Cirkuliacinis siurblys: kokio debito ir slėgio reikia

Debitas: Q = P / (ρ·c·ΔT)

Siurblys turi perkelti tiek vandens, kad jis, atvėsdamas per ΔT, atiduotų visą šildymo galią. ρ·c – vandens tankis kartu su savitąja šilumine talpa: 60 °C vandeniui 1,1429 kWh/(m³·K) (NIST), Wilo apvalina iki 1,16. norma NIST Chemistry WebBook, SRD 69 – vandens savybės, izobara 0,2 MPa (EN) – tankis kg/m³ ir c_p kJ/(kg·K): 30 °C 995,69 ir 4,1796; 40 °C 992,26 ir 4,1792; 50 °C 988,08 ir 4,1811; 60 °C 983,24 ir 4,1847; 70 °C 977,81 ir 4,1899; 80 °C 971,83 ir 4,1965. ρ·c / 3600 = kWh/(m³·K): 60 °C – 1,1429; 35 °C – 1,1539 gamintojas Wilo – „Wilo-Brain – Optimierung von Heizungsanlagen“, mokymų skaidrės (Sales Region DACH, 2019-06-24, DE) – 35 skaidrė „Überschlägige Pumpenauslegung – Volumenstrom“: V = Q_N / (1,16 · Δϑ) m³/h, 1,16 – savitoji šiluminė talpa Wh/(kg·K), Δϑ – projektinis temperatūrų skirtumas „10 - 20 K für Standard-Anlagen“, Q_N – šilumos poreikis kW. 36 skaidrė „Förderhöhe“: H = R · l · ZF / 10 000 m v. st.; R – trinties nuostoliai tiesiame vamzdyje Pa/m, „Erfahrungswert z.B. R = 100 Pa/m“; l – nepalankiausio šildymo žiedo ilgis (paduodamasis ir grįžtamasis); ZF – priedai: Formstücke/Armaturen 1,3, Mischer/Schwerkraftbremse 1,2, Thermostatventil 1,7 → 2,6; Wärmemengenzähler + 1 m v. st. 37 skaidrė: ilgiausias vamzdyno kelias (pirmyn ir atgal) ≈ (pastato ilgis + plotis + aukštis) × 2. 46 skaidrė: pavyzdys – sistema 70/55, temperatūrų skirtumas 15 K

Wilo formulėje slėgio nuostoliai debitu nesiremia (R imamas pastovus), todėl slėgio aukštis lentelėje nesikeičia. Iš tikrųjų mažesnis ΔT ir didesnis debitas didina trintį vamzdžiuose – jei vamzdžiai ploni, R didinkite.

