Kalkulator doboru pompy obiegowej i naczynia przeponowego do glikolu

Jeśli pompa obsługuje obieg chłodnicy suchej, punktem wyjścia jest przepływ wymagany przez odbiór ciepła i charakterystyka hydrauliczna wymiennika. Warto najpierw obliczyć parametry doboru drycoolera, a następnie uwzględnić jego spadek ciśnienia przy wyznaczaniu punktu pracy pompy. Dla mieszanin glikolowych należy stosować właściwości cieczy w temperaturze projektowej i potwierdzić opory w dokumentacji producenta.

Jak dobrać pompę obiegową do glikolu?

Dobór pompy obiegowej zaczyna się od dwóch liczb: wymaganego przepływu i całkowitego spadku ciśnienia. Przepływ wynika z mocy cieplnej, różnicy temperatur oraz właściwości płynu. Jeżeli obieg ma przenieść 60 kW przy różnicy 5 K, zimny roztwór glikolu potrzebuje większego przepływu niż wynikałoby z prostego przeliczenia dla wody, ponieważ ma inne ciepło właściwe i gęstość. Kalkulator liczy strumień w m³/h i od razu porównuje go z minimalnym przepływem wymaganym przez chiller, wymiennik lub chłodnicę powietrza.

Drugim krokiem jest suma oporów. Trzeba dodać rury zasilające i powrotne, kolana, trójniki, zawory, filtr, separator, wymiennik płytowy oraz odbiornik. Każdy składnik powinien być określony dla projektowego przepływu. Pompa nie jest wybierana na podstawie średnicy króćca ani mocy silnika. O właściwym doborze decyduje punkt pracy leżący na krzywej pompy. Kalkulator pokazuje wymagane m³/h i metry podnoszenia, a następnie sprawdza wpisany model. Końcowy wybór powinien uwzględniać krzywą, sprawność, minimalny przepływ, zakres falownika oraz możliwość odpowietrzenia instalacji.

Przepływ glikolu z mocy i różnicy temperatur

Podstawowy bilans wykorzystuje zależność Q = m × cp × ΔT. Moc chłodnicza jest dzielona przez ciepło właściwe oraz różnicę temperatur, a strumień masowy przeliczany na objętościowy za pomocą gęstości. Zwiększenie różnicy temperatur z 4 do 6 K zmniejsza wymagany przepływ o jedną trzecią, ale nie zawsze jest dostępne. Parownik chillera, chłodnica glikolowa i proces technologiczny mogą narzucać własny zakres temperatur.

Przy małej różnicy temperatur rośnie przepływ, średnica rur i pobór pompy. Przy zbyt dużej różnicy temperatura zasilania lub powrotu może wyjść poza dopuszczalny zakres odbiornika. W awaryjnym układzie z wymiennikiem płytowym trzeba sprawdzić temperatury po obu stronach. Pompa może zapewnić prawidłowy przepływ, a mimo to chiller nie osiągnie wymaganej mocy z powodu zbyt małego LMTD. Dlatego warto najpierw policzyć wymiennik, później przepływ, a na końcu pompę. Kalkulator pozwala szybko porównać 3, 5 i 7 K i zobaczyć, jak każda zmiana wpływa na m³/h, prędkość w rurze i roczny koszt energii.

Dlaczego zimny glikol zwiększa wymagania pompy?

Roztwór glikolu chroni instalację przed zamarznięciem, ale pogarsza część parametrów hydraulicznych. Wraz ze spadkiem temperatury lepkość rośnie, a przepływ staje się trudniejszy. Dla tej samej średnicy i m³/h zwiększa się spadek ciśnienia. Jednocześnie ciepło właściwe roztworu jest zwykle niższe niż wody, dlatego do przeniesienia tej samej mocy może być potrzebny większy przepływ.

