Dopravná výška čerpadla je kľúčový parameter, ktorý predstavuje maximálnu výšku, do akej je čerpadlo schopné dopravovať kvapalinu. Vyjadruje sa v metroch vodného stĺpca (m) a hovorí o tlakovom výkone čerpadla. Jednoducho povedané - čím je dopravná výška väčšia, tým vyššie alebo ďalej dokáže čerpadlo vodu dopravovať.
Dopravná výška sa meria ako rozdiel medzi sacími a výtlačnými podmienkami čerpadla - teda medzi úrovňou, z ktorej čerpadlo nasáva vodu, a úrovňou, do ktorej ju vytláča.
Význam správneho výberu dopravnej výšky
Pri výbere čerpadla je dopravná výška jedným z najzásadnejších parametrov. Ak zvolíte čerpadlo s príliš malou dopravnou výškou, voda sa nemusí dostať na požadované miesto alebo bude tlak slabý. Naopak, čerpadlo s príliš vysokou dopravnou výškou môže byť neefektívne, hlučné a energeticky náročné. Správne zvolená dopravná výška zaručuje optimálny výkon čerpadla, dlhšiu životnosť a nižšie prevádzkové náklady.
Dopravná výška úzko súvisí s prietokom čerpadla - ide o vzájomne prepojené veličiny. Čím väčšia je dopravná výška, tým menší býva prietok, pretože čerpadlo musí prekonať väčší odpor. Naopak, pri menšej dopravnej výške čerpadlo dokáže dodávať väčší objem vody za rovnaký čas. Každé čerpadlo má preto svoju charakteristickú krivku výkonu, ktorá zobrazuje vzťah medzi dopravnou výškou a prietokom. Jej správna interpretácia je nevyhnutná na to, aby čerpadlo pracovalo efektívne a spoľahlivo v požadovanom rozsahu.
Obehové čerpadlá vo vykurovacích systémoch
Obehové čerpadlá ku kotlu zabezpečujú cirkuláciu vody v vykurovacích systémoch, a teda priamo ovplyvňujú výkon kúrenia aj náklady na vykurovanie. Na trhu je veľmi bohatá ponuka obehových čerpadiel, ktoré sa líšia svojimi funkciami aj technickými parametrami.
Prečo je správne dimenzované čerpadlo dôležité?
Poddimenzované čerpadlo nefunguje dostatočne ani spoľahlivo, výsledkom čoho je nedostatočné vykurovanie najmä vo vzdialenejších miestach. Čerpadlo sa navyše môže častejšie preťažovať, čo skracuje jeho životnosť. Pre novostavby a väčšie rekonštrukcie rodinných domov či pri zmenách parametrov vykurovacej sústavy je nutné vlastnosti čerpadla vypočítať.
Výpočet kľúčových parametrov čerpadla
Výpočet správnych parametrov obehového čerpadla je pomerne náročný a patrí do rúk odborníkov.
Výpočet prietoku
Prietok sa udáva v m³/h, je teda potrebné poznať požadovaný objem čerpanej vody v konkrétnom časovom úseku. Prietok znamená, koľko vykurovacej vody a ako rýchlo v dome cirkuluje, tento parameter teda priamo ovplyvňuje tepelný komfort v domácnosti. Výpočet prietoku čerpadla vychádza z požiadaviek na teplo a z rozdielu teplôt na vstupe a výstupe.
Výpočet dopravnej výšky pre uzavreté systémy
Dopravná výška čerpadla sa udáva v metroch, resp. decimetroch. Tento parameter hovorí, do akej vzdialenosti je čerpadlo schopné efektívne distribuovať vykurovaciu vodu. Pre výpočet dopravnej výšky čerpadla musíte teda poznať dĺžku potrubia k najvzdialenejšiemu bodu, ku ktorému má čerpadlo vodu čerpať. Teplovodné vykurovacie systémy sú uzavreté, to znamená, že sa neprekonáva geodetický (výškový) rozdiel. Určujúca je teda iba dĺžka a vnútorný priemer potrubia, tlaková strata a odpory (napríklad ohyby, ventily, tvarovky).
