Ūdens sūknis apkurei: veidi, tehniskās īpašības un izvēles noteikumi

Gravitācijas dabas parādības ne vienmēr spēj nodrošināt pietiekamu siltumnesēja cirkulācijas līmeni, it īpaši sarežģītās sistēmās ar vairākiem gredzeniem. Siltumnesēja kustību stimulēs ūdens sūknis telpu apkurei. Ko šī iekārta pārstāv? Šo jautājumu mēs apskatīsim mūsu rakstā.

Papildus ūdens sūkņa uzbūvei un tehniskajiem raksturlielumiem apskatīsim veidus, marķējuma īpatnības. Arī detalizēti aplūkosim cirkulācijas iekārtas priekšrocības un svarīgos parametrus, kas jāņem vērā izvēloties.

Ūdens sūkņa vispārējā uzbūve

Ūdens sūknis tiek iebūvēts apkures kontūrā, lai nodrošinātu siltumnesēja kustību. Tāpēc šādas sistēmas sauc par apkuri ar piespiedu cirkulāciju.

Tas sastāv no šādiem pamatelementiem:

• korpuss ar darba kameru;
• motors;
• lāpstiņritenis;
• gaisa nolaišanas skrūve;
• spaiļu kārba.

Spaiļu kārba var būt aprīkota ar papildu mehānisko un elektronisko iekārtu, kas paredzēta motora darba režīma regulēšanai.

Ierīces vienkāršība nodrošina sūkņu augstu uzticamību, pateicoties kurai tie var efektīvi darboties aptuveni 5-10 gadus.

Ūdens cirkulācijas sūkņa pirmās iedarbināšanas laikā ir jāizskrūvē gaisa skrūve un jāizlaiž gaiss no darba zonas.

Sūkņu veidi apkures sistēmām

Mūsdienu cirkulācijas sūkņus iedala divos principiālos veidos: «sausie» un «slapjie». Tie nedaudz atšķiras pēc iekšējās uzbūves un darba shēmas, bet šķidruma kustība tajos tomēr tiek nodrošināta ar cirkulācijas procesu palīdzību sistēmā. Daži modeļi ir aprīkoti ar ierīcēm to darba automātiskai regulēšanai.

Variants #1 — «sausā» tipa ierīces

Sausā cirkulācijas sūkņa konstrukcija neietver siltumnesēja kontaktu ar rotoru. Tā darba zona ir atdalīta no elektromotora detaļām ar speciāliem gredzeniem.

Tos ražo no šādiem materiālu veidiem:

• grafīta;
• keramikas;
• volframa karbīda;
• nerūsējošā tērauda;
• alumīnija oksīda.

Sausā sūkņa darbības princips ir riteņa rotācija siltumnesēja vidē. Ūdens padeves atvere atrodas galvenās kameras centrā, bet novadīšanas kanālu sistēma – perifērijā.

Sauso cirkulācijas sūkņu darba zona ir savienota ar motoru tikai caur vārpstu, tāpēc nepieciešamības gadījumā iespējams nomainīt elektrisko piedziņu.

Funkcionālā riteņa lāpstiņu rotācija rada centrbēdzes spēkus, kas pārvieto siltumnesēju no korpusa centra uz tā malām. Šāds cirkulācijas sūkņa darbības princips nodrošina pastāvīgu ūdens kustību caur tā iekšējo kameru.

Sausā tipa apkures iekārtu pozitīvās īpašības ir:

• augsts efektivitātes līmenis – 70-80%;
• minimāls hidrotrieciens palaišanas laikā;
• iespēja horizontāli un vertikāli novietot motoru;
• lielu siltumnesēja apjomu sūknēšana, pateicoties lielajai jaudai.

Ekonomiskuma un trokšņainības kombinācijas dēļ sausos sūkņus galvenokārt izmanto rūpniecisko, administratīvo ēku un lielu dzīvojamo objektu apkures sistēmās.

Tāpēc šāda veida ierīcēm var izcelt šādas negatīvās puses:

1. Augsts trokšņa līmenis, kas neļauj tos izmantot dzīvokļos.
2. Nepieciešamība nomainīt blīvēšanas diskus ik pēc 2-3 gadiem.
3. Liela varbūtība, ka siltumnesējs izplūst ārā, ja tiek pārkāpta darba kameras hermētiskums.
4. Nepieciešamība pēc motora ārējās dzesēšanas.

