Valg af cirkulationspumpe: opbygning, typer og regler for valg af pumpe til opvarmning

Tyngdekraftsvarme-systemer fungerer fuldt ud kun i enetages private huse på op til 100 m². Hvis det er nødvendigt at opvarme en fleretagers bygning eller et rummeligt palæ, kan man ikke undvære et system med tvungen cirkulation. Den bedste løsning er at vælge en cirkulationspumpe og installere enheden i varmekredsen.

Vi foreslår at forstå, hvilke opgaver pumpen udfører i varmesystemet, hvordan enheden er opbygget og fungerer. Vi har beskrevet driftsfunktionerne for forskellige typer pumper og angivet de vigtigste kriterier for et kompetent valg. Den præsenterede information vil hjælpe med at vælge en passende model af cirkulationspumpe og ikke blive skuffet over købet.

Hvorfor er der brug for en pumpe i varmesystemet?

Cirkulationspumper – hydraulisk udstyr, der sikrer tvungen bevægelse af opvarmet varmebærer i et lukket kredsløb. Sådanne enheder bidrager til en jævn og hurtig opvarmning af hele systemet.

Cirkulationspumper installeres:

• med det formål at øge energieffektiviteten af kedeludstyr;
• i tilfælde, hvor det ikke er muligt at sikre naturlig cirkulation af væsken;
• ved fravær af en indbygget pumpeenhed i varmegeneratoren;
• til varmesystemer med to-rørs layout, der muliggør regulering af parametrene for hver enkelt radiator;
• for at overvinde inertien i autonome systemer med naturlig cirkulation af væske, der bruges til at overføre termisk energi.

Varmebæreren skal bevæge sig gennem varmesystemets lukkede rørkredsløb med en bestemt hastighed for at sikre varmeoverførsel til radiatorerne.

Ved naturlig cirkulation er denne betingelse ikke altid opfyldt – som følge heraf opvarmes varmeudstyret ikke eller opvarmes ujævnt.

Derfor installeres cirkulationspumper i varmeforsyningssystemer. Sådanne enheder sikrer transport af varmebæreren gennem nettet med høj hastighed, hvilket minimerer belastningen på kedlen. Når vandet vender tilbage til varmeelementet, forbliver det varmt, hvilket betyder, at der kræves mindre energi til opvarmning.

Pumpens konstruktion og funktionsprincip

Konstruktionsmæssigt ligner en cirkulationspumpe en dræningsenhed. Pumpen består af et robust hus lavet af rustfrit stål/støbejern/aluminium og en elektrisk del, der omfatter statorvikling med en indbygget keramisk/stålrotor.

Installation af en pumpeenhed til tvungen cirkulation forbedrer markant effektiviteten af varmtvandsforsyning og autonome varmesystemer

På akslen af den roterende del af elmotoren er pumpehjulet fastgjort.

Løbehjulet består af to parallelle skiver forbundet med radialt buede skovle. På den ene er der en åbning til strømning af varmebærervæsken, på den anden er der et lille hul til fastgørelse af pumpehjulet på elmotorens aksel.

Pumpehusets dele til cirkulationspumper er fremstillet af stål og stærke legeringer. Under husets vægge er der en skjult rotor med et fastgjort pumpehjul.

Selve elmotoren er udstyret med et specielt kontrolkort og terminaler til tilslutning af ledninger. Hos cirkulationspumper uden elektronik er der i stedet for et kort installeret en kondensator, og på klemkassen sidder en hastighedsvælger.

Når der tilføres strøm, roterer skovlhjulet, hvilket skaber vakuum i røret og presser varmemediet. Rotoren får arbejdsvæsken til at bevæge sig fra indløbsventilen til udløbsventilen.

Pumpen suger konstant vand ind fra den ene side og skubber det ud i varmesystemet fra den anden. Centrifugalkraften hjælper med at transportere væsken gennem hele rørnettet.

Det tryk, der skabes, overvinder modstanden i forskellige dele af kredsløbet og sikrer cirkulationen af varmemediet.

Hvis man dømmer efter salgets intensitet, er de mest populære på det indenlandske marked enheder fra følgende producenter:

Typer og fordele ved cirkulationspumper

Efter konstruktionsmæssige træk opdeles pumper til tvungen cirkulation i pumpeenheder med våd rotor og højtydende enheder med tør rotor.

Pumper af «våd» type. Rotor og pumpehjul på sådanne pumper er i direkte kontakt med arbejdsvæsken, som samtidig udfører to vigtige funktioner: smøring og køling af apparatet. Rotoren og statoren i sådanne pumper adskilles af en speciel beholder, der sikrer tætheden af de spændingsførende dele af elmotoren.

Cirkulationspumper af «våd» type er udstyret med en trinvis hastighedsregulator. Dette gør det muligt at vælge den optimale driftsform og dermed kontrollere elforbruget.

