Pompy cyrkulacyjne c.w.u.

Cyrkulacja c.w.u. – po co i kiedy

Pompy cyrkulacyjne znajdują zastosowanie w instalacjach hydraulicznych, zapewniając ciągły przepływ wody o stałej temperaturze pomiędzy urządzeniem odpowiedzialnym za podgrzewanie wody a punktem jej poboru (może to być więc bateria zlewozmywakowa, wannowa, natryskowa czy też umywalkowa). W instalacjach, w których brakuje pompy cyrkulacyjnej, gdy ciepła woda nie jest pobierana, dochodzi do jej wychłodzenia.

Korzystając z punktu poboru c.w.u. oddalonego np. o 15 m i chcąc uzyskać strumień ciepłej wody, musimy odczekać do momentu, aż zimna ciecz spłynie z instalacji – niejednokrotnie trwa to nawet kilkadziesiąt sekund. Jest to pole do popisu dla pompy cyrkulacyjnej, dzięki której ciepła woda będzie dostępna już po kilku sekundach. Tym sposobem zyskujemy zatem komfort użytkowania instalacji wodnej oraz oszczędności.

Czas, przez jaki musimy zaczekać do momentu, aż dopłynie do nas woda o odpowiedniej temperaturze, w dużej mierze zależy od odległości pomiędzy podgrzewaczem a punktem poboru. Polskie przepisy mówią, że „w budynkach, z wyjątkiem jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej, w instalacji ciepłej wody powinien być zapewniony stały obieg wody, także na odcinkach przewodów o objętości wewnątrz przewodu powyżej 3 dm3 prowadzących do punktów czerpalnych” (§ 120.1 rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie).

W dokumencie tym zastosowanie znalazła tzw. zasada trzech litrów wody. Jeśli w rurach, złączkach i kranach cyrkulacyjnych mieści się nie mniej niż 3 litry wody, to w celu zapobieżenia jej stagnacji i rozwoju bakterii powinna zostać zastosowana właśnie pompa cyrkulacyjna. Warto zaznaczyć, że cyrkulacja wody może okazać się mało opłacalna, jeżeli w danym domu z ciepłej wody korzysta się w niewielkich ilościach.

Nowoczesne pompy

Na rynku oferowanych jest kilka wersji pomp cyrkulacyjnych, np. urządzenia wyposażone w termostat chroniący przed kamieniem. Pompa jest wyłączana wtedy, kiedy temperatura wody tłoczonej przekracza 55°C, gdyż zjawisko powstawania kamienia nasila się w temperaturze większej niż 60°C. Gdy temperatura wody spada poniżej 35°C, pompa zostaje ponownie uruchomiona. Na podobnej zasadzie działają pompy cyrkulacyjne wyposażone w elektroniczny termostat regulacyjny. Różnica wynika z możliwości stopniowego ustawiania temperatury włączania.

Oferowane są również modele pomp z zegarami czasowymi pozwalającymi na tygodniowe programowanie. Umożliwia to pracę urządzeń z uwzględnieniem określonych przedziałów czasowych, np. tylko wtedy, gdy przewidywany jest pobór wody. Dostępne na rynku pompy cyrkulacji c.w.u. cechuje niewielkie ryzyko osadzania się węglanów wapnia. Istotna jest cicha praca urządzeń, którą zapewnia brak luzu między wałkiem a jego łożyskiem.

Trwałość pompy z pewnością zapewni łożysko odporne na zużycie. W niektórych modelach prędkość obrotowa jest regulowana pokrętłem umieszczonym na korpusie silnika, dzięki temu punkty referencyjne zaznaczone na podziałce pozwolą na wybór obrotów.

Na obudowie zaznaczono również pozycje optymalnego zużycia energii przez pompę. Zanieczyszczenia, które przedostają się do instalacji, mogą swobodnie przepłynąć przez szeroką szczelinę między wirnikiem pompy a hermetyczną przegrodą. Dzięki możliwości przechylania się wirnika na boki ewentualne cząstki zanieczyszczeń są usuwane. W konstrukcji nowoczesnych pomp niejednokrotnie przewiduje się niewielką powierzchnię styku pomiędzy wirnikiem a łożyskiem kulowym – takie rozwiązanie powoduje mniejsze tarcie.

Oszczędności

W nowoczesnych pompach cyrkulacyjnych stawia się na oszczędność energii, dlatego niektóre modele potrzebują tylko 3 W mocy elektrycznej. Istotną rolę odgrywa wbudowanie magnesu stałego w wirnik, przez co eliminowana jest potrzeba dostarczania energii elektrycznej do namagnesowania wirnika. Wirujące pole magnetyczne stojana w silniku jest komutowane w sposób elektroniczny za pomocą układu mikroprocesorowego. To właśnie on odpowiedzialny jest za przeliczanie wymaganych parametrów i sterowanie przetwornicą częstotliwości. Tym sposobem uzwojenie silnika jest optymalnie zasilane.

