Cirkuliaciniai siurbliai parenkami pagal du pagrindinius parametrus – maksimalus našumas ir maksimalus slėgis.  Priklausomai nuo cirkuliacinio siurblio paskirties (šildymo sistema, kondicionavimo sistema, buitinis vanduo, saulės kolektoriai ir t.t.) reikia atsižvelgti į tokius parametrus, kaip darbinė temperatūrą, medžiagos naudojamos siurblio gamybai, siurblio energetinis efektyvumas.

Idealiu atveju, norint parinkti cirkuliacinį siurblį reikia sulyginti siurblio našumo charakteristikas su konkrečios sistemos atitinkama diagrama. Sistemos ir cirkuliacinio siurblio kreivių sankirtos taškas atitinka geriausiai tinkamus cirkuliacinio siurblio parametrus.

Pateiktas pavyzdys yra daugiau teorinis ir skirtas vizualiai parodyti cirkuliacinių siurblių parinkimo pagrindus. Deja realiom sąlygos gauti konkrečios šildymo, kondicionavimo ar kitokios sistemos slėgio nuostolių / našumų charakteristikų kreivę yra mažai tikėtina. Būtent dėl šitos priežasties, parenkant cirkuliacinius siurblius atsižvelgiama į maksimalias galimas reikšmes : maksimalus našumas ir maksimalus slėgis. Žemiau kiekvienas parametras nagrinėjamas detaliau.

Cirkuliaciniai siurbliai - našumas

Maksimalus našumas – nusako maksimalų srautą sistemoje, reikalingą efektyviam šilumos perdavimui.

Norint apskaičiuoti šildymo sistemos maksimalų reikalingą našumą, reikia žinoti šildymo sistemos maksimalius energijos nuotolius šalčiausių metų periodu. Jei pastato šilumos nuostolių diagramos gauti nėra galimybės, galime naudoti klasikinę formulę (atitinkančią bendras EU normas): 10m2 šildymui reikia ne daugiau 1kW energijos, pvz. 150 m2 namo energijos nuostoliai neturi viršyti 15kW. Skaičiavimas pagristas pastato šilumos nuotoliais labiau turi prasmę kotedžų ar nuosavų namų šeimininkams, kurie prijungti prie centrinės miesto šildymo sistemos ir šilumos šaltinio galingumas nėra ribojamas. Pastatams su įrengtais šildymo katilais ir pilnai nepriklausomais nuo išorinių energijos šaltinių paprastumo dėlei atskaitos tašku galima laikyti šildymo katilo galingumą. Vėl gi, skaičiuojant kondicionavimo sistemos maksimalų našumą galime remtis pačio šaldymo įrenginio galingumu. Karšto vandens recirkuliacijai našumas reikalingas minimalus – tokiose sistemose lemiamą reikšme turės slėgis.

Cirkuliacinio siurblio maksimalų numatytą našumą galime apskaičiuoti pagal tokią formulę:

Q = P / (C x dT)

čia Q – siurblio našumas (m3/val), P – šildymo/šaldymo sistemos galingumas arba energijos nuostoliai (kW), C – šiluminė talpa vienam kubiniam metrui (vandeniui C = 1,16 (kW x val)/(m3 x °C)), dT – temperatūrų skirtumas išeinančiam ir grįžtamajam vandeniui (°C).

Naudojant vandenį, galime supaprastinti formulę iki tokio pavidalo:

Q = P / (1.16 x dT)

Naudojant kitokį termofikatą (pvz. glikolio tirpalą), atitinkamai reiktų pakeisti C reikšmę ir naudoti pradinę formulę. Vėl gi, realiom sąlygom glikolio tirpalo ir vandens šiluminės talpos yra panašios.

dT reikšmė priklauso nuo konkrečios sistemos tipo:

• Klasikinė šildymo sistema su radiatoriais – dT = 20°C
• Žematemperatūrė šildymo sistema – dT = 10°C
• Šildomos grindys – dT = 5°C

T.y. esant vienodo galingumo sistemoms, šildomoms grindims reikia 4 kartus didesnio termofikato srauto nei klasikinei sistemai su radiatoriais. Bet našumas – tai tik viena medalio pusė.

Cirkuliaciniai siurbliai – slėgis arba siurblio kėlimo aukštis

Maksimalus slėgis – maksimalus sistemos  pasipriešinimas ilgiausiame vamzdyno kontūre, matuojamas vandens stulpo slėgio metras.

Šitoje vietoje svarbu nepasimesti, nes pasitaiko keli klaidinantys faktoriai. Jei sistema yra uždara, kėlimo aukštis neturi nieko bendro su realiu pastato aukščiu. Pavyzdžiui, trijų aukštu name viršutiniam aukšte esantys radiatoriai būtų 9 metrų aukštyje katelinės namo rūsyje atžvilgiu,  bet tai visiškai nereiškia, kad reikalingas cirkuliacinis siurblys su kėlimo slėgiu iki 9 m. Esmė tame, kad esant uždarai šildymo sistemai, slėgiai vamzdyno kontūro viduje susibalansuoja ir slėgio jėgos veikiančios į viršų ir į apačią susikompensuoja. Klasikinės uždaros šildymo sistemos atveju reikia kreipti dėmesį tik į pasipriešinimo sukeliamą slėgį, o bendras sistemos aukštis neturi  jokios įtakos. Kitas klaidinantis momentas gali būti slėgio parametrai šildymo sistemos viduje – t.y. šildymo sistemos darbinis slėgis. Paprastai šitas parametras nurodomas atskirai, pvz. PN10 – maksimalus darbinis slėgis 10 bar, PN16 – atitinkamai 16 bar  ir t.t.