Rotor af elmotoren og pumpehjulet i pumperne er i det pumpede vand, som fugter lejeelementerne og konstant køler motoren (+)

Våd rotor aggregater har en modulær konstruktion. Individuelle moduler vælges afhængigt af det krævede tryk og ydelse. Den modulære konstruktion forenkler reparation af pumpen betydeligt, da et defekt modul let og hurtigt kan udskiftes med et nyt.

Cirkulationspumper af denne type anvendes i mindre varmesystemer. De fungerer næsten lydløst og er derfor ideelle til installation i beboelsesområder.

Elmotoren i pumper med våd rotor behøver ikke yderligere køling, da den konstant er i kontakt med vand. Inde i pumpen er der et lille antal arbejdsdele, hvilket minimerer behovet for hyppig vedligeholdelse.

De vigtigste fordele ved at bruge pumper af «våd» type:

• lavt støjniveau;
• små dimensioner og lav vægt;
• minimalt elforbrug;
• enkel indstilling af parametre, vedligeholdelse og reparation;
• lang levetid.

Våd rotor aggregater har også ulemper. De er meget følsomme over for kvaliteten af arbejdsvæsken. Tilstedeværelsen af fint dispergerede slibepartikler i vandet fører til accelereret slid på pumpens hydrauliske del.

Desuden overstiger effektiviteten af sådanne cirkulationspumper ikke 55%. Dog er dette tal tilstrækkeligt for rørledninger med kort længde, og derfor anvendes pumper, der er i direkte kontakt med vand, ofte i individuelle varmesystemer.

For at enheder af 'våd' type kan fungere uden ulykker, skal installation af pumpen udføres korrekt. Hovedkravet er en strengt vandret rumlig orientering af akslen. Kun med en sådan konfiguration sikres fuldstændig smøring af lejerne med væske.

Korrekt installation af cirkulationspumpen er nøglen til stabil drift af varmesystemet i hele dets levetid

Pumper med tør rotor bruges med succes til at pumpe store mængder varmebærer i store anlæg. Rotorenheden på sådanne enheder er ikke i kontakt med vand.

Husdelen af cirkulationspumper af 'tør' type fremstilles af stærkt støbejern eller galvaniseret stål. Overfladen er belagt med specielle beskyttende forbindelser for at forhindre korrosionsfænomener.

Enheder med tør rotor er velegnede til kollektiv brug i beboelsesbygninger med flere etager, underholdningscentre og kontorer samt på industrielle anlæg.

Konstruktionen af pumper af 'tør' type sikrer øget effekt. Sådanne pumpemodeller er i stand til at skabe højt tryk i varmekredse (+)

Mellem elmotoren og pumpens del er der en speciel glidetætning (2 beskyttelsesringe), som isolerer de grundlæggende funktionelle elementer mod væskeindtrængning.

Disse ringe er godt polerede og er i tæt kontakt med hinanden. Den ene (dynamisk) er monteret på den roterende aksel. Den statiske ring er fastgjort i pumpehuset.

En tynd vandfilm forsegler forbindelsen mellem beskyttelsesringene pålideligt på grund af forskelle i trykindikatorer i kredsløbet og det ydre miljø.

Til fremstilling af tætningsringe bruges kul opnået ved olieagglomerering. I nogle pumpeversioner beregnet til ekstreme forhold er der monteret metal/keramiske beskyttelsesringe.

Effektiviteten af enheder med tør rotor når op på 85%. Det er en fremragende værdi i forhold til pumper af 'våd' type. Dog producerer 'tørre' enheder meget støj på grund af køleventilatoren, hvorfor de monteres i separate rum med god lydisolering.

Cirkulationspumper af 'tør' type findes i 3 varianter:

• monoblok;
• konsol;
• «In-line».

Monoblokpumper tilhører kategorien lavtryksenheder. Elmotor og pumpe er samlet i én blok. De er lette at betjene og vedligeholde. De er velegnede til brug i kommunale bygninger og etageejendomme.

Konsolpumpenheder samles på en fælles base, hvor pumpe- og motoraksen er på samme linje. Indløbsstudsen sidder på ydersiden af sneglehuset, og trykstudsen sidder på modsatte side af huset.

Mens konsolpumpenheder installeres på produktionsvirksomheder og i kommunale vandforsyningssystemer, installeres In-line pumper direkte på hovedledningen.

In-line pumper monteres direkte på hovedledningen. Indløbs- og udløbsstudsene er på samme linje, og der er indbygget en automatisk mekanisme til kompensation for slid på tætningsringene.

Fordele ved at bruge cirkulationspumper med tør rotor:

• høj ydelse;
• energieffektivitet;
• lave krav til energibærerens kvalitet – den pumpede væske kan indeholde neutrale urenheder;
• nem reparation og udskiftning af reservedele.

Derudover tilbyder producenter af varmeudstyr i dag potentielle købere dobbelte pumpemodeller. Disse enheder bruges til kapacitetsreserve og ekstra backup i nødsituationer.

