Vodena pumpa za grijanje: vrste, tehničke karakteristike i pravila odabira

Gravitacijske prirodne pojave nisu uvijek u stanju osigurati dovoljnu razinu cirkulacije toplinskog medija, osobito u složenim sustavima s više prstenova. Potaknuti kretanje toplinskog medija pomoći će vodena pumpa za grijanje prostorija. Što predstavlja ova oprema? Ovo pitanje razmotrit ćemo u našem članku.

Osim uređaja i tehničkih karakteristika vodene pumpe, obradit ćemo vrste, značajke označavanja. Također ćemo detaljno razmotriti prednosti cirkulacijske opreme i važne parametre koje treba uzeti u obzir pri odabiru.

Opća struktura vodene pumpe

Vodena pumpa ugrađuje se u krug grijanja kako bi osigurala kretanje toplinskog medija. Stoga se takvi sustavi nazivaju grijanje s prisilnom cirkulacijom.

Sastoji se od sljedećih osnovnih elemenata:

• kućište s radnom komorom;
• motor;
• impeler s lopaticama;
• vijak za ispuštanje zraka;
• priključna kutija.

Priključna kutija može biti opremljena dodatnom mehaničkom i elektroničkom opremom, namijenjenom reguliranju ražima rada motora.

Jednostavnost uređaja osigurava visoku pouzdanost pumpi, zahvaljujući kojoj mogu efikasno funkcionirati oko 5-10 godina.

Tijekom prvog pokretanja vodene cirkulacijske pumpe potrebno je odvrnuti zračni vijak i ispustiti zrak iz radne zone.

Vrste pumpi za sustave grijanja

Suvremene cirkulacijske pumpe dijele se na dva osnovna tipa: «suhe» i «mokre». One se donekle razlikuju unutarnjom konstrukcijom i shemom rada, ali kretanje tekućine u njima ipak osigurava se zahvaljujući cirkulacijskim procesima u sustavu. Neki modeli opremljeni su uređajima za automatsku regulaciju njihovog rada.

Varijanta #1 — uređaji «suhog» tipa

Konstrukcija suhe cirkulacijske pumpe ne podrazumijeva kontakt toplinskog medija s rotorom. Njegovo radno područje odvojeno je od dijelova elektromotora posebnim prstenovima.

Proizvode se od sljedećih vrsta materijala:

• grafita;
• keramike;
• karbida volframa;
• nehrđajućeg čelika;
• oksida aluminija.

Princip rada 'suhog' sastojimo se u okretanju rotora u mediju nosača topline. Otvor za dovod vode nalazi se u središtu glavne komore, a odvodni sustav kanala na periferiji.

Radna zona 'suhih' cirkulacijskih pumpi povezana je s motorom samo putem vratila, stoga je pri potrebi moguća zamjena elektropogona.

Okretanje krilca rotora dovodi do stvaranja centrifugalnih sila koje premještaju nosač topline od središta kućišta prema njegovim rubovima. Takav princip rada cirkulacijske pumpe osigurava stalno kretanje vode kroz njenu unutarnju komoru.

Pozitivne značajke opreme za grijanje suhog tipa su:

• visoka razina učinkovitosti – 70-80%;
• minimalni hidraulički udar pri pokretanju;
• mogućnost vodoravnog i okomitog položaja motora;
• prepumpavanje velikih količina nosača topline zahvaljujući visokoj snazi.

Zbog kombinacije ekonomičnosti i bučnosti 'suhe' pumpe koriste se uglavnom u sustavima grijanja industrijskih, upravnih zgrada i velikih stambenih objekata.

Stoga se kod uređaja ove vrste mogu istaknuti sljedeće negativne strane:

1. Visoka razina buke koja ne dopušta njihovu upotrebu u stanovima.
2. Potreba zamjene brtvenih diskova svake 2-3 godine.
3. Velika vjerojatnost istjecanja nosača topline vani pri narušavanju nepropusnosti radne komore.
4. Potreba vanjskog hlađenja motora.

Zbog velike težine takva se oprema postavlja na pod ili vješa na nosače.

Elementi konzolne pumpe pričvršćeni su na jednom postolju, a električni motor s radnim kolom u kućištu povezani su preko reduktora.

Postoje dvije varijante konstrukcijskog izvođenja 'suhih' pumpi:

1. Monoblokni. Motor i metalno kućište uređaja ujedinjeni su u jednu konstrukciju s posebnim pričvrsnim elementima.
2. Konzolni. Na kućište opreme pomoću univerzalnih pričvrsnih elemenata može se priključiti motor bilo koje snage.

