Pompy obiegowe i cyrkulacyjne w budynku inteligentnym

Aktualizacja 15.11.2021
Celem doboru pompy jest „wyśrubowanie” efektywności energetycznej
Celem doboru pompy jest „wyśrubowanie” efektywności energetycznej
fot. pixabay

Pompy obiegowe oraz cyrkulacyjne to ważny element w aspekcie zużycia energii przez instalacje grzewcze i c.w.u. – same potrzebują energii elektrycznej do pracy, wpływają też na zużycie energii cieplnej przez całą instalację. W procesie doboru i eksploatacji tych urządzeń ważne jest uwzględnienie rozwiązań, które pozwolą pompom automatycznie dostosować się do warunków panujących w budynkach, a tym samym uzyskać znaczne oszczędności energii.

W artykule:

• Wymagania dotyczące energooszczędności
• Prawidłowy dobór pompy – podstawa energooszczędności
• Regulacja – sposób na optymalizację pracy urządzeń

We współczesnej technice grzewczej układy pompowe (takie, w których woda krąży między źródłem ciepła a grzejnikiem dzięki różnicy ciśnienia wytworzonej przez pompę obiegową) wciąż są najpopularniejszym rozwiązaniem. Koszty pracy pomp obiegowych mogą stanowić do 10–15% kosztów całkowitej energii elektrycznej zużywanej w budynku. Wskaźnik ten jest tym wyższy, im gorzej dobrana została pompa (np. w przypadku przewymiarowania), a także przy braku jej regulacji.

Problemy te były przez wiele lat charakterystyczne dla instalacji grzewczych.

Dzięki coraz szerszym możliwościom regulacji i sterowania technika pompowa ma istotny wpływ na energooszczędność i inteligencję budynku. Ta druga rozumiana jest jako:

  1. autonomiczne (bez ingerencji użytkownika) reagowanie na dynamikę warunków panujących w budynku poprzez optymalne dostosowanie parametrów pracy systemów budynkowych do bieżącej sytuacji, ze szczególnym uwzględnieniem równowagi między komfortem, wydajnością i oszczędnością;
  2. gromadzenie i analiza danych pomiarowych, co umożliwia prognozowanie problemów, ale też korektę pracy instalacji w budynku.

Wymagania dotyczące energooszczędności

Od 2015 r. pompy wprowadzane na rynek, podlegające dyrektywie ErP (ekoprojekt) [1], muszą mieć wskaźnik efektywności energetycznej (Energy Efficiency Index – EEI) niższy niż 0,23 [2, 3, 4]. Od początku 2020 r. wartość ta dotyczy także wszystkich pomp przeznaczonych do serwisu, zarówno wyprodukowanych przed 1 stycznia 2015 r., jak i bezdławnicowych pomp stałoobrotowych pracujących poza źródłem ciepła, wyprodukowanych przed 10 października 2013 r. W jednym z europejskich rozporządzeń określono kryterium odniesienia dla najbardziej energooszczędnych pomp cyrkulacyjnych – EEI ≤ 0,20 [3, 4]. Na rynku dostępne są także pompy o wskaźniku EEI jeszcze niższym, np. 0,15.

Rzeczywiście energooszczędny układ z pompą zużywającą minimum energii do efektywnej pracy musi spełniać kilka warunków:

  • prawidłowy dobór pompy do instalacji;
  • zastosowanie płynnej regulacji prędkości obrotowej – wymaganie dyrektywy ErP [1, 2];
  • zastosowanie rozwiązań „inteligentnych”: umożliwiających automatyczną reakcję na zmieniające się warunki w budynku; zapewniających zdalne sterowanie i chociaż częściową diagnostykę; pozwalających na zbieranie i analizę dużych zbiorów danych, dzięki którym można chociażby skorygować reżimy pracy urządzeń i podwyższyć energooszczędność całego układu.

Prawidłowy dobór pompy – podstawa energooszczędności

Pierwszym krokiem jest prawidłowy dobór pompy do konkretnej instalacji. Pompy dobiera się na podstawie:

  • Q [m3/h] – natężenia przepływu wody grzewczej do przepompowania,
  • H [m] – wysokości podnoszenia, na którą składają się straty (opory przepływu) liniowe i miejscowe (na wartość tę wpływa m.in. rozbudowanie instalacji, obecność zaworów termostatycznych i średnice rur – im mniejsze, tym większe opory przepływu).

Pompa powinna być dobierana tak, by punkt pracy instalacji grzewczej przecinał się z charakterystyką pompy możliwie blisko jej parametrów nominalnych, czyli w obszarze największej sprawności pompy. W tym obszarze pompa ma największą możliwość wykorzystania wszystkich swoich funkcjonalności. Zbyt mała nie umożliwi odpowiedniego przepływu przez obiegi o największych stratach hydraulicznych. Zastosowanie zbyt dużej pompy wpływa z kolei na zwiększenie poboru mocy, przyczynia się do głośnej pracy instalacji i naraża urządzenie na szybsze zużycie (niszczenie elementów). Szczególnie niekorzystna dla efektywności i trwałości pompy jest praca z granicznymi parametrami charakterystyki (np. maksymalną wydajnością i wysokością podnoszenia) – pompa pracuje głośno i szybciej się zużywa.

