Jak vypočítat čerpadlo pro vytápění: příklady výpočtů a pravidla výběru zařízení

Oběhové čerpadlo je zařízení malých rozměrů, jehož hlavním úkolem je zlepšit provoz a zvýšit výkon topného systému. Je instalováno přímo do potrubí, čímž optimalizuje rychlost pohybu teplonosného média. Díky tomu se i dům s velkou obytnou plochou vytopí poměrně rychle.

Abyste si koupili optimální model, musíte pochopit, jak vypočítat čerpadlo pro vytápění a na jaké nuance se při výběru zaměřit. Těmto otázkám je věnován náš článek – v tomto materiálu jsme se zabývali příkladem výpočtu zařízení, věnovali pozornost principu činnosti a hlavním typům čerpadel.

Také jsme uvedli doporučení pro výběr, montáž a bezpečný provoz čerpadlového zařízení, článek jsme doplnili názornými fotografiemi a vhodnými videy s výpočtem potřebného výkonu zařízení a radami pro jeho instalaci do topného okruhu.

Princip činnosti a účel čerpadla

Hlavním problémem obyvatel posledních pater bytových domů a majitelů venkovských domů jsou studené radiátory. V prvním případě se teplonosné médium prostě nedostane do jejich bydlení, ve druhém případě se nevytápějí nejvzdálenější části potrubí. A to vše kvůli nedostatečnému tlaku.

Kdy je nutné použít čerpadlo?

Jediným správným řešením v situaci s nedostatečným tlakem je modernizace topného systému s teplonosným médiem cirkulujícím působením gravitace. Zde pomůže instalace čerpadla. Hlavní schémata organizace vytápění s oběhovým čerpadlem jsou popsána zde.

Tato možnost bude účinná i pro majitele rodinných domů, což umožňuje výrazně snížit náklady na vytápění. Významnou výhodou takového oběhového zařízení je možnost měnit rychlost pohybu teplonosného média. Hlavní je nepřekračovat maximální povolené hodnoty pro průměr trubek vašeho topného systému, aby se zabránilo nadměrnému hluku při provozu agregátu.

Ano, pro obytné místnosti při průměrném průchodu trubek 20 mm a více činí rychlost 1 m/s. Pokud tuto hodnotu nastavíte na nejvyšší úroveň, můžete dům zahřát za co nejkratší dobu, což je důležité v případě, že majitelé byli pryč a stavba stihla vychladnout. Tím získáte maximální množství tepla při minimální časové náročnosti.

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

Princip činnosti zařízení

Cirkulační jednotka funguje díky elektromotoru. Odebírá ohřátou vodu z jedné strany a tlačí ji do potrubí na druhé straně. Z této strany pak opět přichází nová dávka a vše se opakuje.

Právě díky odstředivé síle se teplonosná látka pohybuje trubkami topného systému. Proces fungování čerpadla trochu připomíná práci ventilátoru, jenže necirkuluje vzduch v místnosti, ale teplonosná látka v potrubí.

Skříň zařízení je vyrobena z materiálů odolných vůči korozi a pro výrobu hřídele, rotoru a lopatkového kola se obvykle používá keramika.

Hlavní typy čerpadel pro vytápění

Veškeré zařízení nabízené výrobci se dělí do dvou velkých skupin: čerpadla „mokrého“ nebo „suchého“ typu. Každý typ má své výhody a nevýhody, což je třeba při výběru zohlednit.

Zařízení „mokrého“ typu

Topná čerpadla nazývaná „mokrá“ se od svých analogů liší tím, že jejich oběžné kolo a rotor jsou umístěny v teplonosné látce. Elektromotor je přitom v hermeticky uzavřeném boxu, do kterého se vlhkost nemůže dostat.

Tato varianta je ideálním řešením pro malé venkovské domy. Tato zařízení se vyznačují tichým chodem a nevyžadují důkladnou a častou údržbu. Navíc se snadno opravují, nastavují a lze je použít při stabilním nebo mírně se měnícím průtoku vody.

Charakteristickým rysem moderních modelů „mokrých“ čerpadel je jejich jednoduchá obsluha. Díky „chytře“ automatizaci lze bez problémů zvýšit výkon nebo přepnout úroveň vinutí.

Co se týče nevýhod, výše uvedená kategorie se vyznačuje nízkým výkonem. Tento nedostatek je způsoben nemožností zajistit vysokou těsnost pouzdra, které odděluje teplonosnou látku a stator.