Najczęstszy błąd polega na wpisaniu właściwości glikolu z temperatury pokojowej do obiegu pracującego przy -10°C. Pompa wybrana z takim założeniem może nie osiągnąć przepływu po schłodzeniu instalacji. W praktyce trzeba używać gęstości, lepkości i ciepła właściwego dla średniej temperatury obiegu oraz rzeczywistego stężenia. Kalkulator ma presety tylko jako punkt startowy; wszystkie właściwości można zmienić. Przy stężeniu 35% i temperaturze poniżej zera warto porównać kilka wariantów lepkości. Jeżeli wynik jest bardzo wrażliwy, należy poprosić dostawcę płynu o tabelę właściwości i wprowadzić wartości z konkretnego produktu.

Średnica rury, prędkość i koszt pompowania

Za mała rura powoduje wysoką prędkość, hałas, duże opory i wysoki koszt energii. Za duża zwiększa koszt materiału, izolacji i objętość glikolu, a przy bardzo małej prędkości może utrudniać wynoszenie powietrza i zanieczyszczeń. Kalkulator oblicza prędkość na podstawie średnicy wewnętrznej, nie nominalnego DN. Jest to istotne dla węży elastycznych, rur tworzywowych i stalowych, których rzeczywisty przekrój może się różnić.

Przy porównaniu DN40, DN50 i DN65 warto patrzeć na koszt całego okresu pracy. Większa rura może zmniejszyć wymaganą pompę i energię przez wiele lat. Dla instalacji awaryjnej pracującej tydzień ekonomika wygląda inaczej niż dla stałego obiegu czynnego przez 6000 godzin rocznie. Kalkulator pokazuje roczny koszt pompy i koszt w zadanym okresie, dzięki czemu można porównać droższe rury z mniejszym zużyciem energii. W zapytaniu ofertowym trzeba podać materiał, średnicę wewnętrzną, długość, izolację i temperaturę płynu. Dla węży mobilnych dodatkowo podaje się liczbę szybkozłączy oraz minimalny promień gięcia.

Jak liczyć opory rur i armatury?

Strata w rurach jest liczona z równania Darcy-Weisbacha. Współczynnik tarcia zależy od liczby Reynoldsa, chropowatości i średnicy. Opory miejscowe są liczone z sumy współczynników K. Do tej części należą kolana, zawory zwrotne, przepustnice, trójniki, redukcje i szybkozłącza. Wartości K są wygodne do wstępnego modelu, ale dla dużych zaworów regulacyjnych lepiej korzystać z Kv lub bezpośredniego spadku podanego przez producenta.

Wymiennik, chiller, chłodnica, filtr i separator mają własne charakterystyki. Wpisanie jednego stałego spadku jest poprawne tylko dla punktu bliskiego projektowemu. Ponieważ opory rosną w przybliżeniu z kwadratem przepływu, wzrost m³/h o 20% może zwiększyć spadek o około 44%. Dlatego nie należy dodawać przypadkowego zapasu przepływu bez sprawdzenia pompy. Kalkulator dodaje oddzielną rezerwę wysokości, która może objąć zabrudzenie filtra i niepewność danych. Zbyt duża rezerwa prowadzi jednak do przewymiarowania, dławienia zaworem i niepotrzebnego poboru energii.

Wysokość statyczna w obiegu zamkniętym

W zamkniętym, całkowicie napełnionym obiegu wysokość budynku nie jest po prostu dodawana do wysokości pompy. Słup płynu po stronie zasilania jest równoważony przez słup po stronie powrotu. Pompa pokonuje przede wszystkim tarcie i opory urządzeń. Wysokość statyczna jest natomiast kluczowa dla ciśnienia napełnienia, ciśnienia wstępnego naczynia oraz ochrony najwyższego punktu przed podciśnieniem i zasysaniem powietrza.

