Najczęstsze pytania padają wciąż te same, jak chociażby: jaka powinna być pompa cyrkulacyjna do domu o danej powierzchni lub liczbie mieszkańców? Czy średnica i izolacja cieplna rur wody użytkowej ma wpływ na dobór pompy? O ile dobór pompy do instalacji grzewczej wydaje się łatwiejszy i bardziej znany, to dobór pompy do cyrkulacji c.w.u. rodzi więcej wątpliwości. W jej przypadku najwięcej błędów wynika z podejścia np. „im większa, tym lepsza”. Ze względu na obszerność tematu zagadnienie poprawnego doboru zostanie omówione w dwóch artykułach. W pierwszym zostaną poruszone czynniki wpływające na dobór pompy i samo wyliczenie przepływu i wysokości podnoszenia. Drugi zaś koncentrować się będzie na doborze konkretnej pompy c.w.u. z typoszeregu i zagadnieniach związanych z uruchomieniem i eksploatacją.
Co naprawdę decyduje o doborze pompy cyrkulacyjnej
Oczywiście taki czynnik jak automatyka pompy cyrkulacyjnej nie wpływa na jej dobór hydrauliczny, ale wpływa na komfort, ekonomię i higienę. Przykładem jest pompa Wilo-Star-Z NOVA T.
Dzięki wbudowanemu programatorowi czasowemu pracuje tylko w godzinach realnego użytkowania, ograniczając straty ciepła i zużycie energii. Z kolei czujnik temperatury pozwala utrzymać wymaganą wartość na powrocie (np. ≥ 50°C), załączając pompę tylko wtedy, gdy to konieczne, co poprawia komfort, higienę instalacji i obniża koszty.
Temperatura i higiena w układzie wody użytkowej – kluczowe ramy pracy układu
Wymagania przepisów określają temperaturę wody użytkowej na poziomie 55-60°C, przy czym progi te odnoszą się do budynków o powierzchni powyżej 1000 m². W praktyce projektowej dla domów jednorodzinnych optymalnym kompromisem komfortowo-higienicznym jest 45-50°C z okresową dezynfekcją termiczną do 70°C. Warto podkreślić, że przy 50°C w ciągu 2 godzin ginie około 90% bakterii Legionella. Należy zadbać przy tym o cykliczne przegrzewy wody i utrzymywanie temperatury wody na zalecanym poziomie.
Rury w obiegu wody użytkowej
Średnice rur oraz izolacja cieplna odgrywa decydujące znaczenie dla doboru pompy cyrkulacyjnej.
Przepływ wody cyrkulacyjnej Q – z bilansu strat ciepła
Cyrkulację dobiera się do strat ciepła w przewodach, a nie do samej długości pętli. Praktyczny wzór, który przekłada zapotrzebowanie cieplne rur na wymaganą wydajność pompy określony jest jako:
Q [m³/h] = 1,5 ∙ L ∙ Pstr. / (1150 ∙ ΔT)
gdzie :
• L – łączna długość przewodów c.w.u. + cyrkulacji [m],
• Pstr. – jednostkowe straty ciepła [W/m] (rury dobrze izolowane: 5-6 W/m; izolacja standardowa: 7-8 W/m; słaba/bez izolacji: 15-25 W/m),
• ΔT – różnica temperatury zasilanie/powrót; zalecane wartości: standardowo 5 K, dla krótkich, dobrze izolowanych obiegów i wyższego komfortu 3-4 K, a w wyjątkowych wymaganiach higienicznych 2 K.
• Współczynnik 1,5 wprowadza rozsądny zapas na bezwładność i jakość izolacji rur.
Warto zauważyć, że zwiększanie prędkości przepływu skraca czas ekspozycji wody na wychładzanie w odcinkach nieizolowanych, ale rosną opory przepływu i ryzyko hałasu. Dla miedzi bezpiecznym, wielokrotnie potwierdzonym limitem jest vmax ≈ 0,5 m/s.
Opory przepływu i wysokość podnoszenia – jak policzyć bez zgadywania?
Przyjęcie realistycznych oporów liniowych oraz udziału oporów miejscowych pozwala oszacować potrzebną wysokość podnoszenia H. Dla instalacji c.w.u. z PEX i miedzi w budownictwie mieszkaniowym można przyjąć opory:
• rury c.w.u. (zasilanie): 200-400 Pa/m,
• rura cyrkulacyjna: 100-200 Pa/m,
• współczynnik ZF (opory miejscowe/opory liniowe): 1,1-1,2 dla układów prostych; 1,3-1,5 dla typowych domowych (kształtki, zawór zwrotny); 1,6-2,0 przy większej liczbie kształtek i zaworach regulacyjnych.
Z takich założeń wynikają typowe wymagane wysokości podnoszenia H dla domów jednorodzinnych o danej powierzchni (orientacyjnie):
• 0,3-0,8 m dla 140-200 m² (PEX 16×2,0),
• 0,8-1,5 m dla 250-300 m² (PEX 20×2,0),
• 1,5-2,5 m przy 400-600 m² (PEX 25×2,5),
• 2,0-3,5 m powyżej 600 m² (PEX 32×3,0).
Takie wartości pozwalają orientacyjnie już dobrać pompę cyrkulacyjną pod warunkiem, że znane będzie jeszcze dla niej wymagane natężenie przepływu wody cyrkulacyjnej c.w.u.
Izolacja – najtańszy „uzysk” energetyczny
Wskaźnikiem jakości jest jednostkowa strata ciepła na metr rury. Wytyczne z rynku niemieckiego (DIN 1988 + VDI 6023) traktują ≤ 5 W/m jako poziom docelowy dla przewodów cyrkulacyjnych, a > 7 W/m jako podwyższone straty generujące nieefektywność układu.
Z praktyki wynika, że najpierw należy poprawić izolację i dopiero potem zwiększać przepływ – a nie odwrotnie. Grafiki 2 i 3 (pobierz powyżej) pokazują także, jak grubość otuliny (λ ≤ 0,04 W/(m ∙ K)) ogranicza schłodzenie na długości odcinka i jak prędkość przepływu skraca czas wychładzania odcinków nieizolowanych; wzrost prędkości musi jednak pozostać w granicach akustyki i dopuszczalnych oporów.
Pobierz 1. Zalecane opory liniowe przepływu i prędkości przepływu