Úspory elektrické energie při užívání energeticky úsporných čerpadel
V oblasti vytápění se používají dva typy oběhových čerpadel. Otáčkově regulovaná oběhová čerpadla přispívají významnou měrou k optimalizaci těch otopných systémů, které se vyznačují změnou průtoku teplonosného média. Tato čerpadla zajišťují průtok média podle okamžité potřeby dané soustavy. Tímto způsobem pak umožňují dosahování nemalých energetických úspor a díky tomu také velice rychlou návratnost vložených investičních prostředků. V soustavách, v nichž je průtok teplonosného média přibližně konstantní, budou potom často tím nejhospodárnějším řešením oběhová čerpadla s pevnými otáčkami.
Snížení spotřeby elektrické energie během provozu čerpadel lze dosáhnout několika způsoby:
1. Otáčková regulace čerpadel
U soustav s proměnným průtokem se s výhodou používají otáčkově regulovaná čerpadla, která kromě poskytovaného komfortu a rozsáhlých možností komunikace s sebou přinášejí výrazné úspory ve spotřebě elektrické energie, které jsou založeny na využití rovnice afinity
P1/P2 = (n1/n2)3, kde P ... el. příkon, n ... otáčky
Vzhledem k tomu, že jen po malou část provozních hodin (cca 5-7 % celkových provozních hodin) je nutno provozovat čerpadla na maximální otáčky, je možné v průměru dosáhnout 50%-ní úspory spotřeby el. energie při použití otáčkově regulovaných čerpadel ve srovnání s neregulovanými čerpadly, přičemž v některých případech, jako jsou čerpadla Grundfos MAGNA nebo ALPHA2, je možné dosáhnout úspor ještě vyšších (ve srovnání s neregulovanými čerpadly UPS jde až o 80%-ní úspory).
2. Používání nových účinnějších motorů
Motory s rotorem z permanentních magnetů (tzv. PM motory).
V posledních letech se při výrobě motorů čerpadel používá technologie trvalých magnetů (oběhová čerpadla Grundfos MAGNA a ALPHA2, cirkulační čerpadla Grundfos COMFORT, ponorná 3" čerpadla pro dodávku čisté vody z úzkých vrtů SQ/SQE atd.). Motory využívající tuto technologii se vyznačují vyšší účinností ve srovnání se standardními motory díky menším ztrátám v důsledku toho, že v rotoru není nutno vyrábět magnetickou indukcí magnetické pole.
 Obr. 1 Regulované oběhové čerpadlo pro náročnější aplikace Grundfos MAGNA |
 Obr. 2 Regulované oběhové čerpadlo pro domácnosti Grundfos ALPHA2 |
Motory nejvyšší třídy účinnosti EFF1.
U ucpávkových čerpadel pro oblast vytápění (např. čerpadla Grundfos TP, NK, NB atd.) se stále více používají motory v nejvyšší účinnostní třídě EFF1. Spotřeba elektrické energie představuje ve většině případů cca 85-90 % všech nákladů spojených s vlastnictvím čerpadla (vlastní nákupní cena tvoří většinou pouze 5-7% těchto celkových nákladů). Z tohoto důvodu se u čerpadel stávají standardem motory s účinností EFF1.
Kromě velkých finančních úspor při provozu čerpadel přinášejí motory EFF1 i další výhody pro uživatele - nižší hlučnost (možnost používání menších ventilátorů motorů v důsledku menší potřeby chlazení těchto motorů), možnost použití při vyšších teplotách okolí (nad +40 °C) apod.
3. Používání nových způsobů regulace čerpadel
U standardních otáčkově regulovaných čerpadel jsou používány dva základní způsoby regulace podle diferenčního tlaku, a to regulace podle konstantního resp. podle proporcionálního diferenčního tlaku. U čerpadel Grundfos MAGNA a ALPHA2 je kromě těchto dvou způsobů regulace možno použít zcela novou a zatím zcela ojedinělou automatickou regulační funkci AUTOAdapt, která vychází z principů regulace podle proporcionálního tlaku, ale od tohoto způsobu se odlišuje automatickým přizpůsobováním charakteristické křivky skutečným provozním podmínkám, takže čerpadlo pracuje vždy v optimálním pracovním bodě, s maximální účinností. U čerpadla ALPHA2 se automaticky (na čerpadle není nutno nastavovat žádnou hodnotu) nastavuje optimální charakteristická křivka proporcionální regulace uvnitř na obr. 3 zeleně vyznačené oblasti.
