Seleção de uma bomba de circulação: dispositivo, tipos e regras para escolher uma bomba para aquecimento

Vantagens dos dispositivos de circulação

Até 1990, os sistemas de aquecimento em edifícios privados eram projetados e construídos principalmente sem bombas. O refrigerante movia-se pelos tubos por gravidade, e sua circulação era fornecida por fluxos de convecção do líquido quando era aquecido na caldeira. Atualmente, os sistemas de circulação natural ainda são utilizados, embora com menor frequência.

Caldeiras de combustível sólido baratas são produzidas sem bombas embutidas, porque o fabricante não conhece os parâmetros do circuito de aquecimento. Para tais sistemas, a compra de uma bomba de água é obrigatória.

Agora, o movimento do refrigerante é realizado à força com a ajuda de bombas de água, que têm várias vantagens:

1. Carga reduzida na caldeira, reduzindo a diferença de temperatura nos tubos de entrada e saída.
2. Distribuição uniforme do calor em todas as divisões devido à mesma temperatura do líquido de refrigeração ao longo de todo o comprimento dos anéis de aquecimento.
3. Possibilidade de regulação operativa da temperatura do transportador de calor.
4. Aquecimento rápido do sistema de aquecimento ao iniciar uma caldeira fria.
5. Não há necessidade de instalar tubulações com inclinação para a caldeira, proporcionando movimento espontâneo do refrigerante.
6. A possibilidade de utilizar tubos finos que ocupam pouco espaço interior do apartamento.
7. A potência da bomba permite que você acumule pressão suficiente no circuito de aquecimento para fornecer o refrigerante vários andares acima.
8. Utilização de válvulas de corte em circuitos separados de redes de aquecimento.
9. A possibilidade de integrar a bomba no sistema de controle automático da caldeira.

Com muitas vantagens, os dispositivos circulantes também têm duas desvantagens - é a dependência da fonte de alimentação e os custos adicionais da eletricidade.

Mas as desvantagens são facilmente compensadas - a instalação de uma bomba de água economiza 10-20% de combustível e a participação do custo da eletricidade nos custos totais de aquecimento é de apenas 3-5%. Além disso, em caso de falhas de energia frequentes, você pode instalar um UPS que garantirá o funcionamento autônomo da caldeira e da bomba por um determinado período.

Onde colocar

Recomenda-se instalar uma bomba de circulação após a caldeira, antes da primeira ramificação, mas não importa na tubulação de alimentação ou retorno. As unidades modernas são feitas de materiais que normalmente toleram temperaturas de até 100-115 ° C. Existem poucos sistemas de aquecimento que funcionam com um refrigerante mais quente, portanto, considerações de uma temperatura mais “confortável” são insustentáveis, mas se você estiver tão calmo, coloque-o na linha de retorno.

Pode ser instalado na tubulação de retorno ou direta após/antes da caldeira até a primeira ramificação

Não há diferença na hidráulica - a caldeira e o resto do sistema, não importa se há uma bomba no ramo de alimentação ou retorno. O que importa é a instalação correta, no sentido de amarração, e a orientação correta do rotor no espaço

Nada mais importa

Há um ponto importante no local de instalação. Se em sistema de aquecimento dois ramos separados - em as alas direita e esquerda da casa ou no primeiro e segundo andares - faz sentido colocar uma unidade separada em cada uma, e não uma comum - diretamente após a caldeira. Além disso, a mesma regra é mantida nestes ramais: imediatamente após a caldeira, antes do primeiro ramal deste circuito de aquecimento. Isso permitirá definir o regime térmico necessário em cada uma das partes da casa independentemente da outra, além de economizar no aquecimento em casas de dois andares. Como? Devido ao fato de que o segundo andar é geralmente muito mais quente do que o primeiro andar e muito menos calor é necessário lá. Se houver duas bombas no ramo que sobe, a velocidade do refrigerante é definida muito menos, e isso permite queimar menos combustível e sem comprometer o conforto de viver.

Existem dois tipos de sistemas de aquecimento - com circulação forçada e natural. Os sistemas com circulação forçada não podem funcionar sem bomba, com circulação natural funcionam, mas neste modo têm uma menor transferência de calor. No entanto, menos calor ainda é muito melhor do que nenhum calor, portanto, em áreas onde a eletricidade é frequentemente cortada, o sistema é projetado como hidráulico (com circulação natural) e, em seguida, uma bomba é acionada. Isto dá alta eficiência e confiabilidade de aquecimento. É claro que a instalação de uma bomba de circulação nesses sistemas tem diferenças.