Slėgio aukštis: H = R × l × ZF

• Radiatoriai. Wilo apytikslė formulė: trinties nuostoliai R (pavyzdys – 100 Pa/m) × nepalankiausio žiedo ilgis l (iki toliausio radiatoriaus ir atgal) × priedų koeficientas ZF: armatūra 1,3, maišytuvas ar savitakos stabdis 1,2, termostatiniai ventiliai 1,7, visi kartu – 2,6. Šilumos skaitiklis – + 1 m. gamintojas Wilo – „Wilo-Brain – Optimierung von Heizungsanlagen“, mokymų skaidrės (Sales Region DACH, 2019-06-24, DE) – 35 skaidrė „Überschlägige Pumpenauslegung – Volumenstrom“: V = Q_N / (1,16 · Δϑ) m³/h, 1,16 – savitoji šiluminė talpa Wh/(kg·K), Δϑ – projektinis temperatūrų skirtumas „10 - 20 K für Standard-Anlagen“, Q_N – šilumos poreikis kW. 36 skaidrė „Förderhöhe“: H = R · l · ZF / 10 000 m v. st.; R – trinties nuostoliai tiesiame vamzdyje Pa/m, „Erfahrungswert z.B. R = 100 Pa/m“; l – nepalankiausio šildymo žiedo ilgis (paduodamasis ir grįžtamasis); ZF – priedai: Formstücke/Armaturen 1,3, Mischer/Schwerkraftbremse 1,2, Thermostatventil 1,7 → 2,6; Wärmemengenzähler + 1 m v. st. 37 skaidrė: ilgiausias vamzdyno kelias (pirmyn ir atgal) ≈ (pastato ilgis + plotis + aukštis) × 2. 46 skaidrė: pavyzdys – sistema 70/55, temperatūrų skirtumas 15 K
• Nežinote ilgio. Wilo siūlo ilgiausią kelią imti (namo ilgis + plotis + aukštis) × 2: 12 × 9 m namui su 6 m aukščiu – 54 m, slėgio aukštis 1,22 m.
• Grindinis šildymas. Slėgis lemia ilgiausias kontūras: 8 kW, 8 kontūrai, ilgiausias 90 m – kontūras 233 mbar, su magistrale iki kolektoriaus – 2,53 m (24,8 kPa), debitas 1,39 m³/h. Uponor lentelės skaičiuojamos iki 250 mbar kontūrui; prie kontūro pridedami kolektoriaus ir slėgio reguliatoriaus nuostoliai. Kontūrus suskaičiuosite grindinio šildymo skaičiuoklėje. gamintojas Uponor – Underfloor heating/cooling Planning information (EN) – 23 psl.: projektinė patalpa skaičiuojama esant temperatūrų skirtumui (spread) 2–5 K, kitose patalpose jis didesnis; 27 psl.: lentelių pagrindas – didžiausias slėgio kritimas kontūre su 2 × 5 m prijungimu Δp_max = 250 mbar; 37 psl. pavyzdys: siurbliui reikalingas slėgis Δp_H = Δp_BV + Δp_s + Δp_V = 0 + 215 + 58 = 273 mbar (nepalankiausias kontūras 215 mbar + slėgio reguliatorius)
• Lietuvos reglamentas. STR 2.09.02:2005 reikalauja priemonių pakankamai cirkuliacijai visose šakose (15.2 p.), riboja vandens greitį pagal triukšmą (19.3 p.), žiedų pasipriešinimo nesąryšį iki 15 % šakotinėje schemoje (19.4 p.) ir neįvertintus nuostolius iki 10 % (19.5 p.). Skaičių siurbliui reglamentas nenurodo. norma STR 2.09.02:2005 „Šildymas, vėdinimas ir oro kondicionavimas“ (suvestinė redakcija nuo 2026-05-29) – 15.2 p.: šilumos generatoriuje ir šilumos punkte numatomos techninės priemonės, garantuojančios pakankamą šilumnešio cirkuliaciją visose šakose ir prietaisuose; 19.3 p.: didžiausi greičiai vamzdynuose tokie, kad triukšmas neviršytų patalpoms leistino; 19.4 p.: cirkuliacijos žiedų hidraulinio pasipriešinimo nesąryšis – iki 15 % šakotinėje ir 5 % lygiųjų žiedų schemoje; 19.5 p.: neįvertinti cirkuliacijos slėgio nuostoliai – iki 10 % nuo didžiausių apskaičiuotų

Kaip skaityti siurblio kreivę

1. Ant kreivės grafiko horizontalioje ašyje raskite debitą Q (m³/h), vertikalioje – slėgio aukštį H (m arba kPa). Jų sankirta – jūsų darbo taškas.
2. Siurblio kreivė leidžiasi iš kairės į dešinę: didesnis debitas – mažesnis aukštis. Tikrasis darbo taškas yra ten, kur sistemos kreivė (parabolė per nulį ir jūsų tašką) kerta siurblio kreivę. gamintojas Grundfos – „Duty point“ (Research and insights, EN) – „The duty point is at the intersection between the Q-H curve and the system characteristics“; siurblys parenkamas didžiausiai sistemos apkrovai, likusį laiką jis būna per didelis – todėl tinka reguliuojamas siurblys
3. Rinkitės žemiausią greitį ar kreivę, kuri ties jūsų debitu eina ne žemiau jūsų slėgio aukščio. Didžiausias aukštis pavadinime (25-60 → 6 m) pasiekiamas tik esant nuliniam debitui. gamintojas Grundfos – ALPHA2 / ALPHA3 / ALPHA SOLAR duomenų knyga (Data booklet, EN) – 6 psl., 2 sk. „Applications“: siurblio tipas pagal plotą – radiatorių sistema (Δt 20 °C) / grindinis šildymas (Δt 5 °C): 80–120 m² 0,4 / 1,5 m³/h (XX-40); 120–160 m² 0,5 / 2,0 (XX-50); 160–200 m² 0,6 / 2,5 (XX-60); 200–300 m² 0,8 / 3,5 (XX-80); „The data are approximate values“. 4 psl. „Type key“: skaičius po brūkšnio – „Maximum head [dm]“ (25-40 → 4 m). Kreivių sąlygos: H ir kPa perskaičiuota vandeniui ρ = 1000 kg/m³
4. Reguliuojamam siurbliui nustatykite režimą pagal sistemą: dvivamzdei – AUTOADAPT, vienvamzdei – pastovi kreivė (greitis) I, II ar III, grindiniam – pastovaus slėgio kreivė CP1, CP2 ar CP3. Jei kai kurios patalpos nešyla, rinkitės alternatyvą; šildymo sistema reaguoja lėtai, vertinkite po kelių dienų. gamintojas Grundfos – ALPHA2 montavimo ir naudojimo instrukcija (EN) – 12 psl., 6.6 „Guide to control mode selection“: dvivamzdė šildymo sistema – rekomenduojama AUTOADAPT, alternatyva proporcinio slėgio kreivė PP1, PP2 ar PP3; vienvamzdė – pastovi kreivė / pastovus greitis I, II ar III, alternatyva pastovaus slėgio CP1, CP2 ar CP3; grindinis šildymas – pastovaus slėgio CP1, CP2 ar CP3, alternatyva pastovi kreivė I, II ar III; 6.6.1: jei rekomenduojamas nustatymas neduoda norimo šilumos paskirstymo, keisti į alternatyvą. 6.1: siurblys gamykloje nustatytas AUTOADAPT; „You cannot expect an optimum pump setting from day one“
5. Per didelis slėgis kelia triukšmą: Danfoss RA-N ventiliams tyliam veikimui slėgio kritimas neturėtų viršyti 30–35 kPa. gamintojas Danfoss – RA-N radiatorių ventiliai su išankstiniu nustatymu, duomenų lapas VDSXH202 (2010-11, EN) – 2–3 psl. lentelė: didžiausias slėgio skirtumas 0,6 bar; 2 išnaša: „To ensure quiet operation, maximum pressure drop should not exceed 30 to 35 kPa“, slėgio skirtumą galima sumažinti Danfoss slėgio skirtumo reguliatoriais (AVD, ASV-P ir kt.); 5 psl. parinkimo pavyzdys: 0,7 kW, atvėsimas radiatoriuje 20 °C, slėgio kritimas ventilyje 1 m v. st.