Lielā svara dēļ šādu iekārtu uzstāda uz grīdas vai piekarina uz kronšteiniem.

Konsoles sūkņa elementi ir piestiprināti uz viena rāmja, bet elektromotors ar darba riteni korpusā ir savienoti caur reduktoru.

Ir divi sauso sūkņu konstrukcijas izpildes varianti:

1. Monobloka. Motors un metāla ierīces korpuss ir apvienoti vienā konstrukcijā ar specifiskiem stiprinājumiem.
2. Konsoles. Iekārtas korpusam ar universālu stiprinājumu palīdzību var pieslēgt jebkuras jaudas motoru.

Sausās cirkulācijas ierīces apkures sistēmām ar atbilstošu apkopi ir ilgmūžīgākas, tāpēc tās pakāpeniski izspiež no tirgus modeļus ar slapjo rotoru.

Variants #2 — sūkņi ar slapjo rotoru

Cirkulācijas ierīces ar slapjā tipa rotoru darbības princips ir analogs tās «sausajam» brālim: griežoties lāpstiņai, centrā padotais siltumnesējs pārvietojas uz darba kameras perifēriju, no kurienes tiek savākts novadīšanas kanālos.

Visi iekšējie blīvējumi «slapjajā» sūknī ir statiski un nav pakļauti dinamiskam nodilumam, tāpēc šādi modeļi ir uzticamāki un ilgmūžīgāki.

«Mitrā» sūkņa rotors saskaras ar siltumnesēju, kas nodrošina arī motora dzesēšanu. Šādas ierīces nedrīkst darboties sausā režīmā, jo tās ātri pārkarst un sadeg.

Iekārtas sastāvdaļas parasti atrodas vienā korpusā un veido vienotu konstrukciju, tāpēc, ja atsevišķi elementi sabojājas, tos nenomaina, bet pērk jaunu sūkni.

Siltumnesējs darba kamerā iet diezgan līkumainu ceļu, tāpēc sūkņa trokšņainums ir atkarīgs no korpusa iekšējās virsmas materiāla gluduma.

Agregāta priekšrocības ar “mitro” rotora veidu:

• beztrokšņa darbība;
• kompakti izmēri;
• niecīgs elektroenerģijas patēriņš (30–50 W);
• ilgstoša darbība bez apkopes;
• salīdzinoši neliela cena;
• vienkārša uzstādīšana.

Ierīces bieži tiek iebūvētas tieši sadzīves katlu konstrukcijā, atvieglojot patērētājam iekārtas izvēli, uzstādot apkures sistēmu.

Šāda tipa apkures ierīcēm ir arī trūkumi:

• konstruktīvi ierobežojumi pēc maksimālās jaudas;
• zema remontspēja;
• mazs lietderības koeficients (40–60%);
• nepieciešamība pēc stingri horizontāla motora ass izvietojuma.

Zemās jaudas dēļ “mitrā” sūkņa mašīnu veidu galvenokārt izmanto dzīvokļu un vienstāvu māju apkures sistēmās.

Cirkulācijas ierīču priekšrocības

Līdz 1990. gadam apkures sistēmas privātajā apbūvē tika projektētas un būvētas galvenokārt bez sūkņiem. Siltumnesējs pa caurulēm pārvietojās gravitācijas ceļā, un tā cirkulāciju nodrošināja šķidruma konvekcijas plūsmas, to sildot katlā. Mūsdienās joprojām tiek izmantotas sistēmas ar dabisko cirkulāciju, lai gan ne tik bieži.

Lēti cietā kurināmā katli tiek ražoti bez iebūvētiem sūkņiem, jo ražotājs nezina apkures kontūra parametrus. Šādām sistēmām ūdens sūkņa iegāde ir obligāta.