Todos os sistemas de aquecimento com piso radiante são forçados - sem uma bomba, o refrigerante não passará por circuitos tão grandes

circulação forçada

Uma vez que um sistema de aquecimento de circulação forçada sem bomba está inoperante, ele é instalado diretamente na ruptura do tubo de alimentação ou retorno (à sua escolha).

A maioria dos problemas com a bomba de circulação surge devido à presença de impurezas mecânicas (areia, outras partículas abrasivas) no refrigerante. Eles são capazes de bloquear o impulsor e parar o motor. Portanto, um filtro deve ser colocado na frente da unidade.

Instalação de uma bomba de circulação em um sistema de circulação forçada

Também é desejável instalar válvulas de esfera em ambos os lados. Eles permitirão substituir ou reparar o dispositivo sem drenar o líquido de arrefecimento do sistema. Feche as torneiras, retire o aparelho. Apenas aquela parte da água que estava diretamente neste pedaço do sistema é drenada.

circulação natural

A tubulação da bomba de circulação em sistemas de gravidade tem uma diferença significativa - é necessário um desvio. Este é um jumper que torna o sistema operacional quando a bomba não está funcionando. Uma válvula de bloqueio de esfera é instalada no desvio, que fica fechada o tempo todo enquanto o bombeamento está em operação. Neste modo, o sistema funciona como forçado.

Esquema de instalação de uma bomba de circulação em um sistema com circulação natural

Quando a eletricidade falha ou a unidade falha, a torneira do jumper é aberta, a torneira que leva à bomba é fechada, o sistema funciona como um gravitacional.

Recursos de montagem

Há um ponto importante, sem o qual a instalação da bomba de circulação exigirá alteração: é necessário girar o rotor para que fique direcionado horizontalmente. O segundo ponto é a direção do fluxo. Há uma seta no corpo indicando em qual direção o refrigerante deve fluir. Portanto, gire a unidade de modo que a direção do movimento do líquido refrigerante seja “na direção da seta”.

A própria bomba pode ser instalada tanto na horizontal quanto na vertical, somente ao escolher um modelo, veja que ela pode funcionar nas duas posições. E mais uma coisa: com um arranjo vertical, a potência (pressão criada) cai cerca de 30%. Isso deve ser levado em consideração ao escolher um modelo.

Regras para escolher equipamentos de circulação

O tipo “úmido” da bomba de circulação é caracterizado por um nível de ruído mais baixo. A situação oposta é com um rotor "seco". Nesse caso, o ruído é gerado não apenas como resultado da operação de uma bomba pura, mas também de um ventilador, responsável por diminuir a temperatura do motor elétrico.

Os dispositivos "secos" são montados em instalações industriais e os "úmidos" são relevantes para instalações residenciais. Afinal, o nível de ruído superior a 70 dB terá um impacto negativo no estado psicológico de quem mora na casa.

No arranjo de casas particulares, a versão “molhada” da bomba de circulação é uma prioridade. Suas pás estão constantemente no meio bombeado, as peças serão lubrificadas com água e durarão 5 anos ou mais.

Quando você liga o dispositivo em um circuito de aquecimento aberto, deve prestar muita atenção à qualidade do líquido de arrefecimento, não deve reabastecê-lo com água contendo inclusões minerais e orgânicas. A opção de rotor úmido custa menos do que a contraparte de rotor seco.

Você deve parar no primeiro se o sistema de aquecimento não exigir muita energia

A opção de rotor úmido custa menos do que a contraparte de rotor seco. Você deve parar no primeiro se o sistema de aquecimento não exigir muita energia

Outro critério é o indicador de pressão. Portanto, se para a operação ideal de um sistema fechado estiver dentro de 10 m, um rotor “úmido” servirá. Capacidade suficiente de 25-30 m3 por hora.

Quando o sistema de aquecimento requer mais pressão, a melhor opção é uma bomba com rotor “seco”. Em seu projeto, o rotor é separado da tubulação de aquecimento por uma vedação de óleo. Essa variedade consumirá menos eletricidade do que a contraparte “úmida” com a mesma eficiência.

