Pompa w instalacji grzewczej W układach grzewczych starszego typu obieg wody odbywa się samoistnie, grawitacyjnie - podgrzana woda przepływa do góry układu zasilając grzejniki, a zimna spływa w dół, do kotła. Żeby takie ogrzewanie działało, kocioł musi znajdować się poniżej grzejników, odległość pomiędzy kotłem a grzejnikami jest ograniczona, a co najważniejsze - potrzebne są rury o dużym przekroju. No i w systemie grzewczym musi znajdować się duża ilość cieczy. Tak zbudowany system wymaga więc nie tylko większych wydatków na instalację. Jest również droższy w użytkowaniu oraz bardzo bezwładny z dużym opóźnieniem reaguje na zmiany temperatury. W układach grzewczych opartych na naturalnym obiegu wody nie można stosować nowoczesnych, niskotemperaturowych kotłów grzewczych oraz automatyki sterowania. pompa-w-instalacji-grzewczej. Fot. 1. Instalacja z pompą ALPHA2 Jak usprawnić instalację grzewczą? Aby ominąć te wszystkie ograniczenia w systemach grzewczych montuje się pompy obiegowe, których zadaniem jest wymuszenie cyrkulacji wody w instalacji. Takie rozwiązanie usprawnia działanie instalacji grzewczej, pozwala na użycie rur o mniejszym przekroju, poprowadzenie ich w dowolny sposób oraz dowolny dobór miejsca usytuowania kotła. Nie musi być montowany poniżej grzejników - może znajdować się na piętrze lub na poddaszu. Pompa obiegowa umożliwi też ogrzanie podziemnego garażu gdy kocioł lub inne źródło ciepła zamontowany jest na parterze. Jest także niezbędna, gdy źródłem ciepła ma być nowoczesny kocioł niskotemperaturowy siła wyporu powstająca jedynie na skutek różnicy temperatury zasilania i powrotu jest wtedy zbyt mała, by pokonać opory przepływu. Ciśnienie wytwarzane przez pompę umożliwia działanie układów automatycznej regulacji, w których stosuje się zawory powodujące znaczne opory przepływu. Zaletą jest też mniejsza bezwładność cieplna instalacji grzewczej, dzięki czemu jej reakcje na zmiany temperatury są szybsze niż grawitacyjnej.
Fot. 2. Pompa Stratos Eco Warto wspomnieć, że pompy obiegowe montowane są nie tylko w nowych instalacjach. Mogą również posłużyć do modernizacji i usprawnienia już istniejących systemów grzewczych bez potrzeby przerabiania całej instalacji. Wtedy pompa rozwiąże kłopoty z zimnymi grzejnikami. Zdarza się bowiem, że w instalacji grawitacyjnej nie wszystkie grzejniki osiągają zakładaną temperaturę. Taki przypadek może mieć wiele przyczyn, np. niestaranne zaprojektowanie lub złe wykonanie instalacji lub zarośnięcie rur kamieniem kotłowym, przez co wzrastają opory przepływu i gorąca woda przestanie dopływać do grzejników. Zastosowanie pompy powinno taki problem rozwiązać, konieczne jednak będzie zaoporowanie instalacji poprzez zamontowanie zaworów regulacyjnych przy grzejnikach. Nie tylko ogrzewanie Pompy stosuje się także do wymuszenia obiegu w instalacjach ciepłej wody użytkowej. Są to pompy cyrkulacyjne. Wymuszają przepływ wody wtedy, gdy wszystkie kurki w domu są zakręcone. Po co w takiej sytuacji woda ma krążyć w rurach? Dzięki temu zawsze jest ciepła. Odkręcając kurek po długiej przerwie (np. rano lub po pracy) użytkownik nie musi czekać, aż popłynie ciepła woda, ma ją natychmiast. Fot. 3. Pompa MAXIMA 25/60 Dzięki temu co dzień oszczędza się, kosztującą coraz więcej wodę. Jak? Układy cyrkulacji ciepłej