Grundfos orientacinė lentelė pagal plotą

Energijos efektyvumas: EEI ≤ 0,23

Nuo 2013-01-01 autonominių beriebokšlių cirkuliacinių siurblių EEI turėjo būti ne didesnis kaip 0,27, o nuo 2015-08-01 – ne didesnis kaip 0,23 (ir į katilus įmontuotų siurblių). Duomenų lentelėje rašoma „EEI ≤ 0,xx“, veiksmingiausių siurblių etalonas – ≤ 0,2. Geriamojo vandens cirkuliaciniams siurbliams šie reikalavimai netaikomi. norma Komisijos reglamentas (EB) Nr. 641/2009 dėl beriebokšlių apytakinių siurblių ekologinio projektavimo, su pakeitimais (ES) Nr. 622/2012 ir (ES) 2016/2282 – konsoliduota redakcija 2017-01-09 – I priedo 1 p. 1 pap.: nuo 2013-01-01 autonominių beriebokšlių apytakinių siurblių (išskyrus skirtus saulės šilumos sistemų ir šilumos siurblių pirminėms grandinėms) EEI ne didesnis kaip 0,27; 2 pap.: nuo 2015-08-01 autonominių ir į gaminius įmontuojamų beriebokšlių apytakinių siurblių EEI ne didesnis kaip 0,23. I priedo 2 p. 1 pap. a, b: duomenų lentelėje ir pakuotėje – „EEI ≤ 0,[xx]“; „Veiksmingiausių apytakinių siurblių energijos vartojimo efektyvumo koeficiento etalonas yra ≤ 0,20“. 1 str. 2 d.: netaikoma geriamojo vandens apytakiniams siurbliams; 2 str. 1 p.: apytakinis siurblys – 1–2 500 W hidraulinės galios išcentrinis siurblys šildymo sistemoms ar antriniams vėsinimo kontūrams

Kaip skaičiuojama

• ρ·c. Vandens tankis ir savitoji šiluminė talpa – iš NIST lentelės kas 10 °C, tarp jų interpoliuojama tiesiškai.
• ZF. Wilo koeficientus dauginame: 1,3 × 1,2 × 1,7 = 2,65, Wilo suapvalina iki 2,6; be maišytuvo – 2,21 (mūsų skaitymas).
• Metrai ir kPa. Wilo Pa dalija iš 10 000; mes – iš 9 806,65 (ρ = 1000 kg/m³, kaip Grundfos kreivėse), todėl aukštis apie 2 % didesnis (mūsų skaitymas).
• Grindinis. Kontūro nuostoliai – Darcy–Weisbach PE-RT 16×2 vamzdžiui (vidinis 12 mm), kaip grindinio šildymo skaičiuoklėje; visų kontūrų srautas laikomas vienodu (mūsų prielaida), magistralei taikoma ZF 1,3 ir 1,2 maišymo mazgui (mūsų skaitymas).

