Optimální regulace otopných soustav oběhovými čerpadly
Řada TacoFlow společnosti Taconova zahrnuje různá oběhová čerpadla pro vytápění, chlazení, solární systémy a aplikace pitné vody, která dodávají požadovaný průtok do příslušných spotřebičů. Všechna čerpadla jsou poháněna synchronními motory s technologií permanentních magnetů, které zajišťují efektivní provoz. Foto: Taconova Group AG
Oběhové čerpadlo je klíčovým prvkem v otopných soustavách udržující systém v provozu. Uvádí vodu v otopném okruhu do pohybu a zajišťuje tak udržování ideální teploty v místnostech. Nevýhodou zastaralých čerpadel je často omezená regulovatelnost, resp. chybějící elektronická regulace výkonu, což v konečném důsledku způsobuje vyšší náklady na elektrickou energii. Optimálně nastavená čerpadla s vysokou účinností se automaticky přizpůsobují změnám v otopném systému a pracují s přesně takovým výkonem, jaký je v aktuálním momentě potřeba. To má významný vliv na snížení spotřeby energie a prodloužení životnosti čerpadla.
Dimenzování oběhových čerpadel pro vytápění v novostavbách
Pro návrh oběhového čerpadla pro vytápění je vždy nutné znát dvě hodnoty: jmenovitý objemový průtok a výtlačnou výšku, kterou má čerpadlo zajistit. U novostavby lze tyto informace převzít z výpočtu potrubí. Jmenovitý průtok popisuje cirkulační objem potřebný k přenosu potřebného tepelného výkonu při návrhových teplotách. Výtlačná výška je celkový odpor vyplývající z tření potrubí, armatur, spotřebičů, dodatečných instalací atd. hydraulicky nejnepříznivějšího topného okruhu. „Provozní bod čerpadla by se měl nacházet ve střední třetině mapy charakteristik čerpadla,“ doporučuje Bernd Krüger, vedoucí oddělení zákaznického servisu a služeb společnosti Taconova GmbH.
Oběhové čerpadlo TacoFlow2 eLink pro teplovodní topné systémy v obytných a komerčních budovách se vyznačuje bezdrátovou komunikací mezi oběhovým čerpadlem a chytrým telefonem/tabletem. Prostřednictvím displeje lze vyvolat technické informace a provést další, jemnější nastavení. Foto: Taconova Group AG
Návrh čerpadel ve starých budovách
Ve starých budovách, kde nejsou k dispozici potřebné údaje, je výběr správného čerpadla obtížnější. I zde jsou nezbytné údaje o výtlaku a průtoku. Pokud nejsou k dispozici, je třeba je rozumně odhadnout a následně vypočítat. „Doporučuji systematický přístup,“ říká Bernd Krüger. „Prvním krokem je změření délky potrubí mezi čerpadlem a nejvzdálenějším radiátorem. Tato vzdálenost se zdvojnásobí, protože voda musí být dopravena jak k radiátoru, tak zpět. Tlaková ztráta v těchto potrubích se obvykle pohybuje mezi 50 a 150 Pascaly, které se ztrácejí na metr potrubí. Pro jistotu lze předpokládat 150 Pa/m. Kromě toho je třeba vzít v úvahu ohyby, přípojky a ventily, jejichž odpor musí čerpadlo rovněž překonávat. Pro tento účel se jako násobitel odporu potrubí používá koeficient 2,2 až 2,5. Poté je známa výtlačná výška. Pro stanovení průtoku je třeba nejprve vypočítat topné zatížení dodávaného potrubí. To lze provést například pomocí měrného topného zatížení na metr čtvereční obytné plochy v závislosti na věkové třídě budovy. S topným zatížením a předpokládaným rozptylem pro příslušný systém (radiátory 15–20K, podlahové vytápění 5–10K) lze známý vzorec Q = m × c × ΔT převést na ‚m‘. Podle toho se také určí průtok a lze vybrat správné čerpadlo. Samozřejmě se jedná pouze o orientační hodnoty v případě, že nejsou k dispozici údaje pro výpočet potrubní sítě.“
Foto: Taconova Group AG
Výběr čerpadla pro daný systém
Je důležité, aby čerpadlo bylo vhodné pro použití v příslušném systému. Pokud není, může to mít za následek nerovnoměrné vytápění místností, zvýšenou spotřebu energie, hlučnost nebo poruchu čerpadla. Specifické požadavky na čerpadlo vyplývají na jedné straně z vypočteného návrhu a na druhé straně z technických provozních podmínek. Ty zahrnují čerpané médium (topná voda, případně s přísadami nebo směsí glykolu) a očekávané teploty média. Pokud má být výkon řízen řídicím systémem na místě, je to další kritérium pro výběr správného čerpadla. Společnost Taconova nabízí širokou škálu různých vysoce účinných čerpadel. Všechny potřebné informace jsou uvedeny v příslušných technických listech.