Apskaičiuojant maksimalų slėgį reikia įvertinti šildymo sistemos pasipriešinimą  pačioje ilgiausioje linijoje (trasoje iki labiausiai nutolusio šildymo įrenginio arba ilgiausią šildomų grindų kontūrą).  Įrengiant naują šildymo sistemą galimi tikslūs apskaičiavimai, įvertinant visus vamzdyno elementus (vamzdžiai, fitingai, ventiliai, vožtuvai, armatūra ir kiti šildymo sistemos įrenginiai). Paprastai reikalingi duomenys suteikiami gaminių techniniuose pasuose. Tokiais atvejais galime pritaikyti šitą formulę:

H = (R x L + Z)/C x g

čia R – santykinis vamzdžio pasipriešinimas (Pa/m), L – bendras vamzdžių ilgis (m), Z – bendras fitingų pasipriešinimas (Pa), C – termofikato tankis (kg/m3), g – laisvojo kritimo pagreitis (m/s2)

Suprantama, realiom sąlygom, tuo labiau esant jau veikiančiai sistemai, tokie paskaičiavimai dažniausiai nėra įmanomi. Todėl paprastumui naudojami apitikslūs paskaičiavimai. Eksperimentiniai metodai ir ilgametė patirtis byloja, kad vamzdžio pasipriešinimas sudaro apie 100-150 Pa/m. Tai atitinka apie 0,01-0,015m slėgio vienam vamzdžio metrui. Pasitelkus šia informacija galima nesunkiai apskaičiuoti bendrą viso vamzdyno sukeliamą pasipriešinimą vandens stulpo slėgio metrais (įvertinam vamzdžio ilgį į abi pusės). Taip pat praktika rodo, kad fitinguose ir armatūroje slėgio nuostoliai sudaro papildomai apie 30% bendro vamzdžio pasipriešinimo. Kai sistemoje naudojamas termoreguliacinis ventilis, reikėtų pridėti dar apie 70%. Trieigiam vožtuvui arba kitam šildymo sistemos prietaisui, stabdančiam natūralią cirkuliaciją atitenka apie 20% papildomų slėgio nuostolių.

Paprastai tariant, skaičiuojant reikalingą cirkuliacinio siurblio slėgį, atliekam tokius veiksmus:

1. Nustatome ilgiausio vamzdyno kontūro ilgį
2. Apsiaičiojam vamzdžio pasipriešinimą – dauginam vamzdžio ilgi iš 0,01-0,015
3. Pridedam reikiamą procentą, priklausomai nuo naudojamų sistemos elementų pagal aukščiau išvardintą metodiką

Atlikus visus paskaičiavimus mes jau žinome mums reikalingo siurblio maksimalų darbinį tašką (maksimalų našumą ir maksimalų slėgį). Pagal šituos parametrus parenkame tinkamą cirkuliacinį siurblį. Patartina, kad mūsų pasirinkto siurblio darbinis taškas patektų į antrąja grafiko dalį iš trijų – šitoje zonoje siurblio veikimas yra efektyviausias.

Taip pat nereikia pamiršti, kad mūsų apskaičiuoti parametrai atitinka kraštinį atvejį – esant šalčiausiai temperatūrai laike ir šildymo sistemai veikiant maksimaliu pajėgumu. Tokiu režimu šildymo sistema veikia ne daugiau 1-2 sav. per metus, todėl rekomenduojama pasirinkti kiek „silpnesnį“ siurblį, kurio didžiausias efektyvumas būtų arčiau pirmos grafiko padalos – diagramoje šio straipsnio pradžioje taškas pažymėtas BEP (Best Efficiency Performance). Toks pasirinkimas leis sutaupyti ne tik nusiperkant kiek pigesnį cirkuliacinį siurblį, bet ir siurblys vartos mažiau elektros energijos šildymo sezono metu, o tai reiškia mažiau išlaidų elektrai.

Cirkuliaciniai siurbliai – realaus pavyzdžio nagrinėjimas

Nagrinėjamas  2 aukštų namas, bendras šildomas plotas yra 150 m2. Name naudojamas grindinis šildymas. Ilgiausias grindinio šildymo kontūras padengia apie 30 m2, žingsnis tarp vamzdžio kilpų yra 30 cm ir kontūro ilgis yra 100 m. Šildymo sistemoje naudojamas termoreguliacinis ventilis ir trieilis pamaišymo vožtuvas.

Turint tokią informaciją galime nesunkiai paskaičiuoti maksimalius reikalingus parametrus siurbliui. 150 m2 ploto namo energijos nuostoliai gali siekti iki 15kW, o naudojant grindinį šildymą temperatūrų skirtumas tarp grįžtamo ir padavimo vamzdžių yra 5°C, todėl:

Q = P / (1.16 x dT) = 15 / (1.16 x 5) = 2.59 m3/val.

Žinome, kad ilgiausias kontūras yra 100m ir yra naudojami aukščiau aprašyti sistemos mazgai, kurie sukelia papildomą pasipriešinimą (slėgio nuostolį), todėl:

H = 0,01 x L +dH1(fitingai) + dH2(termoreguliatorius) + dH3(pamaišymo vožtuvas)
H = 0,01 x 100 + 30% + 70% + 20% = 1.0 + 120% = 2.2 m

Išsiaiškinome, kad mūsų poreikiams pilnai užtenka siurblio, kuris galėtų išvystyti našumas Q = 2.59 m3/val. esant slėgiui H = 2.2 m. Tokias sąlygas galėtų patenkinti pvz. Grundfos ALPHA2 25-60 180 arba Wilo Yonos PICO 25/1-6-180 cirkuliaciniai siurbliai.

Susijusios prekių kategorijos

Cirkuliaciniai siurbliai