Taip pat žr. šildymo galios skaičiuoklę, radiatorių skaičiuoklę (ventilių nustatymai), grindinio šildymo skaičiuoklę ir išsiplėtimo indo skaičiuoklę.

Šaltiniai

• gamintojas Wilo – „Wilo-Brain – Optimierung von Heizungsanlagen“, mokymų skaidrės (Sales Region DACH, 2019-06-24, DE) – 35 skaidrė „Überschlägige Pumpenauslegung – Volumenstrom“: V = Q_N / (1,16 · Δϑ) m³/h, 1,16 – savitoji šiluminė talpa Wh/(kg·K), Δϑ – projektinis temperatūrų skirtumas „10 - 20 K für Standard-Anlagen“, Q_N – šilumos poreikis kW. 36 skaidrė „Förderhöhe“: H = R · l · ZF / 10 000 m v. st.; R – trinties nuostoliai tiesiame vamzdyje Pa/m, „Erfahrungswert z.B. R = 100 Pa/m“; l – nepalankiausio šildymo žiedo ilgis (paduodamasis ir grįžtamasis); ZF – priedai: Formstücke/Armaturen 1,3, Mischer/Schwerkraftbremse 1,2, Thermostatventil 1,7 → 2,6; Wärmemengenzähler + 1 m v. st. 37 skaidrė: ilgiausias vamzdyno kelias (pirmyn ir atgal) ≈ (pastato ilgis + plotis + aukštis) × 2. 46 skaidrė: pavyzdys – sistema 70/55, temperatūrų skirtumas 15 K
• gamintojas Grundfos – ALPHA2 / ALPHA3 / ALPHA SOLAR duomenų knyga (Data booklet, EN) – 6 psl., 2 sk. „Applications“: siurblio tipas pagal plotą – radiatorių sistema (Δt 20 °C) / grindinis šildymas (Δt 5 °C): 80–120 m² 0,4 / 1,5 m³/h (XX-40); 120–160 m² 0,5 / 2,0 (XX-50); 160–200 m² 0,6 / 2,5 (XX-60); 200–300 m² 0,8 / 3,5 (XX-80); „The data are approximate values“. 4 psl. „Type key“: skaičius po brūkšnio – „Maximum head [dm]“ (25-40 → 4 m). Kreivių sąlygos: H ir kPa perskaičiuota vandeniui ρ = 1000 kg/m³
• gamintojas Grundfos – ALPHA2 montavimo ir naudojimo instrukcija (EN) – 12 psl., 6.6 „Guide to control mode selection“: dvivamzdė šildymo sistema – rekomenduojama AUTOADAPT, alternatyva proporcinio slėgio kreivė PP1, PP2 ar PP3; vienvamzdė – pastovi kreivė / pastovus greitis I, II ar III, alternatyva pastovaus slėgio CP1, CP2 ar CP3; grindinis šildymas – pastovaus slėgio CP1, CP2 ar CP3, alternatyva pastovi kreivė I, II ar III; 6.6.1: jei rekomenduojamas nustatymas neduoda norimo šilumos paskirstymo, keisti į alternatyvą. 6.1: siurblys gamykloje nustatytas AUTOADAPT; „You cannot expect an optimum pump setting from day one“
• gamintojas Grundfos – „Duty point“ (Research and insights, EN) – „The duty point is at the intersection between the Q-H curve and the system characteristics“; siurblys parenkamas didžiausiai sistemos apkrovai, likusį laiką jis būna per didelis – todėl tinka reguliuojamas siurblys
• gamintojas Danfoss – RA-N radiatorių ventiliai su išankstiniu nustatymu, duomenų lapas VDSXH202 (2010-11, EN) – 2–3 psl. lentelė: didžiausias slėgio skirtumas 0,6 bar; 2 išnaša: „To ensure quiet operation, maximum pressure drop should not exceed 30 to 35 kPa“, slėgio skirtumą galima sumažinti Danfoss slėgio skirtumo reguliatoriais (AVD, ASV-P ir kt.); 5 psl. parinkimo pavyzdys: 0,7 kW, atvėsimas radiatoriuje 20 °C, slėgio kritimas ventilyje 1 m v. st.