Obr. 3 Provozní oblast(vyznačeno zeleně) regulační funkce AUTOAdapt u čerpadla ALPHA2
K dalším energetickým úsporám dochází vlivem používání funkce Noční redukovaný provoz, která byla poprvé použita u elektronicky regulovaného oběhového čerpadla Grundfos ALPHA pro rodinné domy. Nyní se využívá i u regulovaných čerpadel pro větší výkony Grundfos MAGNA a u zcela nového regulovaného energeticky úsporného čerpadla pro domácnosti Grundfos ALPHA2. Čerpadlo se automaticky přepíná (s určitou časovou prodlevou) na energeticky nejúspornější minimální otáčky, jestliže integrovaný snímač teploty zaregistruje pokles teploty čerpané kapaliny rychlostí min. 0,1°C/min. Pokud se naopak teplota kapaliny zvýší (o 10°C), čerpadlo se okamžitě přepíná zpátky na původní provozní režim.
4. Zvyšování hydraulické účinnosti čerpadel
Snaha o co nejnižší energetickou náročnost čerpadel vede k trvalému úsilí zvyšovat i vlastní hydraulickou účinnost čerpadel. Optimalizací hydraulického návrhu oběžných kol a dalšími konstrukčními úpravami tělesa čerpadla bylo např. dosaženo zvýšení účinnosti nové generace čerpadel Grundfos MAGNA o 12% ve srovnání s předchozí řadou. Podobným způsobem (úpravy oběžných kol, zmenšení mezery mezi oběžným kolem a tělesem čerpadla, kataforézní úprava povrchů přicházejících do styku s čerpanou kapalinou atd.) došlo k významnému zvýšení účinnosti čerpadel Grundfos TP, určených pro náročnější aplikace v oblasti vytápění a chlazení.
Obr. 4 Snižování energetické náročnosti oběhových čerpadel Grundfos
5. Snižování spotřeby elektrické energie - energetické štítkování čerpadel
Firma Grundfos iniciovala proces zavádění systému označování čerpadel energetickými nálepkami podobným způsobem, jako je tomu např. u ledniček a dalších domácích spotřebičů. Od r. 2005 jsou uživatelé bezucpávkových oběhových čerpadel jednoduchým a názorným způsobem informování o tom, do jaké energetické třídy dané oběhové čerpadlo patří. Používají se třídy A až G, přičemž třída A je energeticky nejvýhodnější - čerpadla patřící do této kategorie uspoří min. 60% el. energie ve srovnání s průměrnými čerpadly energetické třídy D.
Obr. 5 Energetický štítek označování
oběhových čerpadel
Využívání kombinace výše uvedených principů úspory elektrické energie (používání otáčkové regulace, energeticky úsporných motorů využívajících technologii permanentních magnetů, funkce AUTOAdapt a funkce nočního redukovaného provozu) např. znamenají u čerpadel Grundfos ALPHA2 to, že tato čerpadla určená pro použití v domácnostech patří do energetické třídy A. Konkrétně to znamená, že nejpoužívanější velikost ALPHA2 25-40 má min. el. příkon pouhých 5 W a max. el. příkon 22 W (tyto hodnoty el. příkonu se zobrazují na displeji čerpadla) a roční spotřebu el. energie cca 90 kWh, což naprosto zastiňuje parametry průměrných neregulovaných čerpadel stejné velkosti, u kterých se roční spotřeba energie pohybuje v rozmezí 400 až 600 kWh. Podobně i čerpadla Grundfos MAGNA patří do nejvyšší energetické třídy A.
Roční produkce více než 16 milionů kusů čerpadel činí ze společnosti Grundfos jednoho z předních výrobců čerpací techniky. Grundfos se dlouhodobě zaměřuje na vývoj energeticky úsporných a účinných čerpadel. Součástí výrobního sortimentu jsou čerpadla ...