'Suhe' cirkulacijske naprave za sustave grijanja uz odgovarajuće održavanje su dugotrajnije, stoga postupno istiskuju s tržišta modele s mokrim rotorom.

Varijanta #2 — pumpe s rotorom mokrog tipa

Princip djelovanja cirkulacijske naprave s rotorom koji pripada mokrom tipu sličan je svom pandanu u 'suhom' izvođenju: pri okretanju krilaca nosač topline doveden u središte premješta se na periferiju radne komore, odakle se skuplja u odvodne kanale.

Svi unutarnji brtvi u 'mokroj' pumpi su statični i nisu podložni dinamičkom trošenju, stoga su takvi modeli pouzdaniji i dugotrajniji.

Rotor «mokre» pumpe dolazi u kontakt s toplinskim medijem koji osigurava i hlađenje motora. Takvi uređaji ne smiju raditi u suhom režimu jer se brzo pregrijavaju i izgaraju.

Sastavni dijelovi opreme obično su smješteni u jednom kućištu i čine jedinstvenu konstrukciju, pa se pri kvaru pojedinih elemenata oni ne zamjenjuju, već se kupuje nova pumpa.

Toplinski medij unutar radne komore prolazi prilično vijugav put, stoga o glatkoći materijala unutarnje površine kućišta ovisi bučnost pumpe

Prednosti agregata s “mokrom” vrstom rotora:

• bešumnost rada;
• kompaktne dimenzije;
• neznatna potrošnja električne energije (30-50 W);
• trajnost rada bez održavanja;
• relativno niska cijena;
• jednostavnost ugradnje.

Uređaji se često ugrađuju izravno u konstrukciju kućanskih kotlova, olakšavajući potrošaču odabir opreme pri montaži sustava grijanja.

Uređaji za grijanje ovog tipa imaju i nedostatke:

• konstrukcijska ograničenja maksimalne snage;
• niska mogućnost popravka;
• mala učinkovitost (40-60%);
• potreba za strogo horizontalnim položajem osi motora.

Zbog niske snage, “mokra” vrsta crpki koristi se uglavnom u sustavima grijanja stanova i jednokatnih kuća.

Prednosti cirkulacijskih uređaja

Do 1990. godine sustavi grijanja u privatnoj gradnji projektirani su i građeni uglavnom bez pumpi. Toplinski medij kretao se cijevima gravitacijom, a njegovu cirkulaciju osiguravali su konvekcijski tokovi tekućine pri zagrijavanju u kotlu. Danas se još uvijek koriste sustavi s prirodnom cirkulacijom, iako ne tako često.

Jeftini kotlovi na kruta goriva proizvode se bez ugrađenih pumpi jer proizvođač ne zna parametre kruga grijanja. Za takve sustave obvezna je kupnja vodene pumpe

Sada se kretanje toplinskog medija odvija prisilno pomoću vodenih pumpi koje imaju niz prednosti:

1. Smanjeno opterećenje kotla zbog smanjenja razlike temperature u ulaznoj i izlaznoj cijevi.
2. Ravnomjerna raspodjela topline po sobama zbog jednake temperature toplinskog medija duž cijele duljine prstenova grijanja.
3. Mogućnost brze regulacije temperature toplinskog medija.
4. Brzo zagrijavanje sustava grijanja pri pokretanju hladnog kotla.
5. Nema potrebe za izradom cjevovoda s nagibom prema kotlu koji osiguravaju spontano kretanje toplinskog medija.
6. Mogućnost korištenja tankih cijevi koje zauzimaju malo unutarnjeg prostora stana.
7. Snaga pumpe omogućuje stvaranje tlaka u krugu grijanja dovoljnog za dovod toplinskog medija nekoliko katova gore.
8. Upotreba zapornih ventila na pojedinim petljama mreža grijanja.
9. Mogućnost integracije pumpe u sustav automatskog reguliranja rada kotla.

Unatoč brojnim prednostima, cirkulacijski uređaji imaju dva nedostatka – ovisnost o napajanju i dodatne troškove za elekričnu energiju.

No nedostaci se lako kompenziraju – ugradnja vodene pumpe omogućuje uštedu od 10-20% goriva, a udio troškova elekrične energije u ukupnim troškovima grijanja iznosi samo 3-5%. Osim toga, kod čestih nestanaka struje može se ugraditi UPS koji će osigurati autonomni rad kotla i pumpe na određeno vrieme.

Značajke označavanja opreme

Nažalost, ne postoje jedinstveni zahtjevi za označavanje cirkulacijskih pumpi. Proizvođači samostalno biraju popis tehničkih karakteristika koje se navode na kućištu uređaja.