A seguinte fórmula irá ajudá-lo a descobrir a potência da bomba necessária:

Q=0,86*P/dt

Onde:

Q é a potência da bomba, m3/h;

P é a potência térmica do sistema de aquecimento, quilowatts;

dt é a diferença entre a temperatura da água antes de entrar no dispositivo de aquecimento e depois de sair.

Tomemos um exemplo concreto. Deixe a área de um edifício residencial ser de 200 m2. Vamos supor que o sistema de aquecimento seja de dois tubos. Para manter a temperatura ideal no inverno, uma potência térmica de 20 quilowatts é suficiente.

Por padrão, dt é 20 graus Celsius. Este indicador é suficiente para cálculos aproximados em casa.

O resultado é 0,86 m3/h. Podemos arredondar para 0,9. Ainda assim, é melhor estar seguro contra erros. E com o tempo, a bomba de circulação se desgasta, então a potência será menor.

Outro parâmetro do equipamento é a pressão. Todo sistema hidráulico tem resistência ao fluxo de água.Essa característica também exige o uso do dispositivo para garantir a circulação do refrigerante no sistema.

Os parâmetros da bomba devem impedir a resistência do sistema de aquecimento e garantir a eficiência necessária

Para obter o valor exato do índice de resistência hidráulica, os cálculos são realizados de acordo com a seguinte fórmula:

H=N*K

Onde:

N - o número de andares do edifício (o porão é contado como um andar);

K - custo hidráulico médio por andar da casa.

K varia de 0,7 a 1,1 metros de coluna de água para sistemas de aquecimento de dois tubos. E para o feixe coletor, seu valor está na faixa de 1,16-1,85.

Por exemplo, uma casa de dois andares com um porão tem três níveis. Se os cálculos forem realizados por um não profissional, você poderá obter o valor máximo dos intervalos acima. Para um sistema de dois tubos, isso é 1,1 metros. Ou seja, calculamos K como 3 * 1,1 e obtemos 3,3 m de coluna d'água.

Em uma casa de três andares, a altura total do sistema de aquecimento é de 8 metros. Porém, de acordo com a fórmula, recebemos apenas 3,3 metros de coluna d'água. Este valor será suficiente, pois a bomba não é responsável por elevar a água, mas apenas por reduzir os efeitos negativos da resistência do sistema.

Conexão de força

As bombas de circulação operam a partir de uma rede de 220 V. A conexão é padrão, uma linha de energia separada com um disjuntor é desejável. Três fios são necessários para a conexão - fase, zero e terra.

Diagrama de conexão elétrica da bomba de circulação

A conexão com a própria rede pode ser organizada usando um soquete e plugue de três pinos.Este método de conexão é usado se a bomba vier com um cabo de alimentação conectado. Também pode ser conectado através de um bloco de terminais ou diretamente com um cabo aos terminais.

Os terminais estão localizados sob uma tampa plástica. Nós o removemos desaparafusando alguns parafusos, encontramos três conectores. Eles geralmente são assinados (os pictogramas são aplicados N - fio neutro, L - fase e "terra" tem uma designação internacional), é difícil cometer um erro.

Onde conectar o cabo de alimentação

Como todo o sistema depende do desempenho da bomba de circulação, faz sentido fazer uma fonte de alimentação de backup - coloque um estabilizador com baterias conectadas. Com esse sistema de fornecimento de energia, tudo funcionará por vários dias, desde a própria bomba e a automação da caldeira “puxam” eletricidade até um máximo de 250-300 watts. Mas na hora de organizar, você precisa calcular tudo e selecionar a capacidade das baterias. A desvantagem de tal sistema é a necessidade de garantir que as baterias não sejam descarregadas.

Como conectar um circulador à eletricidade através de um estabilizador

Olá. Minha situação é que uma bomba de 25 x 60 fica logo após a caldeira elétrica de 6 kW, depois a linha do tubo de 40 mm vai para o balneário (há três radiadores de aço) e volta para a caldeira; depois da bomba, o galho sobe, depois 4 m, desce, toca a casa de 50 m². m. pela cozinha, depois pelo quarto, onde dobra, depois pelo corredor, onde triplica e deságua no retorno da caldeira; no ramo de banho 40 mm para cima, sai do banho, entra no 2º andar da casa 40 m². m. (há dois radiadores de ferro fundido) e retorna ao banho na linha de retorno; o calor não foi para o segundo andar; a ideia de instalar uma segunda bomba no banho para abastecimento após um ramal; o comprimento total da tubulação é de 125 m. Quão correta é a solução?