Tagad siltumnesēja kustība tiek veikta piespiedu kārtā ar ūdens sūkņu palīdzību, kam ir vairākas priekšrocības:

1. Samazināta slodze uz katlu, pateicoties temperatūras starpības samazinājumam ieplūdes un izplūdes caurulē.
2. Vienmērīga siltuma sadale pa telpām, pateicoties vienādai siltumnesēja temperatūrai visā apkures gredzenu garumā.
3. Iespēja operatīvi regulēt siltumnesēja temperatūru.
4. Ātra apkures sistēmas uzsilšana, iedarbinot aukstu katlu.
5. Nav nepieciešamības ierīkot cauruļvadus ar slīpumu pret katlu, kas nodrošina siltumnesēja spontānu pārvietošanos.
6. Iespēja izmantot plānas caurules, kas aizņem maz dzīvokļa iekšējās telpas.
7. Sūkņa jauda ļauj apkures kontūrā radīt spiedienu, kas ir pietiekams, lai padotu siltumnesēju vairākus stāvus uz augšu.
8. Slēgarmatūras izmantošana atsevišķās apkures tīklu cilpās.
9. Iespēja integrēt sūkni katla darbības automātiskās regulēšanas sistēmā.

Neskatoties uz daudzajām priekšrocībām, cirkulācijas ierīcēm ir divi trūkumi – atkarība no elektroapgādes un papildu izmaksas par elektroenerģiju.

Bet trūkumi ir viegli kompensējami – ūdens sūkņa uzstādīšana ļauj ietaupīt 10-20% degvielas, un elektroenerģijas izmaksu daļa kopējos apkures izdevumos ir tikai 3-5%. Turklāt biežu elektrības padeves pārtraukumu gadījumā var uzstādīt UPS (nepārtrauktās barošanas avotu), kas nodrošinās autonomu katla un sūkņa darbību noteiktā laika periodā.

Iekārtas marķējuma īpatnības

Diemžēl nav vienotu prasību cirkulācijas sūkņu marķējumam. Ražotāji paši izvēlas tehnisko raksturlielumu sarakstu, kas norādīts uz ierīces korpusa.

Iegādājoties sūkni, nevajadzētu paļauties tikai uz marķējumu. Labāk atveriet lietošanas instrukciju un izlasiet tehniskos raksturlielumus tur.

Uz priekšējā paneļa parasti tiek parādīta šāda informācija:

• dzesēšanas šķidruma kustības virziens;
• pievienojamo cauruļu diametrs;
• maksimāli pieļaujamais spiediens;
• ražotājs un modelis;
• maksimālā darba temperatūra;
• aizsardzības pakāpe;
• elektrotīkla darba parametri;
• atbilstības zīmes valsts tehniskajiem noteikumiem.

Ražotāji pēc saviem ieskatiem var norādīt arī citu informāciju. Detalizēti ierīču tehniskie raksturlielumi ir norādīti lietošanas rokasgrāmatā.

Mērvienības dažādās valstīs atšķiras, tāpēc ciparu apzīmējumi uz korpusa var būt maldinoši. Labāk vēlreiz atveriet instrukciju, kur līdzās raksturlielumiem ir norādītas arī to mērvienības.

Uz ko skatīties, izvēloties sūkni?

Atsevišķa sūkņa izvēle apkures kontūram jāveic, ņemot vērā daudzus parametrus.

Iekārtas tehniskie parametri

Cirkulācijas iekārtai ir vairāki raksturlielumi, kurus īpaši svarīgi ņemt vērā, iegādājoties.

Pie tiem pieder:

1. Lietderības koeficients – attiecība starp patērētās elektroenerģijas apjomu un veikto lietderīgo darbu, pārsūknējot siltumnesēju.
2. Spiediena starpība – spiediena atšķirība starp sūkņa izplūdes un ieplūdes atverēm.
3. Ūdens padeve – maksimālais siltumnesēja apjoms, kas tiek sūknēts caur darba kameru pie minimālas apkures kontūra pretestības.
4. Jauda – elektroenerģijas patēriņš.
5. Cauruļu diametrs – pievienojamās iekārtas nominālais diametrs.
6. Maksimālais nominālais spiediens (apzīmēts ar PN) darba kontūrā pie 20 °C, pie kura vēl tiek garantēta ierīces ilgstoša darbība garantijas termiņā.