Pri kupnji pumpe ne tre ba se oslanjati samo na oznake. Bolje je otvoriti priručnik s uputama i tamo pročitati tehničke karakteristike.

Na prednjoj ploči obično se prikazuju sljedeći podaci:

• smjer kretanja toplinskog medija;
• promjer priključnih cijevi;
• maksimalno dopušteni tlak;
• proizvođač i model;
• maksimalna radna temperatura;
• stupanj zaštite;
• radni parametri električne mreže;
• oznake sukladnosti s nacionalnim tehničkim propisima.

Proizvođači mogu navoditi i druge podatke prema vlastitom nahođenju. Detaljne tehničke karakteristike uređaja navedene su u priručniku s uputama.

Mjerne jedinice razlikuju se u različitim zemljama, stoga brojčane oznake na kućištu mogu biti varljive. Bolje je još jedanput otvoriti priručnik, gdje su uz karakteristike navedene i njihove mjerne jedinice.

Na što obratiti pažnju pri odabiru pumpe?

Odabir zasebne pumpe za krug grijanja potrebno je provesti uzimajući u obzir mnoge parametre.

Tehnički parametri opreme

Cirkulacijska oprema ima niz karakteristika koje je posebno važno uzeti u obzir pri kupnji.

Tu spadaju:

1. Učinkovitost – omjer utrošene električne energije i obavljenog korisnog rada na pumpanju toplinskog medija.
2. Tlak – razlika tlaka između izlaznog i ulaznog otvora pumpe.
3. Protok vode – maksimalni volumen toplinskog medija koji se propum pava kroz radnu komoru pri minimalnom otporu kruga grijanja.
4. Snaga potrošnje električne energije.
5. Promjer cijevi – nazivna vrijednost priključne o preme.
6. Maksimalni nazivni tlak (označava se PN) u radnom kru gu pri 20 °C, pri kojem se još garantira dugotrajno funkcioniranje uređaja u okviru jamstvenog roka.

Ovih podataka obično je dovoljno za potvrdu da su tehničke karakteristike pumpe dovoljne za parametre sustava grijanja.

Detaljnije kriterije odabira razmotrili smo u ovom članku.

Dovoljna snaga uređaja

Na izbor konkretnog modela cirkulacijske opreme utječu tehničke karakteristike, kao i finansiјske mogućnosti kupca i svojstva sustava grijanja. Ako se želi uštedjeti, važno je da snaga crpke bude dovoljna za normalan rad kotla. Jer razina dovoda vode navedena u uputama uvijek je znatno veća od stvarne.

Za samostalno određivanje dostatnosti snage uređaja potrebno je provesti tri faze izračuna.

Faza #1 — određivanje kapaciteta crpke

Određivanje potrebnog kapaciteta crpke prema formuli.

Potrebna snaga toplinskog grijanja jako ovisi o materijalu zidova, prisutnosti pukotina u podu i nepropusnosti okvira prozora.

Za stanove u višekatnim zgradama toplinska snaga grijanja uzima se jednakom 75-80 W/m², za kuće – 100-120 W/m². Razlika temperatura na ulazu kotla i na izlazu iz njega obično iznosi 10 °C.

Dobiva se da će za stan površine 60 m² biti dovoljan stvarni kapacitet crpke od (80*60)/(1,16*10)=414 (l/h).

Faza #2 — izračun visine tlaka

Određivanje vrijednosti tlaka za svladavanje ukupnog hidrauličkog otpora sustava prema formuli.

Svaka zaporna armatura ima svoj pokazatelj hidrauličkog otpora, koji se određuje prema posebnim tablicama. Pri izračunu se uzimaju u obzir vrijednosti otpora svih elemenata cjevovoda.

Navedena formula zahtijeva složene izračune uz korištenje referentnih podataka, stoga se za kućne i stambene sustave grijanja može koristiti pojednostavljenim grafikonom.

Gubitak tlaka jako ovisi o promjeru cijevi, stoga je pri odabiru između dva moguća promjera bolje odabrati veći.

Prema grafikonu, gubici tlaka u stanu s promjerom cijevi 20 mm iznosit će 70 mm/m, a uzimajući u obzir duljinu cjevovoda od 50 m – 3,5 metra. Tu brojku treba pomnožiti s faktorom 1,3-2,2 koji uzima u obzir otpor vodonaporne armature.

Faza #3 — određivanje snage crpke

Određivanje dostatnosti snage crpke prema grafikonu karakteristika tlaka i protoka.

Nedostatnost snage vodene crpke doovodi do prekomjerne potrošnje plina u kotlu, a može dovesti i do fatalnih kvarova.