A ideia está correta - a rota é muito longa para uma bomba.

Nuances de instalação de equipamentos

Os dispositivos domésticos para circulação forçada de água não consomem muita eletricidade - as bombas convencionais exigem até 200 W, mas as potentes, com uma altura máxima superior a 10 m, podem consumir mais de 1 kW de energia.

Portanto, sua contribuição para a força total da corrente do circuito deve ser levada em consideração. Neste caso, deve-se lembrar que para tais dispositivos a potência nominal excede a ativa (consumida).

Além disso, bombas grandes podem operar a partir de 380 V. Mas geralmente aquecem grandes áreas às quais as linhas de energia trifásicas estão conectadas e não há problemas com sua conexão.

Se a bomba tiver uma altura máxima de 8 metros ou mais, lembre-se de observar o tipo de conexão à fonte de alimentação

Como o refrigerante, passando pelo sistema, libera energia e esfria, sua temperatura no final do circuito é menor do que no início. Portanto, é melhor integrar a bomba em tubos mais próximos da entrada do trocador de calor, ou seja, reverter". Isso aumentará a vida útil do aparelho, pois a água muito quente é pior para as peças metálicas do que a água parcialmente resfriada.

O local de amarração deve ser selecionado de acordo com as regras para instalação de equipamentos de bombeamento, que são fornecidas no manual de instalação. Para cada modelo, existem orientações de motor permitidas que devem ser seguidas.

O circuito de aquecimento, em regra, é concebido tendo em conta as leis físicas que justificam a circulação natural, devendo a bomba introduzida “ajudar” o caudal a ganhar a velocidade pretendida. Para não confundir com a orientação do dispositivo, há uma seta em seu corpo indicando o sentido da pressão.

Às vezes, há situações imprevistas associadas a uma queda de energia. Nesse caso, a bomba se tornará um obstáculo ao fluxo e uma desaceleração acentuada da velocidade ou uma parada completa provavelmente levará à ebulição e danos ao sistema de aquecimento. Para evitar que isso aconteça, um tubo de desvio é organizado no ponto de inserção da bomba.

No caso de falta de energia, abra a válvula no desvio para permitir o fluxo. Além disso, este design permite remover a bomba sem drenar a água.

Outra maneira de evitar problemas durante uma queda de energia é comprar uma fonte de alimentação de backup para a bomba. Se a potência do dispositivo for pequena e não exceder 0,5 kW, a melhor solução seria um kit de bateria e UPS com estabilizador embutido.

Com uma capacidade de bateria de 200 Ah, um aparelho com motor de 100 W pode funcionar de forma autônoma por cerca de 20 horas.

Para bombas mais potentes, se você precisar manter seu funcionamento por muito tempo na ausência de eletricidade, precisará adquirir um gerador. Se você deseja ligar automaticamente o sistema de energia de backup, ele deve suportar a função de inicialização automática e trabalhar em conjunto com a seleção automática da reserva.

Modelos de bombas Grundfos

As bombas UPS são bombas de circulação com rotor úmido. Nestes modelos é utilizado um motor com ação assíncrona. A bomba está equipada com uma caixa de terminais especial, que permite a ligação da unidade à eletricidade. Durante o arranque inicial, recomenda-se abrir a abertura tecnológica e purgar o ar da câmara de trabalho da bomba. O design também prevê a possibilidade de rolar manualmente o rotor em caso de azedamento.Estas bombas têm três modos de velocidade, que são ajustados manualmente e garantem o funcionamento estável de determinados sistemas.

As bombas do novo modelo AIpha 2 (L) são as primeiras da linha geral da série. Esta bomba tem mais recursos do que as bombas da série UPS. Aqui há um motor elétrico que possui ímãs permanentes no corpo. Se um dos ímãs for removido, o que em muitos casos é feito por artesãos russos, o consumo de energia da unidade pode ser significativamente reduzido. Também no novo design não há porca tecnológica para liberação de ar. Neste modelo, o ar é ventilado automaticamente quando a bomba é ligada brevemente na terceira velocidade. A conexão à fonte de alimentação tornou-se mais fácil, isso é feito usando um conector de plugue. Este modelo já possui sete modos de operação. Aos três existentes, foram adicionados mais dois modos de operação com pressão diferencial constante e dois modos de controle proporcional.