Modelový príklad výpočtu
Pre modelový príklad sme zvolili starší rodinný dom s pôdorysom 10×10 m, 3 podlažiami a radiátorovým kúrením v miernych klimatických podmienkach. Dom má izoláciu a izolačné okná. Teplota vstupnej vody je 80 °C, na výstupe 40 °C. Vnútorný priemer potrubia je 32 mm a najdlhšia trasa meria 50 m. Tieto údaje sú nevyhnutné pre presný výpočet prietoku a dopravnej výšky.
Dôležité parametre pre výber obehového čerpadla
Pri výbere obehového čerpadla pre rodinný dom je okrem prietoku a dopravnej výšky potrebné zohľadniť niekoľko ďalších parametrov. Pre správnu inštaláciu obehového čerpadla je potrebné zvoliť zodpovedajúci typ a priemer závitu aj vstavanú dĺžku čerpadla. Na základe vlastností vykurovacej sústavy potom vyberte minimálnu a maximálnu teplotu vykurovacej vody a tlak. Dôležitá je tiež regulácia výkonu a ďalšie funkcie, ktoré pomáhajú optimalizovať prevádzku samotného čerpadla aj celého vykurovacieho systému.
Napríklad malé a úsporné obehové čerpadlá, ako je Grundfos Alpha2, ponúkajú patentovanú funkciu AUTOADAPT, ktorá automaticky analyzuje vykurovaciu sústavu a aktuálne požiadavky a optimalizuje nastavenie výkonu čerpadla, čím zvyšuje efektivitu vykurovacieho systému. To prináša energetické úspory aj komfort. Konzultácia s odborníkom je vždy odporúčaná pre optimálny výber a dimenzovanie.
Čerpadlo na kondenzát
V prípade nemožnosti odvodu kondenzátu z kotla priamo do odpadového kanálu (ak sa nedá dosiahnuť trvalý sklon odtokovej hadice kondenzátu), je nutné použiť čerpadlo na kondenzát, ktoré umožní dopraviť kondenzát na vyššie položené miesto.
Príklad špecifikácií pre čerpadlo na kondenzát (napr. model 0020212569):
- Napájacie napätie: 230V/50Hz
- Maximálna dopravná výška: 4 m
- Objem nádržky: 1,7 l
- Rozmery (š/v/h): 126/180/280 mm
- Súčasťou dodávky je odtoková hadica obvodu 10x14mm a dĺžky 6m a prívodná hadica kondenzátu 19x26mm s dĺžkou 1,15 m.
Moderné kondenzačné kotly a ich čerpadlá
Plynový kondenzačný kotol, napríklad ecoTEC plus VU 806/5-5, je plynový kotol s kondenzačným nerezovým výmenníkom. Najnovší kotol ecoTEC plus je kombináciou toho najlepšieho z obidvoch platforiem kondenzačných kotlov. Disponuje výkonom a vysokým obsahom vody ako stacionárny kotol, ale tiež vysokou účinnosťou, variabilitou a kompaktnou veľkosťou ako závesný kotol. Vďaka širokému rozsahu modulácie od 20 % do 100 % a plynulej regulácii výkonu je kotol ecoTEC plus energeticky veľmi úsporný.
Jeho srdcom je inovatívny nerezový tepelný výmenník s obsahom vody až 24 litrov - pre jednoduché hydraulické pripojenie aj v existujúcich budovách. Vďaka vysoko kvalitnej nerezovej oceli je tepelný výmenník chránený pred koróziou a zároveň má vysokú životnosť. Spoľahlivosť nového kotla ecoTEC plus je garantovaná vysokou kvalitou spracovania, spoľahlivými komponentmi a diagnostickým systémom, monitorujúcim priebeh prevádzky vykurovacieho systému. Kompletné pripojovacie príslušenstvo zjednodušuje inštaláciu a elektronicky riadené vysoko účinné čerpadlo šetrí elektrickú energiu. Všetky komponenty kotla sú dostupné z prednej strany kotla, čo zjednoduší jeho údržbu.