Inaczej jest w układzie otwartym, przy swobodnym wylocie, napełnianiu zbiornika położonego wyżej albo pompowaniu między zbiornikami o różnych poziomach. Wtedy różnica wysokości musi zostać dodana do oporów. Kalkulator jest skonfigurowany dla typowego zamkniętego obiegu glikolowego. Pole wysokości statycznej wpływa na część ciśnieniową naczynia, a nie na wymagane metry podnoszenia pompy. To rozróżnienie zapobiega częstemu błędowi, w którym do oporów 15 m dodaje się jeszcze 12 m wysokości budynku i wybiera pompę prawie dwa razy większą.

Punkt pracy pompy i charakterystyka układu

Punkt pracy powstaje na przecięciu krzywej pompy z charakterystyką instalacji. Sam zapis 14 m³/h i 18 m nie oznacza, że pompa jednocześnie osiąga obie wartości. Producent musi podać krzywą dla konkretnej średnicy wirnika, prędkości i częstotliwości. W kalkulatorze wpisuje się przepływ i wysokość odczytane dla tego samego punktu. Program sprawdza, czy oba parametry są co najmniej równe wymaganiom.

Dobrze dobrany punkt powinien znajdować się w zalecanym obszarze sprawności, z rezerwą na zabrudzenie, ale bez pracy przy zamkniętym zaworze lub skrajnie małym przepływie. Przy pompie z falownikiem można dopasować wysokość do rzeczywistych oporów. W układzie ze zmiennym przepływem należy też zapewnić minimum przez chiller i wymiennik, na przykład za pomocą bypassu, zaworu różnicy ciśnień albo obiegu pierwotnego. W ofercie warto zażądać krzywej Q-H, sprawności, NPSH, mocy na wale, zakresu częstotliwości i minimalnego przepływu ciągłego.

Pompa stałoobrotowa czy z falownikiem?

Pompa stałoobrotowa jest prosta i może być dobrym rozwiązaniem w małym obiegu o stałym przepływie. Jeżeli opory zmieniają się, zawory zamykają strefy lub instalacja pracuje sezonowo, falownik pozwala ograniczyć pobór energii i hałas. Przy przepływie zmniejszonym do około 80% moc pompowania może spaść znacznie bardziej niż sam przepływ, ale rzeczywisty efekt zależy od udziału oporów stałych oraz minimalnych wymagań urządzeń.

Falownik powinien współpracować z przetwornikiem różnicy ciśnień, temperatury albo przepływu. Samo ustawienie stałej częstotliwości nie wykorzystuje pełnych możliwości regulacji. W chillerze minimalny przepływ musi być zabezpieczony niezależnie od zapotrzebowania odbiorników. W krytycznej chłodni warto rozważyć dwie pompy w układzie praca-rezerwa. Automatyka powinna przełączać pompę po awarii, okresowo rotować jednostki i generować alarm braku przepływu. Kalkulator pokazuje koszt energii jednej pompy; przy dwóch pompach koszt inwestycji rośnie, ale dostępność obiegu jest znacznie lepsza.

Moc silnika, sprawność i rzeczywisty pobór

Moc hydrauliczna jest iloczynem przepływu i różnicy ciśnień. Moc elektryczna jest większa, ponieważ obejmuje straty hydrauliczne, mechaniczne i elektryczne. Małe pompy mogą mieć niższą sprawność niż duże jednostki przemysłowe. W kalkulatorze sprawność pompy i silnika jest jednym edytowalnym parametrem, dzięki czemu można porównać modele standardowe i wysokosprawne.

Zalecany silnik jest wybierany z typowego typoszeregu powyżej obliczonej mocy. Nie należy jednak kupować silnika wyłącznie na podstawie tej liczby. Producent pompy dobiera silnik do maksymalnego poboru w całym zakresie wirnika. W układzie z gęstym, zimnym glikolem pobór może być wyższy niż dla wody. Kalkulator porównuje wybrany silnik z obliczoną mocą i ostrzega o zbyt małym zapasie. Koszt roczny uwzględnia czas pracy, średnie obciążenie i cenę energii. Przy pracy całorocznej różnica kilkuset watów może przez dziesięć lat przekroczyć cenę samej pompy.

