôr vypočítať vykurovacie zaťaženie dodávaného potrubia. To sa dá urobiť napríklad pomocou merného vykurovacieho zaťaženia na meter štvorcový obytnej plochy v závislosti na vekovej triede budovy. S vykurovacím zaťažením a predpokladaným rozptylom pre príslušný systém (radiátory 15-20K, podlahové vykurovanie 5-10K) možno známy vzorec Q=m x c x ΔT previesť na „m“. Podľa toho sa tiež určí prietok a je možné vybrať správne čerpadlo. Samozrejme sa jedná iba o orientačné hodnoty v prípade, že nie sú k dispozícii údaje pre výpočet potrubnej siete.“

Výber čerpadla pre daný systém

Je dôležité, aby čerpadlo bolo vhodné na použitie v príslušnom systéme. Pokiaľ nie je, môže to mať za následok nerovnomerné vykurovanie miestností, zvýšenú spotrebu energie, hlučnosť alebo poruchu čerpadla. Špecifické požiadavky na čerpadlo vyplývajú na jednej strane z vypočítaného návrhu a na druhej strane z technických prevádzkových podmienok. Tie zahŕňajú čerpané médium (vykurovacia voda, prípadne s prísadami alebo zmesou glykolu) a očakávané teploty média. Pokiaľ má byť výkon riadený riadiacim systémom na mieste, je to ďalšie kritérium pre výber správneho čerpadla. Spoločnosť Taconova ponúka širokú škálu rôznych vysoko účinných čerpadiel. Všetky potrebné informácie nájdete v príslušných technických listoch.

Porovnanie čerpadiel: stará alebo nová

Majitelia si často kladú otázku, či sa oplatí vymeniť staré čerpadlo za nové. Kľúčovým aspektom je tu zvýšenie účinnosti, resp. pomer medzi získanou tepelnou energiou a spotrebovanou elektrickou energiou. Ďalší vývoj, najmä v oblasti čerpadiel na vykurovanie, ukazuje, že sú výrazne účinnejšie a úspornejšie ako staršie čerpadlá. Zlepšenie najmä v oblasti technológie motorov viedlo k optimalizácii spotreby energie. Ďalšou rozhodujúcou výhodou nových čerpadiel je automatické nastavenie výkonu. To znamená, že hoci je čerpadlu zadaný prevádzkový bod, automaticky sa potom prispôsobí konkrétnej charakteristickej krivke alebo konkrétnemu poľu charakteristických kriviek.

V minulosti čerpadlá buď pracovali s jednou rýchlosťou, alebo ich bolo možné korigovať o niekoľko krokov pomocou regulátora výkonu. Po nastavení bežalo čerpadlo so zmenenou rýchlosťou, kým nebolo ručne prenastavené – bez ohľadu na to, či bola v systéme požiadavka, alebo nie. Nové čerpadlo je možné od začiatku prispôsobiť systému oveľa presnejšie, než je to možné u starších čerpadiel, a to vďaka širokej škále možností nastavenia, napr. konštantný tlak, proporcionálny tlak, špecifické otáčky alebo prostredníctvom aplikácie. Tým je zaistená optimálna prevádzka systému a maximálna energetická účinnosť. Vďaka širokému sortimentu vysoko účinných a energeticky úsporných obehových čerpadiel pre vykurovanie pokrýva Taconova širokú škálu aplikácií a svojimi praktickými funkciami uľahčuje remeselníkom inštaláciu, prevádzku a údržbu.

Predchádzanie problémom pri použití nových čerpadiel v starých systémoch

Ak sa majitelia rozhodnú pre modernizáciu čerpadla, treba vziať do úvahy dva kľúčové body, aby bola zaručená funkčnosť nového čerpadla v súčasnom systéme.

Je dôležité skontrolovať kvalitu vody – plniaca voda musí spĺňať požiadavky VDI 2035. Pokiaľ tieto požiadavky nespĺňa, je potrebné systém úplne vypustiť, prepláchnuť a znovu naplniť upravenou vodou. To je dôležité pre použitie vysoko účinných čerpadiel, ale aj pre zvýšenie účinnosti celého systému a pre dlhodobú ochranu systému. Ďalším rozumným opatrením je dovybavenie odlučovačov kalu a magnetitu. Nové vysoko účinné čerpadlá sú totiž všeobecne náchylnejšie na usadzovanie suspendovaných látok alebo magnetitu v systéme, a preto je nutné nové čerpadlo pred týmito vplyvmi chrániť.

Druhým dôležitým opatrením, ktoré odporúčajú odborníci zo spoločnosti Taconova, je hydraulické vyváženie. Dôvodom je skutočnosť, že vykurovacie čerpadlo je možné správne nastaviť a dimenzovať iba vtedy, ak je vykurovací systém optimálne hydraulicky vyvážený. Hydraulické vyváženie zaisťuje, že všetky časti budovy a ich vykurovacie plochy sú zásobované presne správnym množstvom tepla. A v súčasnom systéme, ako bolo spomenuté na začiatku, je hydraulika neznáma. Staré čerpadlo je nastavené na systém svojim výkonom a otáčkami a zásobuje miestnosti teplom. Pri inštalácii nového čerpadla sa často ukáže, že predchádzajúce čerpadlo bolo predimenzované. Jedným z dôvodov je, že otázka „úspory energie“ nebola taká dôležitá ako dnes.

Má zmysel zvyšovať výkon čerpadla?

Odpoveď znie „nie“: Nemá zmysel zvyšovať výkon čerpadiel. Ako bolo popísané na začiatku, prevádzkový bod čerpadla by sa mal nachádzať v strednej tretine poľa charakteristickej krivky. Môžu existovať výnimky, napr. v prípade existujúcich systémov, a v takom prípade treba nájsť vhodný kompromis. Pokiaľ je potrebné nastavenie čerpadla výrazne korigovať smerom nahor, je obvykle niečo zle v dimenzovaní potrubia alebo vo výbere čerpadla. To môže mať za následok zbytočne vysokú spotrebu energie, rýchlejšie opotrebovanie alebo dokonca rušivé zvuky pri prúdení. Ideálnym riešením pre efektívne a energeticky úsporné vykurovanie je spravidla presné plánovanie alebo znalosť systému a profesionálne riadené čerpadlo.

Foto: Taconova Group AG
www.taconova.com

>> Vhodné doplnky a pracovné
oblečenie do firmy TU <<