Medzi kľúčové vlastnosti moderných kondenzačných kotlov patria:
- Nerezový kondenzačný výmenník
- Normovaný stupeň využitia tepla 108 %
- Hodnota NOx v spalinách pod 50 mg/kWh
- Pomer modulácie výkonu (1:5)
- Čerpadlová skupina s vysoko účinným obehovým čerpadlom
Experimentálne merania a typy regulácie obehových čerpadiel
V súčasnosti je množstvo vykurovacích systémov vybavených neregulovanými obehovými čerpadlami. Výsledkom je výrazná nadspotreba elektrickej energie - až desaťnásobne vyššia, ako potrebuje najnovšia generácia obehových čerpadiel. V mnohých prípadoch sa výmenou obehového čerpadla môžu ušetriť finančné prostriedky a znížiť uhlíková stopa.
Experimentálne merania prebiehali v laboratóriu v Ústave TZB a tepelných pochodov Strojníckej fakulty Technicko-ekonomickej univerzity v Budapešti. Pri uskutočnení experimentálnych meraní slúžil ako zdroj tepla nástenný plynový kondenzačný kotol JUNKERS Cerapur Smart ZSB 22-3C s tepelným výkonom v rozpätí od 3,0 do 22,0 kW. Daný kondenzačný kotol zásobuje teplom časť laboratória, v ktorej prebiehali experimentálne merania.
Charakteristika vykurovacej sústavy
Od zdroja tepla vedú oceľové potrubné rozvody cez hydraulickú výhybku (anuloid) oddeľujúcu kotlové okruhy od vykurovacích okruhov. Následne pokračujú rozvody vykurovania do združeného rozdeľovača a zberača s piatimi vetvami. Na účely experimentálneho merania sa použila jedna vykurovacia vetva, ktorá reprezentovala simulovanú vykurovaciu sústavu. Obeh teplonosnej látky na sledovanej vykurovacej vetve zabezpečuje obehové čerpadlo Grundfos MAGNA 3 32-120 F 220 osadené do oceľového potrubia dimenzie DN 32. Charakteristiku sústavy, resp. jej dynamické správanie, zastupuje regulačný ventil TA Hydronics DN 32 inštalovaný v spätnom potrubí danej vykurovacej vetvy.
Analýza parametrov pri rôznych nastaveniach
Parametre obehového čerpadla sa analyzovali pri dvoch okrajových podmienkach:
- Simulovala sa vykurovacia sústava pri teplote teplonosnej látky okolo 40 °C, ktorá reprezentuje prechodné obdobia vykurovacej sezóny (jar, jeseň). Obehové čerpadlo bolo nastavené na rôzne charakteristiky pracovnej krivky.
- Simulovala sa vykurovacia sústava pri teplote teplonosnej látky okolo 60 °C, ktorá reprezentuje vrchol vykurovacej sezóny (zima).
Obehové čerpadlo (MAGNA 3 32-120 F 220) bolo pri oboch prevádzkových teplotách (40 °C, resp. 60 °C) nastavené na prevádzku na konštantné otáčky, proporcionálny tlak a na záver na funkciu AutoADAPT. Dynamické správanie sa vykurovacej sústavy počas vykurovacej sezóny, resp. počas kratších období, sa demonštrovalo pomocou regulačného ventilu TA HYDRONICS inštalovaného vo vratnom potrubí. Číslo reprezentuje počet otáčok na regulačnom ventile, pričom hodnota 4,2 znamená, že ventil je úplne otvorený (nekladie žiadny odpor) a číslo 0 znamená, že je ventil úplne zatvorený (nepreteká cez neho žiadne množstvo teplonosnej látky), kladie najväčší odpor.