Energooszczędne pompy cyrkulacyjne mają jeszcze inne zalety. Istotna jest płynna regulacja prędkości obrotowej silnika uwzględniająca bieżące warunki instalacji hydraulicznej. Szacuje się, że oszczędna pompa pobiera rocznie około 20 kWh, przy założeniu, że urządzenie pracuje 18 godz. na dobę. Tym sposobem koszt energii elektrycznej potrzebnej do zasilania pompy wynosi ok. 8–10 zł rocznie.

Jak dobrze wybrać

W procesie doboru pompy cyrkulacyjnej c.w.u. należy zwrócić uwagę na jej wydajność i wysokość podnoszenia. Jeden ze sposobów obliczania wydajności pompy (Q) podano poniżej. Parametr ten zależy od ilości wody w instalacji c.w.u., przy obliczeniach bierze się również pod uwagę liczbę wymian wody w instalacji. W przypadku zamkniętych punktów poboru zaleca się, aby wymiana odbywała się od 3 do 5 razy na godzinę.

Stąd:

Q = 3(do 5)× V / 1000 [m³/ h]

gdzie:
Q – potrzebna wydajność pompy,
V – ilość wody w instalacji c.w.u.

Zakładając, że objętość wody w instalacji typowego domu jednorodzinnego wynosi ok. 5 litrów, a liczba wymian ciepłej wody wynosi 3:

Q = 3 × 5 / 1000 = 0,015 [m³/ h]

W przypadku instalacji typowego domu jednorodzinnego wysokość podnoszenia wynosi od 0,5 do 1,0 m H₂O, a od 1,0 do 2,0 m H₂O w instalacjach rozległych (np. doprowadzających wodę do wolnostojącego garażu) oraz systemach instalacyjnych o małych średnicach rur. Zwykle przyjmuje się, że wysokość ta w instalacji typowego domu jednorodzinnego wynosi 0,75 m.

Przy wyborze pompy należy również zwrócić uwagę, aby urządzenie zachowało trwałość nawet w twardej wodzie. Istotną rolę odgrywa też odpowiednia izolacja korpusu pompy, co przyniesie dodatkowe oszczędności. Z kolei komfort prac montażowych ułatwi wtyczka przyłączeniowa.

Jak montować

Pompę cyrkulacji c.w.u. należy zainstalować na przewodzie cyrkulacyjnym, najlepiej bezpośrednio przed zasobnikiem c.w.u. Woda powinna zostać z powrotem przepompowana z ostatniego punktu poboru do zasobnika. Bezpośrednio za pompą powinien zostać zainstalowany zawór zwrotny, co pozwoli uniknąć powrotnego biegu wody przez pompę. Od strony czerpania wody instaluje się najczęściej zawór kulowy, który z pewnością przyda się podczas prac związanych z konserwacją.

Typowa pompa montowana jest tak, aby tłoczenie odbywało się do góry lub horyzontalnie. Gdy cyrkulacja nie działa Jeżeli po dłuższej przerwie w użytkowaniu pompa cyrkulacji c.w.u. nie uruchomi się, przyczyna usterki może tkwić w osadach, które zablokowały wirnik. Objawem nieprawidłowości tego typu będzie również zimna rura znajdująca się za pompą – jeśli instalacja działa poprawnie, po uruchomieniu pompy rura ta powinna być ciepła.

W niektórych modelach przewidziano możliwość ręcznego uruchomienia wirnika. W zależności od wersji pompy trzeba poluzować łożysko lub za pomocą pokrętła przekręcić wirnik. W wielu urządzeniach, by ręcznie obrócić wirnik, należy zdemontować korpus pompy.

Niewłaściwa cyrkulacja ciepłej wody może być spowodowana zapowietrzeniem instalacji. Do tego zjawiska dochodzi często, jeśli rura cyrkulacyjna podłączona jest do rury ciepłej wody powyżej miejsca doprowadzenia wody do baterii. Powietrze gromadzi się wtedy w najwyższym miejscu obiegu cyrkulacyjnego. Problem ten powinien rozwiązać automatyczny odpowietrznik pływakowy zainstalowany w najwyższym punkcie rury cyrkulacyjnej.

Podsumowanie

Dużą popularnością wśród klientów cieszą się pompy o budowie bezdławnicowej, w których czynnikiem chłodzącym silnik i smarującym łożysko jest woda. Są one instalowane na dodatkowym przewodzie cyrkulacyjnym przed zasobnikiem c.w.u. Przed pompą należy zamontować zawór zwrotny.

Pompę warto uwzględnić już na etapie projektowania instalacji wodnej w domu. Dobry moment na montaż instalacji z cyrkulacją stanowi również gruntowny remont systemu wodnego, konieczne jest bowiem poprowadzenie dodatkowej, trzeciej rury powrotnej do ciepłej wody.

Podczas eksploatacji pompy cyrkulacyjnej należy pamiętać o tym, że nie o każdej porze dnia korzystamy z punktów poboru wody (np. w nocy lub kiedy domownicy są poza domem). Nie ma zatem konieczności ciągłej pracy pompy, a co za tym idzie, zbędnego poboru prądu. Można tego uniknąć, podłączając pompę do najprostszego programatora dobowego lub stosując urządzenie z zabudowanym ste rownikiem.

Literatura

1. Materiały informacyjne firm Wilo i Ferro oraz Leszczyńskiej Fabryki Pomp.