wody użytkowej mają zastosowanie w instalacji z centralnym kotłem pojemnościowym, z którego woda jest dostarczana do kuchni czy łazienki rurami o długości powyżej 5 m. W takiej sytuacji, gdy przez dłuższy czas nie korzystamy z ciepłej wody, stojąca w rurach woda stygnie. Aby więc dotarła do nas ciepła woda z ogrzewacza musimy spuścić do kanalizacji zimną. Im dłuższe rury, tym więcej zimnej wody zmarnowanej, bo spływającej do kanalizacji. To także dłuższy czas oczekiwania na ciepłą. Docenią to przede wszystkim użytkownicy, którzy rano chcą szybko wskoczyć pod gorący prysznic a także ci, którzy dbają o środowisko i własny portfel. Fot. 4. Pompa POe MEGA Z drugiej strony ciągłe podgrzewanie wody krążącej w instalacji cyrkulacyjnej jest nieekonomiczne. W okresach, gdy nikogo nie ma w domu lub domownicy śpią ciągła cyrkulacja wody nie ma sensu, zwiększa tylko koszty energii, zarówno elektrycznej (praca pompy) jak i cieplnej, wykorzystywanej do podgrzania wody. Dlatego produkowane są pompy cyrkulacyjne wyposażone w zegar sterujący - w okresach, w których nikt nie korzysta z wody zegar wyłącza pompę, dzięki czemu ogrzewacz wody uruchamia się rzadziej. Pompa włącza się samoczynnie np. rano, na tyle wcześnie, aby domownicy bez czekania mogli korzystać z ciepłej wody. Innym sposobem na oszczędzanie energii jest montaż pompy cyrkulacyjnej sterowanej termostatem. Wyłącza on pompę po osiągnięciu przez krążącą w rurach wodę zadanej temperatury z zakresu od 35 do 65 C. Gdy termostat zanotuje spadek temperatury wody w obiegu włącza pompę ponownie. Parametry pomp obiegowych Niektóre kotły centralnego ogrzewania wyposażone są fabrycznie w pompy obiegowe, dotyczy to zwłaszcza urządzeń na paliwa płynne i gaz. W pozostałych przypadkach pompę obiegową montuje się w układzie grzewczym na powrocie lub zasilaniu.
Fot. 5. Pompa MAGNA Oczywiście, aby pompa mogła spełnić zadanie, powinna być odpowiednio dobrana do wielkości instalacji długości rur i ilości grzejników czyli oporów instalacji. Kupując pompę obiegową, oprócz tak ważnych kryteriów jak trwałość, niezawodność i cena, trzeba wziąć pod uwagę przede wszystkim jej charakterystykę, czyli dopasować ją do instalacji. Charakterystyka to wykres zależności wysokości podnoszenia i natężenia przepływu wody czyli wydajność pompy. Wartości te, to parametry decydujące o przydatności danej pompy do układu, w którym ma być zainstalowana. Teoretycznie powinny być one podane w projekcie instalacji grzewczej. Często jednak (zwłaszcza w przypadku układów starszego typu) inwestor nie posiada tych danych - wtedy pozostaje wyczucie i doświadczenie instalatora oraz fachowa pomoc, którą można uzyskać u producentów urządzeń. Moc grzewczą instalacji w prosty sposób przelicza się na natężenie przepływu czynnika grzewczego: q = Q / (1,163 Dt) gdzie: q - natężenie przepływu wody w instalacji grzewczej w m3/h. Q - zapotrzebowanie na moc cieplną budynku w kw, Dt - różnica temperatury wody grzewczej w przewodach zasilającym i powrotnym w C. Przeliczmy to na przykładzie. W przypadku instalacji o mocy 15 kw i parametrów wody grzewczej - zasilanie: 80 C, powrót: 60 C - natężenie przepływu wody wyniesie: q = 15/(1,163 (80-60))= 0,645 m3/h. Obliczone w ten sposób natężenie przepływu wyznacza minimalną wydajność pompy obiegowej. Drugim parametrem potrzebnym do doboru właściwej pompy jest jej wysokość podnoszenia. Określa się ją w metrach słupa wody (dla uproszczenia często podaje się wysokość podnoszenia po prostu w metrach). Wartość wysokości podnoszenia pompy wynika z oporów przepływu wody w instalacji - powinna być równa spadkom ciśnienia na poszczególnych jej elementach. Największe spadki ciśnienia powodują: kocioł, zawory regulacyjne i grzejniki. Ich wartości powinny być podane w dokumentacji technicznej. W niedużych domach na ogół wystarczająca jest pompa o wysokości podnoszenia 2,5 m słupa wody. Mocniejsze pompy potrzebne są do instalacji ogrzewania podłogowego oraz domów o dużej powierzchni lub wielu piętrach. Przykładem niezwykle wydajnej
