Plynulá regulace otáček oběhových čerpadel topné vody

Firma AutoCont Control Systems je svým působením zaměřena na oblast průmyslové automatizace. Řeší dodávky řídicích systémů pro nejrůznější technologické celky mnoha průmyslových odvětví. Také v dálkovém vytápění bylo nasazeno velké množství řídicích a regulačních systémů.

V polovině devadesátých let minulého století začali provozovatelé dálkového vytápění intenzivně nasazovat ventily s termostatickými hlavicemi na topná tělesa v bytech, které byly napojeny na výměníkové stanice. S tím vyvstal doprovodný jev - hlučnost při provozu již zmíněných ventilů. Totiž při dosažení nastavené vnitřní teploty nebo při náhlém venkovním oteplení začaly termostatické ventily na radiátorech rychle a hromadně uzavírat přívod topné vody. Ovšem oběhová čerpadla na výměníkové stanici, která pracovala při konstantních otáčkách, dodávala stále stejné množství vody do topného systému. To mělo za následek zvýšení tlakové diference v topné soustavě dané výměníkové stanice. Tento nárůst tlakové diference podstatně zvýšil hlučnost přivřených termostatických ventilů (došlo k rozkmitání kuželky ventilu).

Další negativní stránkou provozování oběhových čerpadel pouze při jmenovitých otáčkách je zbytečně velká spotřeba elektrické energie. Oběhová čerpadla musí být projektována na takové parametry, aby dodala potřebné množství topné vody i při extrémních podmínkách (venkovní teplota i pod - 15 °C). Ovšem dnů s takovou venkovní teplotou, kdy je potřeba provozovat oběhová čerpadla při jmenovitých otáčkách, není během topné sezóny mnoho.

Z obou výše uvedených důvodů vyvstala potřeba plynule regulovat otáčky oběhových čerpadel při jejich provozování během topné sezóny. Firma AutoCont Control Systems nasazuje již od poloviny devadesátých let systémy regulace otáček oběhových čerpadel, které plynule regulují jejich otáčky tak, aby byla zachována konstantní tlaková diference topné vody mezi vstupem a výstupem na výměníkové stanici. V praxi to znamená, že čerpadla jsou provozována při takových otáčkách, které zabezpečí dodání optimálního množství topné vody do topné soustavy konkrétní výměníkové stanice. Hlavní část regulačních systémů tvoří frekvenční měniče Mitsubishi Electric, které se vyznačují vysokou spolehlivostí a životností.

Tři typové řady měničů Mitsubishi Electric FR-S500, FR-E500 a FR-A500.

Významnou výhodou těchto regulačních systémů je jejich nasazení na stávající oběhová čerpadla. Tato skutečnost má za následek nižší investice při nasazování zmíněných regulačních systémů oproti osazování nových čerpadel se zaintegrovanou regulací.

Plynulou regulací otáček oběhových čerpadel na výměníkových stanicích bylo dosaženo několika přínosů:

Došlo k podstatnému snížení hlučnosti provozovaných termostatických ventilů. Byly zlepšeny hydraulické poměry v topné soustavě dané výměníkové stanice. Významně klesla spotřeba elektrické energie na výměníku, protože oběhová čerpadla byla po většinu topné sezóny provozována při nižších otáčkách, než jmenovitých.

Na základě praktických zkušeností při nasazování těchto regulačních systémů je potřeba upozornit právě na úspory elektrické energie při provozování čerpadel s regulací otáček. Shrnutím informací od různých provozovatelů dálkového vytápění, kde firma AutoCont Control Systems nasadila tuto regulaci otáček, vyplývá následující:

• Při porovnání spotřeby elektrické energie na konkrétní výměníkové stanici v topných sezónách před a po nasazení regulace otáček byla vyčíslena úspora elektrické energie od 30 do 60 %.
  
  
• Investiční náklady na systémy regulace se ve většině případů vrátily v úspoře elektrické energie za 1 až 2 topné sezóny.

Další zajímavostí je ta skutečnost, že je možné provozovat současně několik čerpadel prostřednictvím jednoho frekvenčního měniče. Tento souběžný způsob provozu má příznivý vliv na hydraulické poměry v topném systému.

Na podobném principu firma AutoCont Control Systems realizovala několik regulačních systémů pro napájecí čerpadla parních kotlů.