Dobór pomp do instalacji grzewczych w budynkach jednorodzinnych.

Komentarze

Transkrypt

Dobór pomp do instalacji grzewczych w budynkach jednorodzinnych.
07
Dobór pomp do instalacji
grzewczych w budynkach
jednorodzinnych.
Dobór pomp obiegowych instalacji centralnego ogrzewania przeprowadza się w oparciu o charakterystyki pomp podawane przez
producentów oraz charakterystyki instalacji. Na etapie projektowania instalacji określa się tzw. punkt pracy, czyli wymagany przepływ
zapewniający dostarczenie niezbędnej ilości ciepła oraz straty ciśnienia przy tym przepływie.
Dobór pompy w tym wypadku sprowadza się do znalezienia
pompy o takiej charakterystyce, żeby punkt przecięcia jej
charakterystyki i charakterystyki instalacji (tzw. rzeczywisty
punkt pracy) leżał możliwie blisko obliczeniowego punktu
96401852 TP 32-120/2 50 Hz
pracy, (rys.1).
H
[m]
TP 32-120/2, 3*400 V, 50Hz
Q = 8.61 m3/h
H = 7.01 m
n = 2906 rpm
Ciecz tłoczona = Woda
Temperatura cieczy = 60 °C
Gęstość = 983.2 kg/m3
10
eta
[%]
100
9
90
8
80
7
70
6
60
5
50
4
40
3
30
2
20
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 Q [m3/h]
P
[W]
400
300
P2
200
0
Wydrukowane z Grundfos CAPS [2014.07.030]
Budynki nowe
(od 1995)
bardzo dobra
30-50
normalna
50-80
słaba
80-120
0
20
15
5
P1 = 361 W
P2 = 280 W
NPSH = 1.27 m
0
1/1
W praktyce zdarza się nader często, zwłaszcza przy remontach lub modernizacji instalacji, że nie dysponujemy danymi
projektowymi określającymi punkt pracy (Q, H) instalacji.
W takiej sytuacji wymaganą wydajność pompy możemy
określić w sposób przybliżony na dwa sposoby.
Znając moc zainstalowanego kotła lub wymiennika można
wyliczyć wydajność pompy korzystając z prostego wzoru:
gdzie:
Q – wydajność [m³/h]P – moc kotła [kW]
Tz – temperatura zasilania [°C]
Tp – temperatura powrotu [°C]
1.163 – współczynnik przeliczeniowy.
Jeśli jednak nie możemy określić mocy kotła pozostaje szacunkowe wyliczenie zapotrzebowania budynku na ciepło
w oparciu o wskaźniki jednostkowe K [W/m2].
Szacunkową moc cieplną P określamy ze wzoru:
P = S x K [W]
S – powierzchnia ogrzewana [m2]
K – wskaźnik jednostkowy [W/m2]
K [W/m²]
Szacunkowa metoda określenia wysokości podnoszenia
pompy polega na zastosowaniu jednostkowych, liniowych
strat ciśnienia w przewodach – R[Pa/m].
10
100
rys. 1
Rodzaj izolacji
Mając wyznaczoną wymaganą wydajność pozostaje jeszcze
określić wysokość podnoszenia pompy, czyli opory przepływu
w najniekorzystniejszym obiegu instalacji.
NPSH
[m]
P1
Typ budynku
Budynki starsze
(do 1995)
10
eta pompy = 57.8 %
eta pompa +silnik = 44.8 %
0
Wartość wskaźnika K przyjmujemy z tabeli, uwzględniając
poziom ocieplenia budynku.
Wartość R dla budynków nowszych można przyjąć w zakresie
100 – 150 Pa/m. W wypadku starszych budynków (ogrzewanie
grawitacyjne) z uwagi na stosowane wtedy większe średnice
przewodów, wartość R można przyjąć na poziomie 50 Pa/m.
Obliczając sumaryczne opory przepływu należy uwzględnić
również 30% dodatek na opory miejscowe. Wymaganą wysokość podnoszenia pompy H obliczamy ze wzoru:
H=(Lz+Lp) x R x 1.3 [m]
gdzie :
Lz – max. długość przewodu zasilającego [m]
Lp – max. długość przewodu powrotnego [m]
R – jednostkowe straty liniowe [m]
Do wzoru wstawiamy wartość R w m/m
1 m sł. w. = 104 Pa (100 Pa/m = 0,01 m/m)
1.3 – współczynnik oporów miejscowych.
Wyznaczenie wymaganego punktu pracy umożliwia dobór
pompy na podstawie charakterystyki hydraulicznej pompy.
Podstawową zasadą przy doborze jest wybór pompy o możliwie najwyższej sprawności w punkcie pracy. W praktyce
dobieramy taką pompę, aby wymagany punkt pracy leżał
w środkowej części charakterystyki.
>
Akademii Tadmar
11
Kolejnym krokiem jest ustalenie trybu regulacji. Aktualnie
dostępne na rynku pompy obiegowe to pompy elektroniczne,
spełniające wymogi Rozporządzenia Komisji Europejskiej
nr 641/2009. Przykładem mogą być pompy typoszeregu
GRUNDFOS ALPHA2 czy GRUNDFOS MAGNA3.
AUTOADAPT automatycznie dostosowuje charakterystykę