pompy jest Grundfos MAGNA której wysokość podnoszenia wynosi do 12 m. Fot. 6. Podłączanie pompy STRATOS PICO Pompa na miarę Dobór właściwej pompy obiegowej nie kończy się na obliczeniu wymaganej wysokości podnoszenia i natężenia przepływu wody. Trzeba dobrać właściwy typ urządzenia do typu instalacji grzewczej. Jednym z kryteriów doboru jest możliwość regulacji prędkości obrotowej. Pompy, poza najprostszymi modelami, mogą pracować z kilkoma prędkościami obrotowymi. Najlepsze z nich (na przykład firmy Grundfos takie jak Alpha 2 czy MAGNA, są sterowane elektronicznie - posiadają automatyczną, płynną regulację obrotów silnika. Są one zalecane do instalacji z zaworami termostatycznymi, które przymykają się i otwierają samoczynnie pod wpływem zmian temperatury w pomieszczeniach. Przymykanie zaworów powoduje zmianę oporu instalacji, co przy użyciu pompy z jedną prędkoz nich (na przykład firmy Grundfos takie jak Alpha 2 czy MAGNA, są sterowane elektronicznie - posiadają automatyczną, płynną regulację obrotów silnika. Są one zalecane do instalacji z zaworami termostatycznymi, które przymykają się i otwierają samoczynnie pod wpływem zmian temperatury w pomieszczeniach. Przymykanie zaworów powoduje zmianę oporu instalacji, co przy użyciu pompy z jedną prędkością obrotową powoduje głośny szum w kaloryferach. Elektroniczna regulacja obrotów spowoduje automatyczne spowolnienie obrotów pompy, a co za tym idzie zmniejszenie zapotrzebowania na energię, zwiększenie trwałości i redukcję hałasu. Gdy zawory otworzą się pompa automatycznie dostosuje się do zaistniałych warunków. Fot. 7. Instalacja z pompą UPS Prostszą odmianą tego typu urządzenia są pompy z ręczną regulacją obrotów. Taka pompa sprawdzi się w przypadku instalacji gdy nie ma danych pozwalających na wykonanie obliczeń i wyliczenie punktu pracy pompy. Również w przypadku błędnego obliczenia parametrów instalacji możliwe jest skorygowanie jej punktu pracy przez zmianę prędkości silnika. W takiej sytuacji mając pompę
jednobiegową musielibyśmy wymienić ją na inną. Montaż i eksploatacja pompy Najważniejszą sprawą podczas montażu pompy jest jej właściwe umiejscowienie. Trzeba po prostu zamontować pompę tak, aby kierunek przepływu wody zgodny był z oznaczeniami na jej korpusie. Dla bezpieczeństwa powinno się przed i za pompą zainstalować zawory odcinające, które w przypadku awarii pozwolą ją wymontować, bez opróżnienia instalacji z wody. Na trwałość pompy decydujący wpływ ma jakość wody w układzie grzewczym, dlatego warto zamontować filtr wyłapujący zanieczyszczenia. Wpłynie to dobrze nie tylko na pracę pompy, ale całej instalacji grzewczej. Trzeba oczywiście pamiętać o regularnym czyszczeniu filtra zapchany przestanie pełnić swą funkcję i zmniejszy wydajność systemu grzewczego. Należy również zwrócić uwagę na to, by pompa nie pracowała na sucho. Sytuacja taka może zdarzyć się w przypadku braku wody w układzie grzewczym. W nowoczesnych urządzeniach łożyska smarowane są wodą, tak więc, gdy jej zabraknie pompa może ulec uszkodzeniu. Fot. 8. Pompa ERGA Jak więc dobrać pompę? Podsumujmy po pierwsze pompa musi być odpowiednia do zastosowania. Inne pompy stosuje się do pracy w instalacjach grzewczych, klimatyzacyjnych, ciepłej wody użytkowej, czy wody pitnej. Po drugie o tym, jaką pompę wybrać zadecydują parametry pracy, czyli wydajność i wysokość podnoszenia. Muszą one spełniać wymagania instalacji grzewczej. Po trzecie należy sprawdzić jaki jest pobór mocy urządzenia, ma to bowiem wpływ na koszty eksploatacji. Po czwarte zdecydujmy, czy potrzebna jest nam pompa ze zmienną prędkością obrotową. Jeżeli tak, to czy potrzebujemy pompę sterowaną elektronicznie, czy wystarczy ręczna regulacja prędkości. Ma to wpływ na cenę urządzenia. Po piąte pamiętajmy, że im bliżej pomieszczeń mieszkalnych zamontowana będzie pompa, tym ciszej powinna pracować. Głupio by przecież było zapewnić sobie komfortowe ogrzewanie kosztem ciszy w sypialni. KONTAKT FACHOWY INSTALATOR Tel: +48 22 635 05 82 Fax: +48 22 635 41 08
Adres: Hajoty 53/2 01-821 Warszawa