V současné době jsou jednorychlostní a třírychlostní čerpadla nahrazena čerpadly s vysokou účinností. Kromě vyšší účinnosti motoru jsou všechna moderní čerpadla vybavena regulátory otáček, což dále snižuje jejich energetickou náročnost. Ale který režim ovládání je nejlepší a pro který systém? Tento článek poskytne stručný přehled režimů řízení konstantní rychlosti, konstantního tlaku a proporcionálního tlaku a jejich aplikací. Odpovíme také na otázku, jaké parametry je nutné dodržet a co se stane, když je nastavení nesprávné. Tyto teoretické informace v kombinaci s praktickými radami budou užitečné pro techniky radiátorových systémů, podlahového vytápění a dalších běžných topných systémů.
Proč vysoce účinná čerpadla vyžadují regulaci otáček?
Čerpadla starší generace byla poháněna asynchronními motory. Magnetické pole statoru těchto motorů se otáčí síťovou frekvencí, zatímco rotor se otáčí pomaleji v důsledku prokluzu. Vysoce účinná čerpadla jsou poháněna synchronními motory s proměnnou frekvencí. Vysoká účinnost těchto motorů navíc umožňuje s dostatečnou přesností určit skutečný provozní bod čerpadla. Kombinace této výhody s vestavěným 32bitovým mikroprocesorem vám umožňuje implementovat jakékoli možnosti řízení rychlosti ve vašich pumpách.
Vysoce účinná oběhová čerpadla řady Lowara ecocirc jsou určena pro cirkulaci vody v systémech vytápění, klimatizace a zásobování teplou vodou. Se širokou škálou modelů a více režimy ovládání je řada ecocirc chytrou volbou na trhu domácích oběhových čerpadel, která kombinuje vysokou účinnost, jednoduchost a spolehlivost za dostupnou cenu.
Provoz s konstantní rychlostí
V systémech s konstantní rychlostí může být čerpadlo instalováno pouze na jedné hydraulické křivce. Zvažte cyklus plnění nádrže na teplou užitkovou vodu. Odpor výměníku je konstantní, signál přichází z termostatu, který hlásí, že teplá voda v zásobníku vychladla. Signál zapíná kotel a čerpadlo.
Je také třeba zvážit dvě důležité věci. První je, že doba provozu čerpadla nepřesáhne jednu nebo dvě hodiny během dne. A za druhé musíme vždy brát v úvahu účinnost systému jako celku, čerpadlo nemůžeme uvažovat samostatně.
Z tohoto důvodu musí být výkon čerpadla na poměrně vysoké úrovni, protože nedostatečný výkon povede k častým odstávkám kotle z důvodu přehřátí. Energetické ztráty v důsledku častých odstávek kotle výrazně snižují účinnost celého systému než provoz čerpadla při zvýšeném výkonu (obr. 1).
Dalším příkladem je solární systém vytápění; Zde je potenciální problém: Pokud vyměňujete staré oběhové čerpadlo za vysoce účinné, musíte si uvědomit, že mnoho starších solárních regulátorů řídí regulaci rychlosti tak, že několikrát za sekundu zapíná a vypíná napájení. To není vhodné pro vysoce účinné čerpadlo, docela rychle selže. V tomto případě je potřeba změnit nastavení regulátoru na „konstantní otáčky“ a poté nastavit otáčky čerpadla, aby nedošlo k přehřátí solárních panelů, dokud nebude možné nainstalovat modernější regulátor.
Radiátorové vytápění
Toto je nejběžnější systém ohřevu kapaliny. Kotel zajišťuje teplo, přívodní potrubí vede celým domem, radiátory přijímají vodu z přívodního potrubí a ochlazenou vrací zpět do vratného potrubí. Pro zvýšení účinnosti systému jsou otopná tělesa vybavena termostatickými ventily. Tyto ventily jsou důvodem variability hydraulického odporu v systému (obr. 2).
Jednoduše řečeno, v příjemný březnový den s jarem ve vzduchu je jen v pár místnostech na severní straně domu chládek a otevřené termostatické ventily, zatímco v drtivé většině domu je přiměřeně teplo. Odpor systému bude velmi vysoký a požadovaný průtok vody bude nízký. V chladném prosincovém ránu je však opak pravdou: všechny místnosti vyžadují teplo, ventily jsou otevřené a odpor systému je extrémně nízký, zatímco požadovaný průtok je vysoký.
Pro co nejlepší provoz takových systémů bylo vyvinuto regulační schéma zvané proporcionální regulace tlaku. Původně se odhadovalo, že přibližně polovina tlakové ztráty v systému byla způsobena rozvodným potrubím a druhá polovina radiátory. V důsledku toho čerpadlo mění svůj výkon tak, že průtok klesá s klesající dopravní výškou a při nulovém průtoku, když jsou všechny ventily uzavřeny, bude poskytovat poloviční maximální tlak v hlavě, který má při maximálním průtoku (obrázek 3).
Jak tedy takové čerpadlo nastavit? Čerpadlo musí být dostatečně výkonné, aby zajistilo teplo pro celý dům, a proto musí být nastaveno na maximální tlak, když jsou všechny ventily otevřené.