Regulácia na konštantný tlak
Pri nastavení obehového čerpadla (OČ) na konštantný tlak bola daná hodnota výtlačnej výšky H = 9,5 m úspešne dodržaná, aj pri znižujúcom sa objemovom prietoku V (m³/h) obehové čerpadlo stále dodržiavalo konštantnú výtlačnú výšku.
Regulácia na proporcionálny tlak
Pri nastavení OČ na reguláciu na proporcionálny tlak môžeme potvrdiť, že s klesajúcim objemovým prietokom adekvátne klesá aj dopravná výška obehového čerpadla H (m). Zaujímavosťou bolo, že pri nastavení ventilu na hodnotu 1,5 bolo počuť určité pískanie vo ventile a pri hodnote 1,0 nastavenia ventilu bolo dodatočne počuť aj syčanie.
Regulácia podľa konštantnej krivky
Nasledujúce nastavenie - regulácia podľa konštantnej krivky - predstavuje reguláciu, ktorú používali najstaršie modely obehových čerpadiel (NTV, NTR). Tu môžeme sledovať, že pri poklese prietoku ventilom (uzatváranie ventilu) klesá aj objemový prietok V (m³/h) teplonosnej látky obehovým čerpadlom, avšak paradoxne sa zvyšuje dopravná výška obehového čerpadla z hodnoty H = 9,8 m až do vysokých hodnôt H = 12,76 m. Hlavným negatívnym javom bola okrem zvyšujúcich sa otáčok veľká hlučnosť čerpadla a veľmi nekomfortná prevádzka.
Regulácia s funkciou AutoADAPT
Posledným meraným spôsobom regulácie bolo nastavenie obehového čerpadla na funkciu AutoADAPT, ktorá by mala samostatne zabezpečiť a vyhodnotiť požiadavky vykurovacej sústavy a podľa nich nastaviť prevádzku obehového čerpadla. Dopravná výška H (m) obehového čerpadla bola skoro počas celého merania konštantná na úrovni približne H = 1,5 m. Potrebný príkon OČ klesal so znižujúcim sa objemovým prietokom, pričom otáčky a účinnosť OČ boli počas celého merania takmer identické. Čerpadlo išlo veľmi ekonomicky a nebolo ho takmer počuť.
Porovnanie čerpadiel: Vertikálne čerpadlo vs. horizontálne čerpadlo | Kompletný sprievodca.
Na základe nameraných hodnôt v laboratórnych podmienkach možno konštatovať, že sa potvrdili údaje deklarované výrobcami a všeobecne zaužívané vedomosti o daných druhoch obehových čerpadiel, najmä čo sa týka efektivity moderných regulačných funkcií.
Nástroje pre výber a výpočet
Riešenie, ktoré umožňuje rýchly výber nového čerpadla a výpočet takých parametrov, ako je požadovaný prietok a dopravná výška, je napríklad aplikácia Wilo-Assistant. V okne pre výber čerpadla zadajte požadovaný prietok a výtlačnú výšku, označte aplikáciu (vykurovanie/teplá voda) a potom vyberte príslušné obehové alebo cirkulačné čerpadlo.
Na karte „výpočet potrubia“ je možné vypočítať požadovaný prietok. Stačí zadať informácie, ako je teplota prívodnej vody, teplota výstupnej vody a kapacita systému. Program automaticky vypočíta prietok. Pre výpočet požadovanej výtlačnej výšky vyberte typ, dĺžku potrubia a miestne straty vďaka odporu, ako sú tvarovky, ventily, atď. Výtlačná výška čerpadla je súčtom odporov, ktoré musí médium v zariadení prekonať.
tags: #kondenzacny #kotol #vytlak #20metrov