regulacji do wymogów instalacji. Wybór funkcji AUTOADAPT
(nastawa fabryczna), jest właściwy dla znacznej części instalacji
grzejnikowych i zwalnia z konieczności samodzielnego wyboru
trybu regulacji. Należy jednak pamiętać, że dla części instalacji,
nastawy AUTOADAPT mogą okazać się niewystarczające,
stąd konieczność sprawdzenia poprawności działania instalacji
po kilku dniach od uruchomienia.
//Tryby Regulacji
GRUNDFOS ALPHA2.
GRUNDFOS MAGNA3.
Pompy te wyposażone są w szereg funkcji regulacyjnych
pozwalających dostosować pracę pompy do konkretnej instalacji. Dlatego w trakcie doboru pompy należy wybrać tryb
regulacji, optymalny dla instalacji i sprawdzić czy wymagany
punkt pracy leży w polu pracy przewidzianym dla wybranego
trybu regulacji.
Podstawowe tryby pracy regulowanej to tryb stałociśnieniowy
i regulacja ciśnieniem proporcjonalnym. Tryby te wybieramy
w wypadku, gdy instalacja pracuje w sposób dynamiczny np.
w wyniku zastosowania zaworów termostatycznych czy innych
regulatorów zmieniających przepływ w instalacji.
Tryb stałociśnieniowy (rys.2) sprawia, że pompa utrzymuje
stałą wysokość podnoszenia przy zmieniających się przepływach. Pozwala to obniżyć zużycie energii elektrycznej, kiedy
przepływ w instalacji się zmniejsza oraz zapewnia cichą pracę
zaworów termostatycznych. Tryb stałociśnieniowy jest właściwy praktycznie do wszystkich typów instalacji grzewczych
włącznie z ogrzewaniem podłogowym.
Tryb regulacji ciśnieniem proporcjonalnym (rys.3) w jeszcze
większym stopniu zmniejsza zużycie energii elektrycznej przez
pompę. W miarę przymykania się zaworów termostatycznych
i zmniejszania się przepływu, pompa automatycznie zmniejsza
swoją wysokość podnoszenia. Wykorzystywana jest w tym
wypadku zależność oporów od przepływu w rurociągach. Opory przepływu zmniejszają się w kwadracie zmiany wydajności.
Ten tryb regulacji znajduje również szerokie zastosowanie
w szczególności jest bardzo efektywny dla instalacji o przewadze oporów liniowych w stosunku do oporów miejscowych
(długie odcinki rozprowadzające).
Kolejny tryb to praca przy stałej charakterystyce. Ten tryb
wybieramy, gdy przepływ w instalacji jest stały i nieregulowany.
Pompy ALPHA2 i MAGNA3 oferują jeszcze jeden tryb regulacji oparty na regulacji ciśnieniem proporcjonalnym. Funkcja
12
Akademii Tadmar
Kolejnym elementem, rozważanym podczas doboru pompy
jest wybór średnicy przyłączy. Należy zauważyć, że dobór wielkości pompy, a co za tym idzie i średnicy przyłącza, odbywa się
w oparciu o optymalny punkt pracy. Natomiast dobór średnic
przewodów instalacji odbywa się nie tylko z uwzględnieniem
dopuszczalnych prędkości przepływu wody, ale i długości
przewodów instalacji. Stąd też średnice przewodów są często
większe niż średnice przyłączy optymalnie dobranej pompy.
Należy w takim wypadku przewidzieć zabudowę odpowiednich zwężek a nie dobierać pompę pod wymiar przewodów
instalacji.
H
H
Hset
Hset
2
Q
rys. 1
Q
rys. 2
Ważnym punktem podczas doboru pompy jest sprawdzenie
warunków pracy pompy po stronie ssawnej. Po dobraniu typu
i wielkości pompy należy sprawdzić czy ciśnienie na przyłączu ssawnym pompy skutecznie zabezpiecza pompę przed
zjawiskiem kawitacji. W wypadku pomp bezdławnicowych
najczęściej producent określa wymagane nadciśnienie przy
określonej temperaturze cieczy (instrukcja obsługi).
Ostatnim zagadnieniem związanym z doborem pompy,
to rodzaj pompowanej cieczy. W instalacjach grzewczych
w większości wypadków jest to woda. Niemniej coraz częściej
stosowane są mieszaniny niezamarzające na bazie glikoli.
Pompy ALPHA2 i MAGNA3 przystosowane są do tłoczenia
mieszanin glikolowych o stężeniu do 50%.
W takim wypadku należy uwzględnić zmianę charakterystyki
pompy w związku z inną niż woda lepkością i ciężarem właściwym cieczy. W praktyce, w takiej sytuacji należy spodziewać
się obniżenia charakterystyki pompy o 10-15%.
Ryszard Gawronek
GRUNDFOS Pompy Sp. z o.o.
Kierownik Produktów HVAC

Podobne dokumenty