Jak vypočítat tepelné čerpadlo: příklady výpočtu a pravidla výběru

Oběhové čerpadlo je malé zařízení, jehož hlavním úkolem je zlepšit provoz a zvýšit výkon topného systému. Řeže přímo do potrubí a optimalizuje rychlost pohybu chladicí kapaliny. Díky tomu se i dům s velkým obytným prostorem dostatečně rychle vytopí.

Chcete-li koupit optimální model, musíte zjistit, jak vypočítat tepelné čerpadlo a na jaké nuance se zaměřit při výběru. Náš článek je věnován těmto otázkám – v tomto materiálu jsme se podívali na příklad výpočtů zařízení, věnovali jsme pozornost principu fungování a hlavním typům čerpadel.

Poskytli jsme také doporučení pro výběr, instalaci a bezpečný provoz čerpacího zařízení, článek opatřili vizuály, fotografiemi a vhodnými videi s výpočtem potřebného výkonu zařízení a tipy pro jeho instalaci do topného okruhu.

Princip činnosti a účel čerpadla

Hlavním problémem pro obyvatele nejvyšších pater bytových domů a majitele venkovských chat jsou studené radiátory. V prvním případě se chladicí kapalina jednoduše nedostane do jejich domova a ve druhém se nejvzdálenější úseky potrubí nezahřívají. A to vše je způsobeno nedostatečným tlakem.

Kdy je třeba použít čerpadlo?

Jediným správným řešením v situaci s nedostatečným tlakem by byla modernizace topného systému s chladicí kapalinou cirkulující pod vlivem gravitace. Zde pomůže instalace čerpadla. Zde jsou diskutovány základní schémata pro organizaci vytápění s cirkulací čerpadla.

Tato možnost bude účinná i pro majitele soukromých domů, což jim umožní výrazně snížit náklady na vytápění. Významnou výhodou takového cirkulačního zařízení je schopnost měnit rychlost chladicí kapaliny. Hlavní věcí je nepřekračovat maximální přípustné hodnoty pro průměr potrubí vašeho topného systému, aby se zabránilo nadměrnému hluku během provozu jednotky.

Pro obytné místnosti se jmenovitým průměrem potrubí 20 mm a více je tedy rychlost 1 m/s. Pokud nastavíte tento parametr na nejvyšší hodnotu, můžete dům vytopit v co nejkratším čase, což je důležité, když majitelé byli pryč a budova měla čas vychladnout. To vám umožní získat maximální množství tepla s minimálním časem.

Čerpadlo je důležitým prvkem systému vytápění domu. Pomáhá zlepšit jeho účinnost a snížit spotřebu paliva

Princip fungování zařízení

Cirkulační jednotka pracuje pomocí elektromotoru. Z jedné strany odebírá ohřátou vodu a na druhé ji tlačí do potrubí. A z této strany opět přichází nová porce a vše se opakuje.

Chladicí kapalina se pohybuje potrubím topného systému díky odstředivé síle. Proces provozu čerpadla je trochu jako provoz ventilátoru, pouze necirkuluje vzduch po místnosti, ale chladicí kapalina potrubím.

Tělo zařízení je nutně vyrobeno z materiálů odolných proti korozi a na výrobu hřídele, rotoru a kola s lopatkami se obvykle používá keramika.

Hlavní typy tepelných čerpadel

Všechna zařízení nabízená výrobci jsou rozdělena do dvou velkých skupin: čerpadla „mokrého“ nebo „suchého“ typu. Každý typ má své výhody a nevýhody, které je třeba vzít v úvahu při výběru.

Zařízení mokrého typu

Tepelná čerpadla, nazývaná „mokrá“, se liší od svých protějšků tím, že jejich oběžné kolo a rotor jsou umístěny v tepelné kapalině. Elektromotor je v tomto případě umístěn v utěsněné skříni, kam se vlhkost nedostane.

Tato možnost je ideálním řešením pro malé venkovské domy. Taková zařízení se vyznačují svou tichostí a nevyžadují pečlivou a častou údržbu. Navíc se snadno opravují, seřizují a lze je používat při stabilní nebo mírně se měnící úrovni průtoku vody.

Charakteristickým rysem moderních modelů „mokrých“ čerpadel je jejich snadná obsluha. Díky přítomnosti „chytré“ automatizace můžete bez problémů zvýšit produktivitu nebo přepínat úrovně vinutí

Pokud jde o nevýhody, výše uvedená kategorie se vyznačuje nízkým výkonem. Tato nevýhoda je dána nemožností zajistit vysokou těsnost manžety oddělující chladivo a stator.