Jak dobrać naczynie przeponowe do glikolu?

Naczynie przeponowe przyjmuje wzrost objętości płynu między temperaturą minimalną i maksymalną. Nie wystarczy pomnożyć objętości instalacji przez procent rozszerzalności i kupić naczynie o takim litrażu. Tylko część pojemności nominalnej jest użytkowa, ponieważ po drugiej stronie membrany znajduje się sprężony gaz. Pojemność użytkowa zależy od ciśnienia wstępnego, ciśnienia napełnienia i maksymalnego ciśnienia roboczego.

Kalkulator najpierw liczy objętość rozszerzalną oraz rezerwę płynu. Następnie wykorzystuje ciśnienia bezwzględne do obliczenia współczynnika przyjęcia. Dla instalacji 450 l, wzrostu 3% i rezerwy 1% trzeba przyjąć około 18 l płynu. Przy ciśnieniach 1,3 / 1,6 / 2,5 bar(g) potrzebne naczynie nominalne jest znacznie większe i wypada w okolicy 80 l. To pokazuje, dlaczego małe naczynie 18 lub 25 l może być niewystarczające mimo pozornie małej rozszerzalności.

Ciśnienie wstępne, napełnienia i maksymalne

Ciśnienie wstępne naczynia ustawia się po stronie gazowej przy odłączonym i opróżnionym z płynu naczyniu. Powinno odpowiadać wymaganiom statycznym instalacji i minimalnemu ciśnieniu w najwyższym punkcie. W kalkulatorze zalecane ciśnienie wstępne jest sumą około 0,1 bar na metr wysokości i wpisanego minimalnego ciśnienia na górze. Ciśnienie napełnienia na zimno powinno być nieco wyższe, aby do naczynia wpłynęła początkowa rezerwa płynu.

Maksymalne ciśnienie robocze musi pozostać poniżej nastawy zaworu bezpieczeństwa i dopuszczalnego ciśnienia najsłabszego elementu. Jeżeli różnica między maksymalnym ciśnieniem i zaworem jest bardzo mała, nagły wzrost temperatury lub błąd manometru może uruchomić zrzut. Zbyt wysokie ciśnienie wstępne sprawia, że naczynie jest prawie puste i nie przyjmuje płynu na zimno. Zbyt niskie powoduje nadmierne wypełnienie, małą rezerwę gazową i duże wahania ciśnienia. Ciśnienia należy mierzyć manometrem o odpowiednim zakresie i okresowo kontrolować podczas serwisu.

Rozszerzalność glikolu i zakres temperatur

Wzrost objętości zależy od rodzaju glikolu, stężenia oraz zakresu temperatur. Nie należy używać jednego procentu dla wszystkich instalacji. Obieg pracujący od -10 do 35°C ma inne wymagania niż instalacja napełniana przy 15°C i ogrzewająca się do 60°C. Wartość trzeba odczytać z danych producenta płynu lub policzyć z gęstości w temperaturze minimalnej i maksymalnej.

Kalkulator pozwala wpisać procent bezpośrednio, ponieważ dostępne mieszaniny zawierają różne inhibitory i dodatki. Preset 3% jest tylko przykładem dla typowego zimnego obiegu. Jeżeli instalacja może pozostawać na słońcu, pracować podczas postoju bez chłodzenia albo być płukana ciepłym płynem, należy przyjąć najwyższą realną temperaturę. Rezerwa płynu w naczyniu służy do pokrycia drobnych ubytków i utrzymania ciśnienia. Nie zastępuje zbiornika uzupełniającego ani procedury kontroli stężenia. Zbyt duża rezerwa zwiększa wymagane naczynie, ale może poprawić stabilność małych instalacji.