Czytaj też: Przed nami powszechna elektryfikacja ogrzewania i samouczące się urządzenia grzewcze >>

Producenci pomp dają projektantom możliwość łatwego i szybkiego doboru swoich urządzeń dzięki specjalnym programom doborowym, do których wprowadza się parametry pracy zarówno pompy, jak i instalacji grzewczej. Dodatkowym narzędziem cyfrowym, adresowanym głównie do projektantów bardziej rozbudowanych instalacji, są biblioteki produktowe dla programów do projektowania zintegrowanego (BIM). Umożliwiają one symulację zmienności pracy instalacji z konkretnym urządzeniem (a także z jego zamiennikiem) i dynamiczną korektę w przypadku zmian w projekcie.

Ważnym, a czasem niedocenianym aspektem doboru pompy do instalacji jest jakość wody grzewczej, na którą składają się m.in.:

  • prawidłowa temperatura,
  • pH wody grzewczej: do 8,5 (dla instalacji z grzejnikami aluminiowymi) [5],
  • odpowiednio niski wskaźnik korozyjności: jony siarczanowe (SO42–) i chlorkowe (Cl–) do 150 mg/l, w tym 100 Cl– (instalacje obiegu zamkniętego ze stali z grzejnikami stalowymi, żeliwnymi lub aluminiowymi); lub do 50 mg/l, w tym 30 Cl– (instalacje obiegu otwartego ze stali z grzejnikami żeliwnymi lub aluminiowymi oraz instalacje wykonane z materiałów mieszanych stal/miedź) [5],
  • zawartość amoniaku: do 0,5 mgNNH+/l (instalacje zawierające elementy wykonane z miedzi lub jej stopów),
  • przewodność elektrolityczna: 100–1000 µS/cm,
  • twardość ogólna: 8,2–10,0 dH (1,45–1,78 mmol/l),
  • niska zawartość tlenu,
  • brak zawiesin i osadów.

Nieodpowiednia jakość wody grzewczej sprzyja korozji i wtórnemu zanieczyszczeniu wody np. przez zawiesiny magnetytu. Prowadzi to z jednej strony do blokad i zatarcia pomp, a z drugiej do zmiany warunków pracy instalacji grzewczej, co zwiększa zarówno zapotrzebowanie na ciepło, jak i opory przepływu (np. poprzez zmniejszenie średnic przewodów). Pompy są więc narażone bezpośrednio na uszkodzenia mechaniczne, a nawet jeśli do nich nie dojdzie – pracują poza zakresem swoich optymalnych parametrów, co wyklucza efektywność. Konieczne jest zastosowanie odpowiednich zabezpieczeń lub środków wpływających na jakość wody. Przed pompą powinien być zainstalowany filtr siatkowy lub filtr z separatorem magnetycznym (wybór zabezpieczenia powinien zależeć od rzeczywistych parametrów wody i prognozowanych problemów). Jeśli do poprawy jakości wody grzewczej stosuje się płyn instalacyjny (zawierający glikole i inhibitory korozji), musi być on zgodny z wymaganiami producenta danej pompy. Dotyczy to np. dopuszczalnego stężenia roztworu glikolu, z jakim może pracować pompa.

Regulacja – sposób na optymalizację pracy urządzeń

Współczesne instalacje grzewcze wyposażone są najczęściej w zawory regulacyjne, umożliwiające reakcję instalacji na zmianę warunków (np. termostatyczne zawory grzejnikowe mogą reagować na zmiany temperatury w obsługiwanym pomieszczeniu). Instalacja może więc pracować ze zmiennym obciążeniem, co powinno znaleźć odzwierciedlenie w pracy pompy i jej automatycznemu dostosowywaniu się do zapotrzebowania ze strony instalacji. Za tę możliwość odpowiada regulacja pracy pompy.

Należy podkreślić, że regulacja nie zapewni efektywności energetycznej pompy źle dobranej czy pracującej w źle zaprojektowanej instalacji. Niektóre rozwiązania regulacyjne rzeczywiście są odpowiedzią na problemy, np. sprawdzają się przy doborze pompy do instalacji bez dokumentacji projektowej, i pozwalają zoptymalizować pracę urządzenia w istniejących warunkach. Nie uda się jednak zaoszczędzić energii na poziomie takim, jak przy pompie i instalacjach prawidłowo zaprojektowanych i wykonanych.

Dlatego kiedy celem doboru pompy jest „wyśrubowanie” efektywności energetycznej, regulacja musi zostać uwzględniona już podczas doboru. Po pierwsze, należy ocenić zasadność zastosowania regulacji. Będzie ona miała sens w instalacjach rozbudowanych, o dużej zmienności zapotrzebowania na ciepło. W mniejszych instalacjach o małych stratach miejscowych system automatycznej regulacji może w ogóle nie zostać wykorzystany. Po drugie, dla każdego układu pompa–instalacja optymalny będzie inny rodzaj regulacji (a producenci oferują całą gamę rozwiązań). Po trzecie, zmienne parametry instalacji muszą się znaleźć również w zakresie pracy (charakterystyki) pompy. Tylko przy takim punkcie wyjścia pompa będzie pracować wydajnie i możliwie energooszczędnie w całym zakresie.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[pompy obiegowe, pompy cyrkulacyjne, budynek inteligentny, technologia smart, efektywność energetyczna, zużycie energii]

   15.11.2021

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl