Princip činnosti frekvenčních čerpadel v topném systému
V moderních topných systémech se stále častěji používají čerpadla s frekvenční regulací průtoku chladicí kapaliny, nebo se jim také říká frekvenční čerpadla. Mnoho uživatelů se snaží zjistit výhody těchto zařízení oproti konvenčním čerpadlům, protože frekvenční čerpadla jsou o něco dražší než jejich klasické protějšky. Co ospravedlňuje zvýšené náklady na oběhová čerpadla s frekvenční regulací? Pojďme na to přijít.
Výhody frekvenčních čerpadel
Čerpadla s frekvenční regulací mají oproti konvenčním čerpadlům dvě hlavní výhody. Mezi hlavní výhody čerpadel s frekvenční měničem lze považovat:
- Mohou pracovat v režimech úměrných tlaku chladicí kapaliny;
- Nižší spotřeba energie, protože frekvenční měnič pracuje efektivněji než klasický.
Ve skutečnosti existuje mnohem více těchto výhod, ale o tom více níže.
Proporcionální tlakový provoz je velmi důležitý v topných systémech, kde je průtok chladicí kapaliny regulován termostatickými ventily instalovanými na radiátorech. Tyto ventily se také nazývají termostatické ventily a pomocí těchto zařízení můžete regulovat přívod chladicí kapaliny do radiátoru. Uzavřením ventilu se průtok radiátorem snižuje, čímž se zvyšuje zatížení oběhového čerpadla, protože průtok topného okruhu se mírně snižuje.
Jaký je rozdíl mezi frekvenčním čerpadlem a klasickým?
Konvenční oběhové čerpadlo za podmínek zvýšeného zatížení pokračuje v provozu ve standardním režimu, čímž vytváří na výstupu přetlak, což s sebou nese zvýšenou spotřebu energie. Frekvenční čerpadlo za podmínek sníženého průtoku topného okruhu snižuje otáčky pomocí frekvenčního měniče, čímž zabraňuje vzniku přetlaku na výstupu čerpadla, což výrazně šetří elektřinu.
Při použití konvenčních oběhových čerpadel v topných systémech spolu s termostatickými ventily vznikají v důsledku poklesu tlaku v topném systému cizí zvuky. Tyto cizí zvuky jsou nejvýrazněji slyšet v noci a jsou dráždivé během odpočinku. Zavírání ventilů vytváří parazitní hydraulické odpory, které zvyšují zatížení konvenčního oběhového čerpadla, což nemá nejlepší vliv na jeho životnost.
Princip činnosti frekvenčního čerpadla
Použití frekvenčně řízeného oběhového čerpadla může vyřešit mnoho problémů. Určuje si vlastní provozní režimy, protože se okamžitě přizpůsobuje poklesům tlaku v topném okruhu. Měnič frekvence uvnitř řídí otáčky motoru a jakmile se odpor v topném systému začne zvyšovat, měnič frekvence okamžitě sníží otáčky motoru. To umožňuje stabilizovat výstupní tlak a udržovat tento tlak na dané úrovni. Za takových podmínek pracuje frekvenční čerpadlo v šetrném režimu, což má pozitivní vliv na jeho životnost a nevede k neodůvodněné spotřebě energie.
Pomocí frekvenčního čerpadla se dosahuje ideálních parametrů provozu topného systému, ve kterém se používají termostatické ventily. Absence tlakových ztrát má také pozitivní vliv na životnost potrubních spojů a armatur, stejně jako na stav samotných trubek a výměníku tepla. Taková čerpadla mají také některé konstrukční vlastnosti, které odlišují tato zařízení od běžných oběhových čerpadel. Čerpadla s frekvenční převodní jsou vyrobena s použitím permanentních magnetů, což umožňuje výrazně snížit spotřebu energie.
Frekvenční měnič lze přirovnat k úsporné žárovce, která je sice dražší než běžná, ale při dlouhodobém používání přináší značné úspory. Frekvenční čerpadla také šetří rozpočet uživatele, i když samotné čerpadlo je o něco dražší než jeho klasický protějšek. Při dlouhodobém používání frekvenčního čerpadla v topných systémech je ekonomický efekt zřejmý. Časté poklesy tlaku v topném okruhu mohou nakonec vyřadit z provozu běžné oběhové čerpadlo a tento prvek topného systému patří k nejdražším. Frekvenční čerpadlo pracuje za optimálních podmínek a má dvojnásobně delší životnost.
Další vlastnosti frekvenčního čerpadla
Čerpadla s frekvenční převodníkem mají speciální displej, který zobrazuje informace o objemu čerpané chladicí kapaliny – za hodinu. Čerpadla tohoto typu mají také ovládací prvky ve formě tlačítek, pomocí kterých můžete ručně nastavit provozní režimy čerpadla. Frekvenční čerpadlo lze pomocí ovládacích tlačítek nastavit do normálního režimu, což vám umožní používat toto zařízení jako běžné neregulované čerpadlo. To se provádí na žádost uživatele, stejně jako v případě, že je nutné instalovat frekvenční čerpadlo v topných systémech, kde se nepoužívají termostatické ventily. Provozní režimy frekvenčního čerpadla se také zobrazují na LED displeji.
Spotřeba energie a vytápění
Při maximálním zatížení spotřebuje frekvenční oběhové čerpadlo maximálně 20 W elektřiny. A to vše díky tomu, že toto čerpadlo používá permanentní magnety. Při minimálním snížení otáček spotřebuje frekvenční čerpadlo pouze 12–13 W, zatímco konvenční oběhové čerpadlo spotřebovává v průměru konstantně asi 50 W.
V podmínkách sníženého výkonu topného okruhu, v důsledku uzavření termostatických ventilů, běžné čerpadlo pokračuje v provozu standardními otáčkami a snaží se překonat odpor. Tlak na výstupu čerpadla se zvyšuje a zároveň se zvyšuje i samotné zahřívání čerpadla, což také negativně ovlivňuje jeho životnost. Oběhové čerpadlo s frekvenční regulací tyto nevýhody nemá, protože se přizpůsobuje odporu topného systému a jeho motor pracuje v komfortních podmínkách bez nadměrného zahřívání. Frekvenční čerpadlo je navrženo pro provoz po celá desetiletí.
Pozitivní vliv na topné prvky
Také frekvenční vyrovnávání tlakových ztrát v topném okruhu pomocí čerpadla má příznivý vliv na životnost expanzní nádrže. Poklesy tlaku způsobují stlačování a natahování gumové membrány používané v expanzních nádržích, což nakonec vede k poruše expanzní nádrže.
Absence tlakových ztrát, která je zaručena při použití čerpadla s převodníkem, umožňuje expanzní nádrži pracovat prakticky v jednom režimu, což neznamená natahování ani stlačování gumové membrány. Stačí pečlivě sledovat tlak vzduchu v expanzní nádrži a pravidelně ji doplňovat. To by měl provádět odborník, který provádí servis vašeho topného systému.
Při použití oběhového čerpadla s regulací vydrží radiátory mnohem déle. To také přímo souvisí s absencí tlakových poklesů v topném okruhu, které přispívají k deformaci radiátorů, což časem vede ke vzniku mikrotrhlin a následně píštělí.
Závěr
Oběhová čerpadla s frekvenční měničem získávají stále větší popularitu, a to i přes mírně vyšší cenu než u konvenčních čerpadel. Takové zařízení má mnohem více výhod a všechny náklady na pořízení tohoto zařízení jsou více než kompenzovány – úsporou elektřiny a provozem topného systému ve správném režimu. Použití takového zařízení také přináší uživateli větší komfort, protože provoz topného systému se stává téměř tichým.
Oběhové čerpadlo s frekvenční měničem nejen nastavuje správné parametry pro provoz topného okruhu, ale má také pozitivní vliv na provoz topného kotle. Absence tlakových ztrát má v první řadě velmi příznivý vliv na výměník tepla, který zbavuje neustálých deformací způsobených tlakovými rázy v topném systému. Taková čerpadla jsou velmi užitečnou inovací v topných systémech a tato inovace představuje budoucnost.