Takav grafikon naveden je u uputama za uporabu i jedinstven je za svaki model pumpe. Ako se točka presjeka gore izračunatih parametara nalazi ispod krivulje B, tada je uređaj prikladan za sustav grijanja, a ako je iznad, nije.

Detaljne preporuke za izračun cirkulacijske pumpe s konkretnim primjerima naveli smo u sljedećem članku.

Dodatne funkcije uređaja

Ako je za sustav grijanja kritično važno stalno kretanje tekućine, tada se može instalirati par pumpi smještenih u nizu u krugu. Drugi motor u takvom sustavu može se uključiti u slučaju nedovoljne snage ili kvara prvog motora.

Za automatizaciju rada bojlera s grijanjem iz kruga grijanja mogu se koristiti pumpe s termostatom i timerom. Ugrađeni mehanizam osigurava uključivanje i isključivanje motora ovisno o temperaturi nosača topline i dobu dana.

Stezna kutija može imati ručice za podešavanje i indikatorsku ploču. LCD zasloni na pumpama za grijanje rijetko se koriste zbog netolerancije na visoku temperaturu.

U razgranatim mrežama grijanja mogu se koristiti cirkulacijske pumpe s termostatom i glatkom regulacijom brzine radnog kola. Pomoću njih u različitim petljama događa se autonomno reguliranje brzine nosača topline, ovisno o njegovoj temperaturi. Pumpe s automatizacijom koštaju višestruko više i rijetko se koriste u stanovima i manjim stambenim kućama.

Na tržištu su zastupljeni modeli sa standardnom i nestandardnom konstrukcijom koja pruža dodatnu funkcionalnost. Rangiranje najboljih pumpi za grijanje, sastavljeno na temelju recenzija stvarnih korisnika, donijeli smo ovdje.

Ostale nijanse odabira pumpe

Važno je da oprema ne samo obavlja svoju funkciju, već i dugo radi, ne uzrokujući neugodnosti stanovnicima kuće ili stana.

Stoga se pri odabiru uređaja treba pridržavati sljedećih pravila:

1. Birajte poznate proizvođače pumpi: Calpeda, Grundfos, WILO. Cijena njihove opreme veća je za 20-40%, ali vjerojatnost kvara znatno je manja.
2. Uzmite uređaj s karakteristikama koje su 20-30% veće od izračunatih. Ta margina smanjit će operativno opterećenje i povećati vijek trajanja opreme.
3. Obratite pozornost na dimenzije kako bi pumpa stala na predviđeno mjesto.
4. Rad uređaja treba biti maksimalno tih kako ne bi smetao stanovnicima noću.
5. Ne treba težiti kupnji modela sa snagom koja znatno premašuje izračunate parametre. To će dovesti samo do prekomjerne potrošnje električne energije, ali i do dodatne buke.
6. Birajte pumpu namijenjenu sustavima grijanja, jer su one predviđene za radnu temperaturu do 130-150 °C.
7. Poželjno je da uređaj ima ugrađenu mrežicu za filtriranje krutih čestica suspendiranih u nosaču topline.

Radne karakteristike opreme moraju odgovarati parametrima sustava grijanja, na tome se ne može uštedjeti. Dodatno ćete morati platiti samo za pouzdanog proizvođača, poboljšanu zaštitu kućišta i sustav automatske regulacije rada.

Većina kućanskih cirkulacijskih uređaja za grijanje ne zahtijeva podešavanje. Za njihovo pokretanje dovoljno je spojiti priključke na cjevovod i uključiti uređaj u električnu mrežu. A kako pravilno izvesti montažu pumpe, razmotrili smo u korak-po-korak uputi.

Zaključci i koristan video na temu

Kako odabrati dobru cirkulacijsku pumpu za grijanje:

Cirkulacijska oprema DAB:

Usporedba dva uređaja Grundfos: modeli UPS i Alpha2:

Odabir cirkulacijske pumpe bolje je dogovoriti sa stručnjacima. Ako za standardni stan snagu opreme mogu preporučiti i prodavači u trgovini, onda ćete prije kupnje uređaja za grijanje za kuću izvan grada morati potražiti složene izračune od profesionalaca.

Treba imati na umu da ga nakon početka rada ne možete zamijeniti u trgovini, stoga je bolje odmah kupiti odgovarajući model.

Želite li dopuniti naš članak korisnim preporukama za odabir pumpe za grijanje? Ili ste primijetili neslaganje s izloženim podacima? Pišite svoje primjedbe u blok komentara – vaše ćemo mišljenje svakako uzeti u obzir.

A možda su vam ostala pitanja nakon čitanja članka? Postavite ih našim stručnjacima, tražite savjet – potrudit ćemo vam se pomoći.