Motorerne i dobbeltpumpen kan fungere sammen eller hver for sig. Hvis den ene pumpe går i stykker, fortsætter den anden enhed normalt, hvilket sikrer uafbrudt drift af kedlen.

Pålidelig og fejlfri drift af varmeforsyningssystemet sikres af dobbelte cirkulationspumper, hvor to pumpehjul er tilsluttet parallelt.

Ved korrekt drift er levetiden for en cirkulationspumpe mindst 10 år.

Hvordan vælger man rigtigt pumpeudstyr?

Pumpens effektivitet afhænger af grundlæggende parametre – ydelse og løftehøjde. Ydelsen angiver den mængde varmebærer, som pumpen skal pumpe pr. tidsenhed. Denne parameter bestemmes ud fra maksimal belastning.

Løftehøjden er en størrelse, der udtrykker energien i væskestrømmen, der bruges som varmebærer. Den tager højde for hele systemets hydrauliske modstand.

Man bør også være opmærksom på den maksimale temperatur. Da pumpen skal pumpe opvarmet vand, skal den kunne tåle værdier op til 110°C.

Det er meget vigtigt at vælge den rigtige effekt til cirkulationspumpen. En svag pumpe kan ikke klare at pumpe den nødvendige mængde varmebærer. Pumpens parametre vælges på baggrund af udførte beregninger.

Hvis man derimod installerer en kraftigere pumpe, vil der opstå ubehagelig støj i rørsystemet. Også i dette tilfælde vil kedlens funktionelle elementer slides meget hurtigere end angivet af producenten.

Cirkulationspumpens effekt skal være tilstrækkelig til at overvinde den hydrauliske modstand i det lukkede kredsløb

Eksperter anbefaler at vælge cirkulationspumpen allerede på designstadiet af varmeforsyningssystemet. Hvis rørlængden ikke overstiger 80 meter, er det tilstrækkeligt at installere én pumpe. Ved større længder er det hensigtsmæssigt at installere flere pumpeenheder.

Ved køb bør man også være opmærksom på materialerne, som pumpens funktionelle elementer er fremstillet af. De fleste dele er direkte/indirekte i kontakt med den opvarmede arbejdsvæske og udsættes derfor for hurtigt slid.

Derfor er det hensigtsmæssigt at foretrække cirkulationspumper med keramiske lejer og rotoraggregat.

Elektronik spiller en vigtig rolle. For at regulere temperaturforholdene indendørs installeres termostatventiler i varmekredsene. Når temperaturen stiger, lukker de, og trykket i rørene øges.

Som følge af disse processer opstår der ubehagelig støj. For at slippe af med den skal man indstille cirkulationspumpen på et lavere omdrejningstal, men at gøre dette manuelt er upraktisk.

Pumper med indbygget elektronik kan hurtigt og effektivt løse denne opgave. Sådanne enheder regulerer jævnt trykforskelle i rørledningen afhængigt af ændringer i væskemængden.

De vigtigste fordele ved moderne pumper er energieffektivitet og holdbarhed, kompakte dimensioner, lav støj, automatisk drift og en brugervenlig betjeningspanel.

Det er også værd at nævne pumpens ekstra funktioner, nemlig:

• jævn regulering;
• hastighedskontrol;
• automatisk drift;
• indbygget informativt display.

De enkleste modeller af cirkulationspumper – uden mulighed for at regulere væsketransportens hastighed. Moderne multifunktionelle pumper er to-/trehastighedsenheder med jævn regulering. De er kendetegnet ved høj præcision i indstillingerne.

Udstyr, der kører i automatisk tilstand, er udstyret med et betjeningspanel. Indstillingerne for sådanne enheder er omfattende og afhænger kun af apparaternes modifikation.

Det kan være automatisk hastighedsregulering afhængigt af ændringer i rumtemperaturen, elektronisk tænd/sluk timer, automatisk start af pumpen ved minimal flowhastighed.

Tilstedeværelsen af et digitalt display giver mulighed for at få alle nødvendige oplysninger om pumpens drift: temperatur på varmeoverførselsvæsken, modstand i det lukkede kredsløb, ydeevne, fejl osv.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Regler for valg af cirkulationsudstyr i video:

Finesser ved beregning af tryk og ydelse i videoklippet:

Video om opbygning, funktionsprincip og installation af cirkulationspumpen:

Et moderne varmesystem med indbygget pumpe til tvungen cirkulation gør det muligt at opvarme boliger få minutter efter start af varmegeneratoren.

Et rationelt valg af cirkulationspumpe og en kvalitetsinstallation øger effektiviteten af kedeludstyret betydeligt ved at spare energiressourcer med omkring 30-35%.

Er du på udkig efter en cirkulationspumpe til varmesystemet? Eller har du erfaring med drift af sådanne anlæg? Del venligst din erfaring med læserne, stil spørgsmål og deltag i diskussionerne. Kommentarformularen findes nedenfor.