Zařízení „suchého“ typu

Tato kategorie zařízení se vyznačuje absencí přímého kontaktu rotoru s ohřátou vodou, kterou čerpá. Celá pracovní část zařízení je od elektromotoru oddělena pryžovými ochrannými kroužky.

Hlavním rysem takového topného zařízení je jeho vysoká účinnost. Tato výhoda ale přichází s významnou nevýhodou v podobě vysoké hlučnosti. Problém je vyřešen instalací jednotky v samostatné místnosti s dobrou zvukovou izolací.

Při výběru stojí za to vzít v úvahu skutečnost, že čerpadlo „suchého“ typu vytváří vzduchovou turbulenci, takže mohou stoupat malé prachové částice, což negativně ovlivní těsnicí prvky a tím i těsnost zařízení.

Výrobci tento problém vyřešili takto: při provozu zařízení se mezi pryžovými kroužky vytvoří tenká vrstva vody. Působí jako mazivo a zabraňuje zničení těsnících částí.

Zařízení se zase dělí do tří podskupin:

Zvláštností první kategorie je vertikální umístění elektromotoru. Takové zařízení se vyplatí zakoupit pouze v případě, že plánujete čerpat velké množství chladicí kapaliny. Pokud jde o bloková čerpadla, instalují se na rovný betonový povrch.

Bloková čerpadla jsou navržena pro průmyslové použití, kde jsou vyžadovány velké průtokové a tlakové charakteristiky.

Konzolová zařízení se vyznačují umístěním sacího potrubí na vnější straně spirály, zatímco výtlačné potrubí je umístěno na opačné straně těla.

O konstrukci a principu fungování čerpadel jsme mluvili podrobněji v tomto článku.

Na co si dát pozor při výběru čerpadla?

Výběr čerpadla pro autonomní vytápění by měl být proveden na základě hydraulických charakteristik topného systému venkovského domu. Proto před návštěvou obchodu budete muset vypočítat optimální množství tepla, které bude zapotřebí k udržení příjemné teploty v místnostech.

Další informace, se kterými se musíte seznámit, vám pomohou správně provádět hydraulické výpočty. Nebo můžete využít radu kompetentního specialisty.

Optimální množství tepla pro konkrétní objekt je ovlivněno mnoha faktory:

• materiál používaný pro stavbu a izolaci stěn;
• klimatické podmínky;
• vlastnosti stropů a podlah;
• přítomnost termostatických ventilů;
• vlastnosti oken s dvojitým zasklením instalovaných v chatě.

Při výběru čerpadla pro autonomní vytápění je třeba věnovat zvláštní pozornost rozsahu použití konkrétního modelu, počtu otáček a hlučnosti. Důležitou roli hraje také výrobce a cena zařízení.

Při výběru zařízení pro organizaci nuceného oběhu v topném systému je třeba věnovat zvláštní pozornost technickým vlastnostem, aby se zabránilo spuštění čerpadla naprázdno nebo na hranici jeho možností.

Kritérium č. 1 – rozsah použití zařízení

Ve většině případů odborníci doporučují instalaci tepelných čerpadel, jejichž rotory jsou zcela ponořeny do chladicí kapaliny. Kromě nízké hladiny hluku se tyto typy jednotek skutečně lépe vyrovnávají s vysokým zatížením.

Výsledkem je, že systém s „mokrým“ zařízením vydrží déle, bude snadněji opravitelný a nebude vyžadovat nadměrnou pozornost.

Dejte přednost modelům, které používají odolnou ocel a ložiska a hřídel je vyrobena z keramiky. Jejich výhoda spočívá v životnosti, která je minimálně dvě desetiletí.

Měli byste se vyhnout nákupu litinového oběhového čerpadla. Koneckonců, takové zařízení se rychle stane nepoužitelným a bude vyžadovat výměnu.

Pokud volba padla na tepelné čerpadlo „mokrého“ typu, musíte vzít v úvahu, že by nemělo být instalováno v topném systému chaty otevřeného typu. V tomto případě skutečně ohřátá voda, která maže mechanismus, obsahuje různé nečistoty.

Mikročástice písku mohou například ucpat mezeru mezi rotorem a statorem, což povede k rychlému selhání čerpadla.

Pokud jde o otevřené systémy, tento druh zařízení v nich může fungovat roky. Navíc nebude vyžadovat žádnou speciální údržbu.