Zawór bezpieczeństwa i dopuszczalne ciśnienie

Zawór bezpieczeństwa chroni instalację przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia, lecz nie powinien pracować przy każdym cyklu temperatury. Prawidłowo dobrane naczynie utrzymuje ciśnienie robocze z odpowiednim marginesem poniżej nastawy zaworu. Warto sprawdzić nie tylko naczynie, ale także chiller, wymiennik, pompy, elastyczne węże, chłodnice, filtry i szybkozłącza. Najniższe dopuszczalne ciśnienie wyznacza limit całego obiegu.

Kalkulator porównuje maksymalne ciśnienie robocze z zaworem i ciśnieniem znamionowym naczynia. Nie oblicza wydajności zrzutu zaworu, która zależy od źródła możliwego wzrostu ciśnienia. W obiegu chłodniczym źródłem może być ogrzanie zamkniętej części cieczy, błędne uzupełnianie, uszkodzenie wymiennika lub połączenie z obiegiem o wyższym ciśnieniu. Między naczyniem i instalacją nie powinien znajdować się przypadkowo zamknięty zawór. Jeżeli stosuje się zawór serwisowy, musi być przeznaczony do takiego połączenia i zabezpieczać przed nieświadomym odcięciem.

Naczynie do wody czy do roztworu glikolu?

Przy zakupie trzeba sprawdzić zgodność membrany i całego naczynia z roztworem glikolu, stężeniem oraz temperaturą. Nie każde naczynie do wody użytkowej lub instalacji grzewczej będzie odpowiednie dla zimnego obiegu technologicznego. Producent powinien podać dopuszczalny procent glikolu, zakres temperatur membrany, ciśnienie robocze i sposób montażu.

Dla instalacji poniżej 0°C ważna jest ochrona króćca i przewodu do naczynia przed zamarzaniem oraz kondensacją. Naczynie zwykle łączy się w punkcie stabilizacji ciśnienia, blisko ssania pompy, aby zmiany pracy pompy nie zaburzały odniesienia ciśnieniowego. W dużych systemach stosuje się naczynia wymiennej membrany, automaty ciśnieniowe lub układy odgazowania. W małej chłodni wystarczy naczynie stałomembranowe, jeżeli ma właściwą pojemność i dostęp do kontroli ciśnienia. Cena powinna być porównywana razem z grupą przyłączeniową, manometrem, zaworem serwisowym i izolacją.

Pompa obiegowa 20, 60, 120 i 250 kW

Dla małej chłodni 20 kW przepływ przy ΔT 5 K może wynosić kilka m³/h, a wymagany silnik często mieści się poniżej 1 kW. W obiegu 60 kW przepływ zimnego glikolu może przekroczyć 10 m³/h i wymagać rury DN50 oraz pompy o wysokości kilkunastu metrów. Przy 120 kW rosną wymagania króćców, filtrów i rozdzielaczy, a nieprawidłowy dobór może generować kilka tysięcy złotych kosztu energii rocznie.

Dla 250 kW warto rozważyć dwie pompy, podział obiegu lub układ pierwotny-wtórny. Jedna duża pompa może być sprawna, ale jej awaria zatrzymuje cały proces. Dwie jednostki pracujące naprzemiennie dają rezerwę i możliwość serwisu. Naczynie również rośnie wraz z objętością płynu i zakresem temperatur. W dużej instalacji zamiast pojedynczego naczynia 500 l można zastosować kilka połączonych naczyń lub automat utrzymania ciśnienia. Kalkulator ma profile ułatwiające porównanie, ale każdy profil trzeba dopasować do rzeczywistych oporów i objętości.

Objawy za małej lub źle dobranej pompy

Za mała pompa nie osiąga wymaganego przepływu, chiller może zgłaszać alarm przepływu, różnica temperatur rośnie, a odbiornik nie uzyskuje mocy. Temperatura zasilania może być prawidłowa przy chillerze, lecz szybko rośnie na końcu instalacji. Zbyt mała wysokość podnoszenia ujawnia się szczególnie po zabrudzeniu filtra lub uruchomieniu wszystkich stref. Przy gęstym glikolu problem może występować tylko zimą.