O funcionamento da bomba no modo diferencial constante - pressupõe um funcionamento estável da bomba mesmo nos casos em que ocorram alterações no fluxo do fluido e queda de pressão no sistema. Um certo nível de pressão criado pela bomba será sempre mantido automaticamente no mesmo nível.

Modo de controle proporcional - este modo de operação garante a operação confiável da bomba no caso de ocorrer um fluxo variável no sistema. Este modo não é substituível se durante a operação houver uma sobreposição periódica dos radiadores, o que leva a um aumento da pressão no sistema.Há uma diminuição automática na velocidade de rotação da bomba, como resultado, a vazão e a pressão no sistema diminuirão proporcionalmente. Existem três modos de operação principais. Os sistemas em que são aplicados;

• piso quente,
• sistemas de tubo único
• sistemas sem saída,
• sistemas coletores,
• dois sistemas de tubos
• sistemas de radiadores.

O modelo AIpha 3 pode ser considerado o mais inovador e pode ser considerado uma ferramenta muito precisa, capaz de garantir simultaneamente a operação confiável de todo o sistema e ao mesmo tempo controlar o fluxo do refrigerante. Esta funcionalidade pode ser utilizada em conjunto com a aplicação Grundfos GO Balance. A presença desses aplicativos permite configurar todo o sistema de combustível à distância. Este equipamento também pode ser usado para medir e equilibrar todo o sistema de aquecimento, instalando-o no lugar de outra bomba de circulação, adequada em tamanho e dimensões. A bomba é especialmente boa no balanceamento de radiadores, circuitos curtos no sistema de piso radiante, bem como em baixas taxas de fluxo de refrigerante. A possibilidade de uma gradação tripla de modos de pressão constante e proporcional torna este modelo muito confiável e produtivo. Afinal, como você sabe, para qualquer mestre que instala um sistema de aquecimento, a capacidade do equipamento a ser instalado para garantir o fluxo normal de refrigerante é muito importante e, para o cliente, a confiabilidade e a eficiência desse sistema são importantes. A bomba de circulação dá um resultado positivo para ambos. Econômica e bastante fácil de manter, esta bomba é muito adequada para organizar o aquecimento autônomo em casas de campo e apartamentos individuais.

Critérios de escolha

Antes de ir à loja, você deve fazer uma lista dos parâmetros do sistema - o volume de líquido, as mudanças de elevação, o número de radiadores, o comprimento etc. Esses dados permitirão verificar as características da instalação e escolher a instância mais adequada. Em primeiro lugar, é necessário compilar uma lista dos parâmetros da própria caldeira, pois fornece as condições iniciais para o funcionamento do circuito de aquecimento. É necessário ser guiado pela regra da conformidade máxima - se o dispositivo for inferior aos requisitos do sistema, ele não poderá ser comprado - ele não funcionará. A redundância de características também é prejudicial - o ruído aparecerá. É necessário tentar encontrar a melhor opção que permita atender às necessidades do circuito de aquecimento sem excesso de potência ou pressão.

O desempenho da bomba é calculado pela fórmula:

Q = 0,86 x P/dt onde

• Q - desempenho da bomba (calculado);
• P é a potência do sistema (térmica);
• dt é a diferença de temperatura na saída e na entrada da caldeira.

O valor resultante não pode ser considerado final. É necessário levar em consideração a altura do sistema, caso contrário o desempenho real será muito menor. Não se deve supor que a altura do sistema possa ser equilibrada pelo retorno. Na prática, sempre há resistência hidráulica criada por radiadores, pontos de giro, ramais e outros componentes do sistema. Como regra, para um sistema de dois tubos (um loop simples sem ramificações), o desempenho é calculado multiplicando a altura por um fator de 0,7-1,1 (dependendo do comprimento e do número de radiadores) e para um sistema coletor, o fator é maior - 1,16-1,85.

Existem gráficos no passaporte da bomba mostrando seu desempenho em diferentes velocidades.É necessário encontrar essa opção, onde o valor calculado e a altura do elevador estarão aproximadamente no meio. Esta posição é chamada de "ponto médio". Se os parâmetros calculados estiverem nele, o dispositivo funcionará no modo ideal.

Opinião de um 'expert
Kulikov Vladimir Sergeevich

Você não deve comprar uma bomba "para crescimento". Se você planeja expandir o circuito, em qualquer caso, terá que comprar um novo dispositivo. É necessário escolher uma amostra que atenda às condições existentes.