Ar šiem datiem parasti pietiek, lai apstiprinātu sūkņa tehnisko raksturlielumu atbilstību apkures sistēmas parametriem.

Sīkāk atlases kritērijus mēs apskatījām šajā rakstā.

Ierīces pietiekama jauda

Konkrētā cirkulācijas aprīkojuma modeļa izvēli ietekmē tehniskie parametri, kā arī pircēja finansiālās iespējas un apkures sistēmas īpašības. Ja vēlaties ietaupīt, ir svarīgi, lai sūkņa jauda būtu pietiekama normālai katla darbībai. Norādītais ūdens padeves līmenis instrukcijā vienmēr ir ievērojami lielāks nekā faktiskais.

Lai patstāvīgi noteiktu ierīces jaudas pietiekamību, būs jāveic trīs aprēķinu posmi.

1. posms — nosakām sūkņa ražīgumu

Nepieciešamā sūkņa ražīguma noteikšana pēc formulas.

Nepieciešamā siltuma jauda ir ļoti atkarīga no sienu materiāla, spraugu esamības grīdā un logu rāmju hermētiskuma

Daudzstāvu māju dzīvokļiem apkures siltuma jauda tiek pieņemta 75-80 W/m², savrupmājām – 100-120 W/m². Temperatūras starpība pie katla ieejas un izejas parasti ir 10 °C.

Izrādās, ka dzīvoklim ar platību 60 m² pietiks ar sūkņa reālo ražīgumu (80*60)/(1,16*10)=414 (l/h).

2. posms — aprēķinām spiediena lielumu

Spiediena lieluma noteikšana, lai pārvarētu sistēmas kopējo hidraulisko pretestību pēc formulas.

Katrai noslēgarmatūrai ir savs hidrauliskās pretestības rādītājs, ko nosaka pēc īpašām tabulām. Aprēķinā tiek ņemtas vērā visu cauruļvadu elementu pretestības vērtības.

Norādītā formula prasa sarežģītus aprēķinus, izmantojot uzziņas datus, tāpēc mājas un dzīvokļu apkures sistēmām var izmantot vienkāršotu grafiku.

Spiediena zudums ir ļoti atkarīgs no cauruļu diametra, tāpēc, izvēloties starp diviem iespējamiem izmēriem, labāk izvēlēties lielāko.

Saskaņā ar grafiku spiediena zudumi dzīvoklī ar cauruļu diametru 20 mm būs 70 mm/m, bet ņemot vērā cauruļvada garumu 50 m – 3,5 metri. Šis skaitlis jāreizina ar koeficientu 1,3-2,2, kas ņem vērā ūdensspiediena armatūras pretestību.

3. posms — nosakām sūkņa jaudu

Sūkņa jaudas pietiekamības noteikšana pēc spiediena-plūsmas raksturlīkņu grafika.

Ūdens sūkņa jaudas nepietiekamība izraisa gāzes pārtēriņu katlā un pat var izraisīt letālus bojājumus.

Šāds grafiks ir norādīts ekspluatācijas instrukcijā, un tas ir unikāls katram sūkņa modelim. Ja iepriekš aprēķināto parametru krustpunkts atrodas zem līknes B, tad ierīce ir piemērota apkures sistēmai, bet ja augstāk, tad nē.

Detalizētus ieteikumus cirkulācijas sūkņa aprēķināšanai ar konkrētiem piemēriem mēs esam snieguši nākamajā rakstā.

Ierīces papildu funkcijas

Ja apkures sistēmai ir kritiski svarīga pastāvīga šķidruma kustība, tad var uzstādīt pāri secīgi kontūrā izvietotu sūkņu. Otrais dzinējs šādā sistēmā var ieslēgties, ja nepietiek jaudas vai sabojājas pirmais motors.

Lai automatizētu boileri ar apsildi no apkures kontūra, var izmantot sūkņus ar termostatu un taimeri. Iebūvētais mehānisms nodrošina dzinēja ieslēgšanu un izslēgšanu atkarībā no dzesēšanas šķidruma temperatūras un diennakts laika.

Spailu kārba var būt ar regulēšanas rokturiem un indikatoru paneli. LCD displeji apkures sūkņos tiek izmantoti reti, jo tie nepanes augstu temperatūru.