Kritérium č. 2 – výpočet optimálního výkonu

Výkon čerpadla navrženého pro provoz v topném systému lze vypočítat nezávisle. K tomu budete potřebovat celkovou délku potrubí, kterým bude zařízení čerpat chladicí kapalinu.

Na každých 10 metrů délky odebíráme 0,6 metru tlaku zařízení. Takže pro malý dům s délkou topného okruhu 70 metrů budete potřebovat čerpadlo s tlakem 4,2 metru.

Můžete jít jiným způsobem a vypočítat tento ukazatel pomocí vzorce:

Q = 0,86*R/TF-TR,

• R – potřeba tepla v místnosti;
• TF и TR ukazují teplotu chladicí kapaliny při přívodu do systému a na jeho výstupu. Použité hodnoty jsou stupně Celsia.

V evropských zemích se jako parametr R používají převážně dvě hodnoty: 100 W/m2 pro dům s jedním nebo dvěma byty a 70 W/m2 pro vícebytové domy.

Výše uvedená metoda je pouze jedním z mnoha způsobů výpočtu optimálního výkonu oběhového čerpadla. Pouze kvalifikovaný odborník může provádět nejpřesnější výpočty.

Pokud potřebujete provádět výpočty s minimální chybou, doporučuje se použít speciální tabulky. Poskytují hodnoty, které jsou optimální pro určité domy a byty

Kritérium č. 3 – počet otáček a hlučnost čerpadla

Hlavním rysem moderních modelů čerpadel je možnost jejich přizpůsobení. Výkon můžete regulovat přepínáním rychlosti jednotky.

Dnes jsou nejrozšířenější modely se třemi rychlostmi. To vám umožní co nejrychleji vytopit obytné prostory při náhlém chladu a v případě oteplení snížit výkon zařízení, a tím šetřit energii.

Pokud potřebujete koupit zařízení, které produkuje minimální možný hluk, pak by nejlepší volbou bylo „mokré“ čerpadlo.

Pokud nainstalujete jednotku se „suchým“ rotorem, během jejího provozu uslyšíte cizí zvuk vyplývající z otáčení ventilátoru ochlazujícího elektromotor. Proto je lepší instalovat takové zařízení v samostatné místnosti a pro obývací pokoj zvolit něco méně hlasitého.

Nízká hlučnost „mokrých“ čerpadel je hlavním důvodem jejich oblíbenosti

Cizí hluk, který se objevuje během spouštění, nemusí vždy znamenat poruchu. Poměrně často se to stává kvůli vzduchu, který zůstává v topném systému. K vyřešení tohoto problému se doporučuje před spuštěním odvzdušnit vzduch pomocí speciálních ventilů.

Kritérium č. 4 – výrobce a cena zařízení

Po provedení všech potřebných výpočtů můžete začít prohlížet katalog s oběhovými čerpadly. Je lepší zadat objednávku na webových zdrojích, které mají promyšlený systém filtrování produktů. To vám umožní rychle najít modely s optimálními vlastnostmi.

Současný trh nabízí široký výběr čerpadel pro topné systémy. Stovky výrobců tvrdí, že jejich výrobky jsou spolehlivé, kvalitní a odolné. Ne vždy ale uvedené charakteristiky odpovídají těm skutečným. Proto je lepší objednávat zařízení vyráběná výrobci, kteří o sobě dali vědět po celém světě.

Do seznamu známých a spolehlivých společností vyrábějících čerpadla pro topné systémy by měly být přidány následující značky:

Náklady na jednotky pro organizaci nuceného čerpání chladicí kapaliny zcela závisí na výkonu, typu čerpadla a značce. Obvykle se cena zařízení pohybuje od 60 do 220 USD. Doporučujeme, abyste se seznámili s deseti nejlepšími tepelnými čerpadly podle uživatelů.

Pokud jde o domácí výrobce, ti nevyrábí vybavení pro domácnost, ale nabízejí pouze modely určené pro použití pro průmyslové účely.

Nejčastěji jsou oběhová čerpadla sériově vyráběna a mají průměrné parametry, což vytváří určité problémy při výběru zařízení. V tomto případě je lepší dát přednost zařízení, které pracuje v několika režimech

Vlastnosti instalace oběhového čerpadla

Abyste zajistili efektivní provoz domácího topného systému, měli byste zvolit správné místo v topném kruhu pro instalaci zařízení. Doporučuje se najít oblast, kde je vždy pozorován přetlak vody v oblasti sání chladicí kapaliny. Existuje několik metod, kterými lze tohoto stavu uměle dosáhnout.