Zbyt duża pompa powoduje hałas, erozję, wysokie opory na zaworach i niepotrzebny pobór energii. Jeżeli przepływ jest dławiony zaworem, energia jest zamieniana w stratę ciśnienia. Falownik może ograniczyć problem, ale pompa nadal powinna pracować w dobrym zakresie sprawności. Diagnostyka obejmuje pomiar przepływu, ciśnienia przed i za pompą, poboru prądu, temperatury oraz stanu filtra. Nie należy oceniać pompy wyłącznie po manometrze na tłoczeniu, ponieważ istotna jest różnica ciśnień między ssaniem i tłoczeniem.

Objawy za małego naczynia przeponowego

Typowym objawem jest duży wzrost ciśnienia podczas ogrzewania i spadek przy schłodzeniu. Zawór bezpieczeństwa może okresowo zrzucać glikol, a po ostygnięciu instalacja ma za małe ciśnienie i zasysa powietrze. Użytkownik uzupełnia płyn, co po kolejnym wzroście temperatury powoduje następny zrzut. Taki cykl rozcieńcza inhibitor, zwiększa koszt glikolu i przyspiesza korozję.

Podobne objawy daje utrata gazu z naczynia, pęknięta membrana albo błędne ciśnienie wstępne. Przed zakupem większego naczynia trzeba sprawdzić ciśnienie gazu przy opróżnionej stronie wodnej. Jeżeli z zaworu gazowego wypływa płyn, membrana jest uszkodzona. Zbyt duże naczynie zwykle nie powoduje problemów hydraulicznych, ale jest droższe i zajmuje miejsce. Problemem może być niewłaściwe ciśnienie wstępne, przez które nawet duże naczynie nie wykorzystuje swojej pojemności.

Uruchomienie pompy i naczynia krok po kroku

Przed napełnieniem należy sprawdzić kierunek pompy, położenie zaworów, filtr, odpowietrzniki, króćce spustowe i zgodność materiałów z glikolem. Ciśnienie wstępne naczynia ustawia się przed podaniem płynu. Instalację napełnia się powoli od dolnego punktu, wypierając powietrze przez najwyższe miejsca. Stężenie glikolu powinno być przygotowane przed napełnieniem albo dokładnie wymieszane w obiegu pomocniczym.

Po uruchomieniu pompa powinna pracować początkowo z ograniczoną prędkością. Trzeba potwierdzić przepływ, różnicę ciśnień, prąd, hałas i temperatury. Filtr może szybko zebrać zanieczyszczenia po montażu, dlatego kontrolę powtarza się po kilku godzinach i po dobie. Ciśnienie zimne oraz gorące zapisuje się w protokole. Po ustabilizowaniu temperatury sprawdza się, czy maksymalne ciśnienie pozostaje poniżej założenia. Jeżeli falownik reguluje różnicę ciśnień, czujnik powinien być umieszczony w punkcie odpowiadającym rzeczywistym potrzebom instalacji, a nie przypadkowo przy pompie.

Serwis, filtracja i odgazowanie glikolu

Pompa i naczynie nie rozwiążą problemu z powietrzem, zanieczyszczeniami ani zdegradowanym płynem. W obiegu warto przewidzieć filtr lub separator zanieczyszczeń, odpowietrzenie najwyższych punktów i możliwość pobrania próbki glikolu. Powietrze obniża przepływ, zwiększa hałas i może powodować kawitację. Zanieczyszczony filtr zwiększa opory i przesuwa punkt pracy pompy.