Pokud znáte maximální návrhový průtok, můžete vybrat tento bod na diagramu čerpadla. Pokud ne, pak musíte otevřít všechny termostaty v domě (za předpokladu, že bylo provedeno hydraulické vyvážení) a poté pomalu zvyšovat výkon, dokud se tlak nepřestane měnit.
Co se stane, když jsou nastavení zakázána? Při nízkém průtoku může kotel pracovat s častými odstávkami nebo nedostatečně topit. Pokud je průtok příliš vysoký, zvyšuje se hluk v potrubí a ventilech. Hluk je samozřejmě nepříjemnost, ale rovnoměrný chod kotle výrazně zvyšuje účinnost systému – chyba ve směru vyššího průtoku je proto méně nebezpečná.
Omezení v režimu řízení proporcionálního tlaku
Protože ΔPv čerpadla reaguje pouze na změny hydraulických parametrů, má tento režim v některých případech svá omezení. Nejviditelnější je noční doba. Pro úsporu nákladů na vytápění v noci kotel snižuje teplotu v souladu s nastavením časovače. Všechny termostatické ventily reagují okamžitě a plně se otevřou, jakmile zjistí, že je v místnostech příliš chladno. A čerpadlo běží na maximální otáčky i přesto, že ve skutečnosti není potřeba vysoký průtok.
Někteří výrobci přidali funkci nočního režimu, která umožňuje řídit teplotu vody procházející čerpadlem. To umožňuje, aby čerpadlo běželo na minimální otáčky, kdykoli teplota ohřáté vody rychle klesne, a čerpadlo se vrátí do normálního stavu, když teplota vody rychle stoupne. Problém je v tom, že čerpadlo nezná teplotu venkovního vzduchu, a přestože minimální výkon čerpadla může být většinou dostačující, mohou nastat velmi chladné noci, kdy radiátor nejdále od kotle nemusí dostatečně proudit a zamrzne. Proto lze funkci nočního režimu deaktivovat.
Režim konstantního tlaku
Udržování konstantního tlaku je ideální pro systémy, kde není žádné nebo velmi krátké distribuční potrubí. Pozoruhodným příkladem jsou vyhřívané podlahy. Dispozice topné sítě sestává ve většině případů z velmi krátkého potrubí a kolektoru. V takových případech je odpor systému zanedbatelný (obr. 4).
V důsledku toho musí čerpadlo zásobovat jednotlivé okruhy systému podlahového vytápění stejným tlakem bez ohledu na počet vytápěných místností (obr. 5).
Nastavení takového čerpadla není nijak zvlášť obtížné. Výrobce podlahového topení musí specifikovat tlakovou ztrátu pro jednotlivé okruhy a čerpadlo stačí jednoduše nastavit na tuto hodnotu. V případě potřeby lze provést úpravy, které eliminují hluk nebo nedostatečné vytápění.
Kompaktní a snadno instalovatelná čerpadla ecocirc jsou vybavena jedinečným spínačem pro nastavení režimů ovládání a nastavení rychlosti. Kromě standardních regulačních režimů: proporcionální tlak, konstantní tlak, konstantní otáčky je k dispozici speciální režim eAdapt, který umožňuje snížit spotřebu energie až o 8 % ve srovnání se standardními oběhovými čerpadly a poskytuje rychlejší návratnost.
Účinnost systému versus účinnost čerpadla
Vysoce účinné čerpadlo v rodinném domě spotřebuje asi 50–100 kWh za rok. Vytápění domu obvykle vyžaduje 100krát více energie. I když vezmeme v úvahu fakt, že elektrická energie je dražší než tepelná energie, hlavním úkolem je zvýšení účinnosti celého systému jako celku. Pokud tedy můžete snížit maximální výstupní teplotu snížením teplotního rozdílu smyčky prostřednictvím vyšší účinnosti čerpadla, ušetřená tepelná energie ve většině případů výrazně převýší dodatečnou spotřebu energie čerpadla.
Všechny modely čerpadel Lowara ecocirc mají index energetické účinnosti (EEI) ≤ 0,18.
Závěr
Nakonec je důležité poznamenat, že musíte vzít v úvahu omezení režimů řízení samostatného čerpadla. Navzdory skutečnosti, že moderní čerpadla mají vestavěnou inteligenci, dostávají neúplné informace o stavu topného systému v domě a dokážou určit odpor systému, stejně jako teplotu systému, pokud je vestavěn senzor teploty. Na druhé straně zdroj vytápění má mnoho vstupních signálů, od venkovní teploty až po malé tlačítko na ovladači vytápění vašeho domu, které vám říká, že nechcete, aby se dům ochladil ve 10 hodin. Další informace výrazně usnadňují ovládání kotle a čerpadla a optimalizují provoz systému pro zvýšení účinnosti. V dnešní době, kdy jsou k internetu připojeny i ledničky, se dá předpokládat, že brzy se budou čerpadla bezdrátově připojovat i ke kotlům a plnit složitější úkoly.
Činnost čerpadla ecocirc můžete ovládat na dálku – z mobilního telefonu, tabletu nebo notebooku přes Bluetooth připojení.