„Suchá“ varianta zařízení

Pro tuto kategorii zařízení je charakteristická absence přímého kontaktu rotoru s ohřátou vodou, kterou čerpá. Celá pracovní část zařízení je oddělena od elektromotoru gumovými ochrannými kroužky.

Hlavní předností takového topného zařízení je vysoká účinnost. Z této výhody však vyplývá podstatná nevýhoda v podobě vysoké hlučnosti. Problém se řeší instalací jednotky v oddělené místnosti s dobrou zvukovou izolací.

Při výběru je třeba zohlednit skutečnost, že čerpadlo «suchého» typu vytváří víření vzduchu, což může zvedat drobné částice prachu, což negativně ovlivní těsnicí prvky a tím i těsnost zařízení.

Výrobci tento problém vyřešili takto: při provozu zařízení se mezi pryžovými kroužky vytváří tenká vrstva vody. Ta plní funkci maziva a zabraňuje poškození těsnicích dílů.

Přístroje se dále dělí do tří podskupin:

• vertikální;
• blokové;
• konzolové.

Zvláštností první kategorie je vertikální umístění elektromotoru. Takové zařízení se vyplatí koupit pouze v případě, že se plánuje čerpání velkého objemu teplonosné látky. Pokud jde o bloková čerpadla, ta se instalují na rovný betonový povrch.

Bloková čerpadla jsou určena pro průmyslové použití, kdy jsou vyžadovány vysoké průtokové a tlakové charakteristiky

Konzolová zařízení se vyznačují umístěním sacího hrdla na vnější straně spirály, zatímco výtlačné hrdlo je na opačné straně tělesa.

Podrobněji o konstrukci a principu činnosti čerpadel jsme hovořili v tomto článku.

Na co se zaměřit při výběru čerpadla?

Volbu čerpadla pro autonomní vytápění je třeba provádět na základě hydraulických charakteristik topného systému venkovského domu. Před návštěvou obchodu je tedy nutné vypočítat optimální množství tepla potřebného k udržení komfortní teploty v místnostech.

Kvalifikované provedení hydraulického výpočtu vám pomůže dodatečná informace, se kterou se musíte seznámit. Nebo můžete využít rady kompetentního odborníka.

Na optimální množství tepla pro konkrétní objekt má vliv mnoho faktorů:

• materiál použitý pro stavbu a izolaci stěn;
• klimatické podmínky;
• vlastnosti stropů a podlah;
• přítomnost termostatických ventilů;
• vlastnosti izolačních dvojskel instalovaných v domě.

Při výběru čerpadla pro autonomní vytápění je třeba věnovat zvláštní pozornost oblasti použití konkrétního modelu, počtu rychlostí a úrovni hluku. Významnou roli hraje také výrobce a cena zařízení.

Při výběru zařízení pro zajištění nucené cirkulace v topném systému je třeba věnovat zvláštní pozornost technickým parametrům, aby nedošlo k chodu čerpadla naprázdno nebo na hranici jeho možností.

Kritérium #1 – oblast použití zařízení

Ve většině případů odborníci doporučují instalovat topná čerpadla, jejichž rotory jsou zcela ponořeny do teplonosné látky. Kromě nízké hlučnosti si totiž takové agregáty lépe poradí s vysokým zatížením.

V důsledku toho systém s „mokrým“ zařízením vydrží déle, bude snadnější na opravu a nebude vyžadovat nadměrnou pozornost.

Dávejte přednost modelům, které jsou vyrobeny z pevné oceli a ložisek, přičemž hřídel je keramická. Jejich výhodou je životnost nejméně dvě desetiletí.

Měli byste se vyhnout nákupu litinového oběhového čerpadla. Takové zařízení totiž rychle ztratí funkčnost a bude vyžadovat výměnu.

Pokud padla volba na topné čerpadlo „mokrého“ typu, je třeba zvážit, že by se nemělo instalovat do otevřeného topného systému chaty. V takovém případě ohřátá voda, která maže mechanismus, obsahuje různé nečistoty.

Například mikročástice písku mohou ucpat mezeru mezi rotorem a statorem, což povede k brzké poruše čerpadla.

Co se týče otevřených systémů, v nich může takové zařízení fungovat celé roky, aniž by vyžadovalo nějakou specializovanou údržbu.

Kritérium #2 – výpočet optimálního výkonu

Výkon čerpadla určeného pro práci v topném systému lze vypočítat samostatně. K tomu bude potřeba celková délka potrubí, kterým má zařízení přečerpávat teplonosnou látku.