Srovnání čerpadel: stará vs. nová
Majitelé si často kladou otázku, zda se vyplatí vyměnit staré čerpadlo za nové. Klíčovým aspektem je zde zvýšení účinnosti, resp. poměr mezi získanou tepelnou energií a spotřebovanou elektrickou energií. Další vývoj, zejména v oblasti čerpadel pro vytápění, ukazuje, že jsou výrazně účinnější a úspornější než starší čerpadla. Zlepšení zejména v oblasti technologie motorů vedlo k optimalizaci spotřeby energie. Další rozhodující výhodou nových čerpadel je automatické nastavení výkonu. To znamená, že ačkoli je čerpadlu zadán provozní bod, automaticky se pak přizpůsobí konkrétní charakteristické křivce nebo konkrétnímu poli charakteristických křivek. V minulosti čerpadla buď pracovala s jednou rychlostí, nebo je bylo možné korigovat o několik kroků pomocí regulátoru výkonu. Po nastavení běželo čerpadlo se změněnou rychlostí, dokud nebylo ručně přenastaveno – bez ohledu na to, zda byl v systému požadavek, nebo ne. Nové čerpadlo lze od počátku přizpůsobit systému mnohem přesněji, než je to možné u starších čerpadel, a to díky široké škále možností nastavení, např. konstantní tlak, proporcionální tlak, specifické otáčky nebo prostřednictvím aplikace. Tím je zajištěn optimální provoz systému a maximální energetická účinnost. Díky širokému sortimentu vysoce účinných a energeticky úsporných oběhových čerpadel pro vytápění pokrývá Taconova širokou škálu aplikací a svými praktickými funkcemi usnadňuje řemeslníkům instalaci, provoz a údržbu.
Předcházení problémům při použití nových čerpadel ve starých systémech
Devět křivek proporcionálního tlaku a konstantního tlaku pro TacoFlow2 eLink lze nastavit přímo na dotykové obrazovce v přehledné aplikaci eLink.
Foto: Taconova Group AG
Pokud se majitelé rozhodnou pro modernizaci čerpadla, je třeba vzít v úvahu dva klíčové body, aby byla zaručena funkčnost nového čerpadla ve stávajícím systému.
Je důležité zkontrolovat kvalitu vody – plnicí voda musí splňovat požadavky VDI 2035. Pokud tyto požadavky nesplňuje, je třeba systém zcela vypustit, propláchnout a znovu naplnit upravenou vodou. To je důležité pro použití vysoce účinných čerpadel, ale také pro zvýšení účinnosti celého systému a pro dlouhodobou ochranu systému. Dalším rozumným opatřením je dovybavení odlučovačů kalu a magnetitu. Nová vysoce účinná čerpadla jsou totiž obecně náchylnější k usazování suspendovaných látek nebo magnetitu v systému, a proto je nutné nové čerpadlo před těmito vlivy chránit.
Druhým důležitým opatřením, které doporučují odborníci ze společnosti Taconova, je hydraulické vyvážení. Důvodem je skutečnost, že topné čerpadlo lze správně nastavit a dimenzovat pouze tehdy, je-li topný systém optimálně hydraulicky vyvážen. Hydraulické vyvážení zajišťuje, že všechny části budovy a jejich otopné plochy jsou zásobovány přesně správným množstvím tepla. A ve stávajícím systému, jak bylo zmíněno na začátku, je hydraulika neznámá. Staré čerpadlo je nastaveno na systém svým výkonem a otáčkami a zásobuje místnosti teplem. Při instalaci nového čerpadla se často ukáže, že předchozí čerpadlo bylo předimenzované. Jedním z důvodů je, že otázka „úspory energie“ nebyla tak důležitá jako dnes.
Má smysl zvyšovat výkon čerpadla?
Odpověď zní „ne“: Nemá smysl zvyšovat výkon čerpadel. Jak bylo popsáno na začátku, provozní bod čerpadla by se měl nacházet ve střední třetině pole charakteristické křivky. Mohou existovat výjimky, např. u stávajících systémů, a v takovém případě je třeba najít vhodný kompromis. Pokud je třeba nastavení čerpadla výrazně korigovat směrem nahoru, je obvykle něco špatně v dimenzování potrubí nebo ve výběru čerpadla. To může mít za následek zbytečně vysokou spotřebu energie, rychlejší opotřebení nebo dokonce rušivé zvuky při proudění. Ideálním řešením pro efektivní a energeticky úsporné vytápění je zpravidla přesné plánování nebo znalost systému a profesionálně řízené čerpadlo.
Bernd Krüger, vedoucí zákaznického servisu a služeb společnosti Taconova. Foto: Taconova Group AG
Dovozce techniky Taconova Group AG - hydraulické vyvažovaní, rozdělovače a termoregulace, směšování, separace plynů, měření průtoku, solární ohřev, zónové ventily, kulové servokohouty, předávací stanice na nabíjení zásobníků a přípravu teplé vody.