• gamintojas Uponor – Underfloor heating/cooling Planning information (EN) – 23 psl.: projektinė patalpa skaičiuojama esant temperatūrų skirtumui (spread) 2–5 K, kitose patalpose jis didesnis; 27 psl.: lentelių pagrindas – didžiausias slėgio kritimas kontūre su 2 × 5 m prijungimu Δp_max = 250 mbar; 37 psl. pavyzdys: siurbliui reikalingas slėgis Δp_H = Δp_BV + Δp_s + Δp_V = 0 + 215 + 58 = 273 mbar (nepalankiausias kontūras 215 mbar + slėgio reguliatorius)
• norma NIST Chemistry WebBook, SRD 69 – vandens savybės, izobara 0,2 MPa (EN) – tankis kg/m³ ir c_p kJ/(kg·K): 30 °C 995,69 ir 4,1796; 40 °C 992,26 ir 4,1792; 50 °C 988,08 ir 4,1811; 60 °C 983,24 ir 4,1847; 70 °C 977,81 ir 4,1899; 80 °C 971,83 ir 4,1965. ρ·c / 3600 = kWh/(m³·K): 60 °C – 1,1429; 35 °C – 1,1539
• norma Komisijos reglamentas (EB) Nr. 641/2009 dėl beriebokšlių apytakinių siurblių ekologinio projektavimo, su pakeitimais (ES) Nr. 622/2012 ir (ES) 2016/2282 – konsoliduota redakcija 2017-01-09 – I priedo 1 p. 1 pap.: nuo 2013-01-01 autonominių beriebokšlių apytakinių siurblių (išskyrus skirtus saulės šilumos sistemų ir šilumos siurblių pirminėms grandinėms) EEI ne didesnis kaip 0,27; 2 pap.: nuo 2015-08-01 autonominių ir į gaminius įmontuojamų beriebokšlių apytakinių siurblių EEI ne didesnis kaip 0,23. I priedo 2 p. 1 pap. a, b: duomenų lentelėje ir pakuotėje – „EEI ≤ 0,[xx]“; „Veiksmingiausių apytakinių siurblių energijos vartojimo efektyvumo koeficiento etalonas yra ≤ 0,20“. 1 str. 2 d.: netaikoma geriamojo vandens apytakiniams siurbliams; 2 str. 1 p.: apytakinis siurblys – 1–2 500 W hidraulinės galios išcentrinis siurblys šildymo sistemoms ar antriniams vėsinimo kontūrams
• norma STR 2.09.02:2005 „Šildymas, vėdinimas ir oro kondicionavimas“ (suvestinė redakcija nuo 2026-05-29) – 15.2 p.: šilumos generatoriuje ir šilumos punkte numatomos techninės priemonės, garantuojančios pakankamą šilumnešio cirkuliaciją visose šakose ir prietaisuose; 19.3 p.: didžiausi greičiai vamzdynuose tokie, kad triukšmas neviršytų patalpoms leistino; 19.4 p.: cirkuliacijos žiedų hidraulinio pasipriešinimo nesąryšis – iki 15 % šakotinėje ir 5 % lygiųjų žiedų schemoje; 19.5 p.: neįvertinti cirkuliacijos slėgio nuostoliai – iki 10 % nuo didžiausių apskaičiuotų
• geometrija Hidraulika: Darcy–Weisbach ir slėgio perskaičiavimas – grindinio kontūro Δp = λ·L/d·ρv²/2, PE-RT 16×2 (vidinis 12 mm), λ = 64/Re arba Blasius – ta pati funkcija kaip grindinio šildymo skaičiuoklėje; H [m] = Δp [Pa] / (ρ·g), ρ = 1000 kg/m³, g = 9,80665 m/s²; turbulentiniame sraute Δp didėja maždaug su Q² – todėl sistemos kreivė yra parabolė
• praktika Mūsų skaitymas ir prielaidos – Wilo ZF dalis dauginame (1,3 × 1,2 × 1,7 = 2,65, Wilo suapvalina iki 2,6); be maišytuvo 1,3 × 1,7 = 2,21; grindinio magistralei taikome 1,3 ir, jei yra maišymo mazgas, 1,2; Pa → m dalijame iš 9 806,65, ne iš 10 000 (≈ 2 % daugiau); visų grindinio kontūrų srautas laikomas vienodu (Q / kontūrų skaičius), todėl nepalankiausias – ilgiausias; vidutinė vandens temperatūra numatyta 60 °C radiatoriams ir 35 °C grindiniam; įvesties ribos (galia iki 100 kW, ΔT 2–30 K, R 20–500 Pa/m) – tik skaičiuoklės ribos

Dažni klausimai