Przegląd obejmuje ciśnienie wstępne naczynia, stan membrany, szczelność przyłącza, ciśnienie zimne, prąd pompy, łożyska, uszczelnienie i odczyt falownika. Dla glikolu bada się stężenie, pH, ochronę antykorozyjną i zanieczyszczenia. Sama kontrola refraktometrem nie pokazuje stanu inhibitorów. Przy wymianie płynu instalację trzeba wypłukać i odpowietrzyć. W krytycznym magazynie chłodniczym warto przechowywać zapas uszczelnień, wkład filtra, przetwornik ciśnienia oraz procedurę ręcznego uruchomienia pompy rezerwowej.

Pompa i naczynie pod dobre zakupy oraz usługi

Przygotowując ofertę, warto porównać nie tylko cenę pompy. Istotne są klasa sprawności silnika, falownik, czujnik różnicy ciśnień, materiał korpusu, uszczelnienie, dopuszczalna temperatura, możliwość pracy z glikolem, serwis i dostępność wirnika lub wkładu. W małej instalacji popularna może być pompa monoblokowa, a w dużej pompa in-line lub układ dwóch pomp na wspólnej podstawie. Cena montażu powinna obejmować zawory odcinające, zwrotne, kompensatory, manometry, filtr i uruchomienie.

Dla naczynia porównuje się pojemność nominalną i użytkową, membranę stałą lub wymienną, ciśnienie 6 lub 10 bar, zgodność z glikolem, podstawę, uchwyt, grupę przyłączeniową i zawór serwisowy. Warto zapytać o koszt wymiany membrany, corocznego przeglądu oraz analizy płynu. Dobre sekcje ofertowe obejmują pompy 0,75, 1,1, 1,5 i 2,2 kW, naczynia 50, 80, 100, 140 i 200 l, falowniki, przepływomierze ultradźwiękowe, separatory powietrza, filtry magnetyczne oraz usługi równoważenia hydraulicznego.

Lista danych do zapytania ofertowego

Do pompy przygotuj moc, temperatury zasilania i powrotu, płyn, stężenie, gęstość, lepkość, wymagany przepływ, długości i średnice rur, opory wymienników, zaworów oraz filtrów. Podaj tryb pracy, liczbę godzin rocznie, wymaganie rezerwy, zasilanie, automatykę i dostępne miejsce. Poproś o krzywą Q-H, sprawność, NPSH, moc silnika, zakres częstotliwości, minimalny przepływ i poziom hałasu.

Do naczynia potrzebna jest całkowita objętość płynu, minimalna i maksymalna temperatura, wzrost objętości, wysokość statyczna, ciśnienie minimalne na górze, ciśnienie napełnienia, maksymalne robocze, nastawa zaworu bezpieczeństwa i dopuszczalne ciśnienie układu. Podaj rodzaj glikolu i stężenie. W ofercie powinny znaleźć się pojemność nominalna, pojemność użytkowa dla wpisanych ciśnień, ciśnienie wstępne, materiał membrany, zakres temperatur i sposób serwisowania. Jeżeli instalacja jest awaryjna, dopisz wymagany termin dostawy, szybkozłącza, zapas płynu i odpowiedzialność za uruchomienie.

Sekcja dla uczniów: przepływ, ciśnienie i praca gazu

W obiegu glikolowym występują jednocześnie zagadnienia z termodynamiki, mechaniki płynów i elektrotechniki. Najpierw z bilansu ciepła wyznacza się przepływ masowy. Jeżeli Q = 60 kW, cp = 3,7 kJ/kgK i ΔT = 5 K, strumień masowy wynosi około 3,24 kg/s. Po podzieleniu przez gęstość 1035 kg/m³ otrzymujemy około 0,00313 m³/s, czyli 11,3 m³/h. Następnie z pola przekroju rury liczy się prędkość.

Spadek ciśnienia w rurze zależy od długości, średnicy, prędkości, gęstości i współczynnika tarcia. Opory miejscowe dodaje się jako K × ρv²/2. Wszystkie spadki sumuje się i przelicza na wysokość słupa płynu H = Δp/(ρg). Moc hydrauliczna pompy to przepływ objętościowy pomnożony przez ciśnienie. Moc elektryczna jest większa, ponieważ sprawność jest mniejsza od 100%.