Sazarotās apkures tīklos var izmantot cirkulācijas sūkņus ar termostatu un gludu darba riteņa ātruma regulēšanu. Ar to palīdzību dažādās cilpās notiek autonomā dzesēšanas šķidruma ātruma regulēšana atkarībā no tā temperatūras. Sūkņi ar automātiku ir vairākas reizes dārgāki un reti tiek izmantoti dzīvokļos un nelielās dzīvojamās mājās.

Tirgū ir pieejami gan modeļi ar standarta, gan ar nestandarta uzbūvi, kas piešķir papildu funkcionalitāti. Labāko apkures sūkņu reitingu, kas sastādīts, ņemot vērā reālu lietotāju atsauksmes, mēs esam snieguši šeit.

Citas sūkņa izvēles nianses

Ir svarīgi, lai iekārta ne tikai pildītu savu funkciju, bet arī strādātu ilgi, nesagādājot neērtības mājas vai dzīvokļa iedzīvotājiem.

Tāpēc, izvēloties ierīci, jāievēro šādi noteikumi:

1. Izvēlēties pazīstamus sūkņu ražotājus: Calpeda, Grundfos, WILO. To iekārtu cena ir par 20-40% lielāka, bet bojājuma iespējamība ir ievērojami mazāka.
2. Ņemt ierīci ar raksturlielumiem, kas par 20-30% pārsniedz aprēķinātos. Šī rezerve samazinās ekspluatācijas slodzi un palielinās iekārtas kalpošanas laiku.
3. Pievērst uzmanību izmēriem, lai sūknis ietilptu tam atvēlētajā vietā.
4. Ierīces darbībai jābūt pēc iespējas klusākai, lai netraucētu iedzīvotājiem nakts laikā.
5. Nevajag censties iegādāties modeli ar jaudu, kas ievērojami pārsniedz aprēķinātos parametrus. Tas novedīs ne tikai pie elektroenerģijas pārtēriņa, bet arī pie lieka trokšņa.
6. Izvēlēties sūkni tieši apkures sistēmām, jo tie ir paredzēti darba temperatūrai līdz 130-150 °C.
7. Vēlams, lai ierīcei būtu iebūvēts siets cieto daļiņu filtrēšanai, kas suspendētas dzesēšanas šķidrumā.

Iekārtas darba raksturlielumiem obligāti jāatbilst apkures sistēmas parametriem, uz to ietaupīt nav iespējams. Papildus būs jāmaksā tikai par uzticamu ražotāju, paaugstinātu korpusa aizsardzību un automātisko darba regulēšanas sistēmu.

Lielākā daļa sadzīves cirkulācijas ierīču apkurei neprasa iestatīšanu. To iedarbināšanai pietiek pievienot sprauslas cauruļvadam un ieslēgt ierīci elektrotīklā. Bet kā pareizi veikt sūkņa montāžu, mēs apskatījām soli pa solim instrukcijā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Kā izvēlēties labu cirkulācijas sūkni apkurei:

Cirkulācijas iekārta DAB:

Divu Grundfos ierīču salīdzinājums: modeļi UPS un Alpha2:

Cirkulācijas sūkņa izvēli labāk saskaņot ar speciālistiem. Ja iekārtas jaudu standarta dzīvoklim var ieteikt arī veikala pārdevēji, tad pirms apkures ierīces iegādes lauku mājai būs jāvēršas pie profesionāļiem sarežģītiem aprēķiniem.

Jāatceras, ka to nevar apmainīt veikalā pēc ekspluatācijas sākuma, tāpēc labāk uzreiz iegādāties piemērotu modeli.

Vai vēlaties papildināt mūsu rakstu ar noderīgiem ieteikumiem par sūkņa izvēli apkurei? Vai arī esat pamanījuši neatbilstību izklāstītajiem datiem? Rakstiet savus komentārus komentāru blokā – jūsu viedokli mēs noteikti ņemsim vērā.

Vai pēc raksta izlasīšanas jums ir palikuši jautājumi? Uzdodiet tos mūsu ekspertiem, jautājiet padomu – mēs centīsimies jums palīdzēt.