Na každých 10 metrů délky počítáme 0,6 metru dopravní výšky zařízení. Tak pro malý dům s délkou topného okruhu 70 metrů bude potřeba čerpadlo s dopravní výškou 4,2 metru.

Lze jít jinou cestou a tento ukazatel vypočítat podle vzorce:

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

Kde:

• R — potřeba místnosti na teplo;
• TF a TR ukazují teplotu teplonosné látky při přívodu do systému a na jeho výstupu. Přitom se používají hodnoty ve stupních Celsia.

V evropských zemích se jako parametr R používají převážně dvě hodnoty: 100 W/m² — pro dům, kde se nachází jeden nebo dva byty, a 70 W/m² — pro vícebytové stavby.

Výše uvedená metoda je pouze jednou z mnoha způsobů výpočtu optimálního výkonu oběhového čerpadla. Maximálně přesné výpočty dokáže provést pouze kvalifikovaný odborník.

Když je třeba provést výpočty s minimální chybou, doporučuje se použít speciální tabulky. Jsou v nich uvedeny hodnoty, které jsou optimální pro různé domy a byty.

Kritérium #3 – počet rychlostí a hlučnost čerpadla

Hlavní vlastností moderních modelů čerpadel je možnost jejich nastavení. Výkon lze regulovat přepínáním rychlosti provozu zařízení.

V současné době jsou nejrozšířenější modely se třemi rychlostmi. To umožňuje při prudkém ochlazení co nejrychleji vytopit obytné místnosti, a v případě oteplení snížit výkon zařízení, čímž se ušetří elektrická energie.

Pokud potřebujete koupit zařízení vydávající co nejmenší hluk, pak nejlepší volbou bude čerpadlo „mokrého“ typu.

V případě instalace zařízení se „suchým“ rotorem bude při jeho provozu slyšet cizí zvuk vznikající otáčením ventilátoru chladícího elektrický motor. Proto je lepší takové zařízení instalovat do samostatné místnosti, a pro obytnou místnost zvolit něco méně hlučného.

Nízká hlučnost „mokrých“ čerpadel je hlavním důvodem jejich popularity.

Cizí hluk, který se objeví při spouštění, zdaleka ne vždy svědčí o poruše. Poměrně často je to způsobeno vzduchem, který zůstal v topném systému. K vyřešení tohoto problému se doporučuje před spuštěním vypustit vzduch pomocí speciálních ventilů.

Kritérium #4 – výrobce a cena zařízení

Po provedení všech nezbytných výpočtů můžete přistoupit k prohlížení katalogu oběhových čerpadel. Je lepší objednávat na těch webových zdrojích, které mají promyšlený systém filtrování produktů. To umožní rychle najít modely s optimálními vlastnostmi.

Na současném trhu je nabízen bohatý výběr čerpadel pro topné systémy. Stovky výrobců tvrdí, že jejich výrobky se vyznačují spolehlivostí, kvalitou a trvanlivostí. Ale zdaleka ne vždy deklarované parametry odpovídají skutečnosti. Proto je lepší objednávat zařízení od výrobců, kteří se proslavili po celém světě.

Do seznamu známých a spolehlivých firem zabývajících se výrobou čerpadel pro topné systémy je třeba uvést následující značky:

• Halm;
• Wilo;
• Ebara;
• DAB;
• AlfaStar;
• Pedrolo;
• Grundfos.

Cena zařízení pro organizaci nuceného oběhu teplonosné látky zcela závisí na výkonu, typu čerpadla a značce. Cena zařízení se zpravidla pohybuje v rozmezí od 60 do 220 dolarů. Doporučujeme se seznámit s desítkou nejlepších čerpadel pro vytápění podle názoru uživatelů.

Pokud jde o tuzemské výrobce, ti domácí zařízení nevyrábějí, ale nabízejí pouze modely určené k průmyslovému využití.

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.

Specifika montáže oběhového čerpadla

Aby byla zajištěna efektivní práce systému vytápění domu, je třeba správně vybrat místo v topném okruhu pro instalaci zařízení. Doporučuje se najít úsek, kde v oblasti sání tepelného nosiče je vždy přetlak vody. Známých je několik metod, pomocí kterých lze uměle dosáhnout této podmínky.