První metodou je zvednutí expanzní nádoby o 0,8 m vzhledem k nejvyšší části potrubí. To lze realizovat pouze v domě, kde to stropy umožňují. Dobrým řešením by byla instalace expanzní nádrže v podkroví. V tomto případě ale budete muset střechu začít izolovat, abyste předešli zbytečným tepelným ztrátám.

Druhým způsobem je přesunout trubku z expanzní nádrže z přívodní stoupačky a zaříznout ji do místa, kde je poblíž sací potrubí čerpadla. Díky tomu je možné vytvořit jednoduše ideální podmínky pro organizaci nuceného čerpání teplé vody v domácím topném systému.

Čerpadlo lze instalovat přímo do přívodního potrubí. Takové řešení bude vhodné pouze tehdy, pokud cirkulační zařízení vydrží maximální možnou teplotu chladicí kapaliny

Podrobná doporučení pro instalaci čerpadla, schéma potrubí a pokyny k instalaci krok za krokem jsou uvedeny v následujícím článku.

Pravidla a nuance provozu zařízení

Oběhové čerpadlo se nekupuje na rok nebo dokonce na dva. Každý majitel venkovského domu proto musí zajistit, aby zařízení bylo v dobrém provozním stavu po mnoho let. Spolehlivosti a správné funkce zařízení lze dosáhnout pouze správnou a včasnou údržbou.

Seznam základních pravidel pro provoz tepelného čerpadla musí obsahovat následující aspekty:

• je zakázáno zapínat zařízení s nulovým napájením;
• ujistěte se, že je zařízení uzemněno;
• ujistěte se, že se elektromotor nezahřívá nad přípustnou normu;
• zkontrolujte připojení ve svorkovnici na přítomnost/nepoškození a všechny kabely musí být zcela suché;
• ujistěte se, že při spuštění zařízení nedochází k žádnému cizímu hluku nebo vibracím;
• zařízení musí pracovat na úrovni průtoku chladicí kapaliny doporučené výrobcem;
• Je zakázáno provozovat oběhové čerpadlo bez vody.

Pokud je zařízení delší dobu nečinné, doporučuje se jej zapnout na 10-30 minut každý měsíc. Toto jednoduché pravidlo pomůže vyhnout se oxidaci a v důsledku toho blokování hřídele.

Pokud se při provozu čerpadla vyskytnou nějaké poruchy nebo problémy, měli byste co nejdříve zavolat odborníka. To pomůže zbavit se mnoha problémů a neplánovaných finančních výdajů.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat teplotě chladicí kapaliny. Ta by neměla přesáhnout 60-65 stupňů Celsia. Pokud toto pravidlo zanedbáte, v potrubí a uvnitř čerpadla se objeví sediment, což negativně ovlivní provoz celého topného systému.

Běžné poruchy

Nejčastějším problémem, který způsobuje selhání zařízení, které zajišťuje nucené čerpání chladicí kapaliny, je jeho prodloužená odstávka.

Nejčastěji se topný systém aktivně používá v zimě a během teplé sezóny je vypnutý. Jelikož ale voda v něm není čistá, v potrubí se časem tvoří usazeniny. V důsledku nahromadění solí tvrdosti mezi oběžným kolem a čerpadlem přestane jednotka pracovat a může selhat.

Výše uvedený problém lze vyřešit poměrně snadno. Chcete-li to provést, musíte se pokusit spustit zařízení sami odšroubováním matice a ručním otočením hřídele čerpadla. Často je tato akce více než dostatečná.

Pokud se zařízení přesto nespustí, pak je jediným řešením demontáž rotoru a následné důkladné vyčištění čerpadla od nahromaděných usazenin soli.

Závěry a užitečné video k tématu

Video vypráví o výpočtu výkonu oběhového zařízení:

Správná instalace je klíčem k vynikajícímu výkonu jakéhokoli zařízení. Vlastnosti instalace topného čerpadla ve videu:

Topný systém, kde se k organizaci pohybu chladicí kapaliny používá čerpadlo, má mnoho výhod. Ale abyste jej mohli přesně nainstalovat, budete muset strávit trochu času analýzou nuancí a výběrem vybavení. Pouze v tomto případě můžete udělat svůj domov skutečně teplým a útulným.

Chcete do svého topného systému přidat čerpadlo, ale nejste si jisti výpočty? Zeptejte se na své otázky v sekci komentářů – naši odborníci se vám pokusí pomoci.

Nebo možná chcete doplnit náš materiál užitečnými komentáři? Nebo navrhnout jinou možnost výpočtu tepelného čerpadla? Své připomínky a doporučení pište pod tento článek.