První způsob spočívá ve zvednutí expanzní nádoby o 0,8 m vzhledem k nejvyššímu úseku potrubí. Realizovat to lze pouze v domě, kde to umožňují stropy. Dobrým řešením bude instalovat expanzní nádobu na půdě. V tomto případě se však bude muset provést zateplení střechy, aby se předešlo zbytečným tepelným ztrátám.

Druhá metoda spočívá v přenesení trubky z expanzní nádoby z přívodní stoupačky a její zaústění do místa, kde je poblíž sací hrdlo čerpadla. Díky tomu lze vytvořit naprosto ideální podmínky pro organizaci nuceného čerpání horké vody v systému vytápění domu.

Čerpadlo lze instalovat přímo do přívodního potrubí. Takové řešení bude vhodné pouze v případě, že oběhové zařízení bude schopno odolat maximální možné teplotě tepelného nosiče.

Podrobná doporučení k instalaci čerpadla, schéma zapojení a podrobný montážní návod jsou uvedeny v následujícím článku.

Pravidla a nuance provozu zařízení

Oběhové čerpadlo se nekupuje na rok ani na dva. Proto by se každý majitel venkovského domu měl postarat o to, aby zařízení bylo v pořádku po mnoho let. Spolehlivosti a správného provozu zařízení lze dosáhnout pouze v případě správné a včasné údržby.

Do seznamu hlavních pravidel provozu topného čerpadla je třeba zahrnout následující aspekty:

• je zakázáno zapínat zařízení s nulovým průtokem;
• ujistěte se, že zařízení je uzemněno;
• zkontrolujte, zda se elektromotor nepřehřívá nad přípustnou mez;
• zkontrolujte spojení ve svorkovnici na přítomnost/nepřítomnost poškození a všechny kabely musí být zcela suché;
• ujistěte se, že při spouštění zařízení nevzniká žádný cizí hluk nebo vibrace;
• zařízení musí pracovat s doporučeným výrobcem úrovní průtoku teplonosné látky;
• je zakázáno spouštět oběhové čerpadlo bez vody.

Pokud je zařízení delší dobu nečinné, doporučuje se každý měsíc jej zapnout na 10-30 minut. Toto jednoduché pravidlo pomůže zabránit oxidaci a následnému zablokování hřídele.

V případě výskytu jakýchkoli poruch nebo problémů v provozu čerpadla byste měli co nejdříve zavolat technika. To pomůže vyhnout se mnoha problémům a neplánovaným finančním výdajům.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat teplotě teplonosné látky. Neměla by překročit 60–65 stupňů Celsia. Pokud se toto pravidlo zanedbá, vznikne v potrubí a uvnitř čerpadla usazenina, která negativně ovlivní provoz celého topného systému.

Často se vyskytující poruchy

Nejčastějším problémem, kvůli kterému zařízení zajišťující nucený oběh teplonosné látky selhává, je jeho dlouhá nečinnost.

Nejčastěji je topný systém aktivně používán v zimě a v teplém období vypnut. Protože však voda v něm není čistá, postupem času se v potrubí usazuje sediment. Kvůli hromadění solí tvrdosti mezi oběžným kolem a čerpadlem přestane jednotka fungovat a může selhat.

Výše uvedený problém se řeší poměrně snadno. K tomu je třeba se pokusit zařízení spustit sami odšroubováním matice a ručním otočením hřídele čerpadla. Často je takový úkon více než dostačující.

Pokud se přístroj přesto nespustí, jediným řešením bude demontáž rotoru a následné důkladné vyčištění čerpadla od nahromaděného usazeniny solí.

Závěry a užitečné video k tématu

O výpočtu výkonu oběhového zařízení pojednává video:

Správná instalace je zárukou vynikajícího provozu každého přístroje. Zvláštnosti montáže čerpadla pro vytápění ve videu:

Topný systém, kde je k organizaci pohybu teplonosné látky použito čerpadlo, má mnoho výhod. Aby však byla instalace bezchybná, bude třeba věnovat trochu času rozboru nuancí a výběru zařízení. Pouze v takovém případě můžete svůj domov učinit skutečně teplým a útulným.

Chcete přidat čerpadlo do topného systému, ale máte pochybnosti o výpočtech? Položte své otázky v bloku komentářů – naši odborníci se vám pokusí pomoci.

Nebo snad chcete doplnit náš materiál užitečnými poznámkami? Nebo navrhnout jiný způsob výpočtu topného čerpadla? Napište své poznámky a doporučení pod tento článek.