Naczynie przeponowe działa dzięki sprężaniu gazu. Trzeba używać ciśnień bezwzględnych, czyli do bar(g) dodać około 1,013 bar. Gdy ciśnienie rośnie, objętość gazu maleje, a do naczynia wpływa rozszerzający się płyn. Jeżeli ciśnienie wstępne jest 1,3 bar(g), napełnienie 1,6 bar(g), a maksimum 2,5 bar(g), tylko część nominalnych 80 l może przyjąć płyn. Ćwiczenie: zmień ciśnienie wstępne na 0,8 bar i obserwuj zmianę pojemności użytkowej. Następnie ustaw 1,8 bar i sprawdź ostrzeżenie. To pokazuje, że ciśnienie jest równie ważne jak litraż.

Wynik jest wstępnym doborem technicznym

Kalkulator upraszcza charakterystykę instalacji do jednego projektowego punktu i nie zastępuje programu doborowego producenta pompy ani dokumentacji ciśnieniowej. Rzeczywisty opór zmienia się z przepływem, temperaturą, zabrudzeniem i położeniem zaworów. Właściwości glikolu należy potwierdzić dla konkretnego produktu. NPSH, kawitacja, obciążenia króćców, hałas, drgania i minimalny przepływ wymagają osobnej kontroli.

Dobór naczynia zależy od rzeczywistej objętości, temperatur, ciśnień i wymagań normatywnych. Jeżeli instalacja ma duże źródło ciepła, automat uzupełniania, kilka stref ciśnieniowych lub połączenie z obiegiem o wyższym ciśnieniu, potrzebna jest analiza projektanta. Przed uruchomieniem należy potwierdzić zawór bezpieczeństwa, manometr, możliwość odcięcia serwisowego, odpowietrzenie i procedurę kontroli ciśnienia wstępnego. Wydruk z kalkulatora powinien być załącznikiem do zapytania ofertowego i protokołu, a nie jedyną podstawą zakupu.

Pompa 0,75 kW, 1,1 kW czy 2,2 kW - jak porównywać oferty?

Moc silnika nie jest bezpośrednim odpowiednikiem wydajności układu. Dwie pompy 1,1 kW mogą mieć zupełnie inne wirniki, króćce i krzywe Q-H. Jedna będzie osiągała duży przepływ przy małej wysokości, druga mniejszy przepływ przy wyższym ciśnieniu. Dlatego ofertę należy porównywać w wymaganym punkcie, na przykład 11,3 m³/h i 16 m, a nie według samej wartości na tabliczce. Wydruk producenta powinien pokazywać sprawność, moc na wale i zapas do maksymalnego poboru.

Pompa 0,75 kW może wystarczyć po zwiększeniu średnicy rur i ograniczeniu oporów, lecz w ciasnej instalacji potrzebny będzie model 1,1 albo 1,5 kW. Wybór 2,2 kW tylko „na zapas” może zwiększyć koszt zakupu, aparatury i energii. Falownik pozwala skorygować punkt, ale nie naprawia źle dobranej geometrii wirnika. Przy porównaniu cen uwzględnij przetwornik ciśnienia, filtr EMC, bypass, uruchomienie i konfigurację alarmów.

W instalacji krytycznej cena układu dwóch pomp praca-rezerwa bywa wyższa o kilkadziesiąt procent, ale umożliwia serwis bez zatrzymania chłodzenia. Warto zamówić automatyczne przełączenie, rotację czasu pracy, niezależne zawory zwrotne oraz sygnał awarii do BMS lub alarmu GSM.

Naczynie 50, 80, 100 czy 200 l - co wpływa na cenę?

Najmniejsze naczynie spełniające obliczenia nie zawsze jest najlepszym zakupem. Model 50 l może mieć zbyt małą pojemność użytkową przy wysokim ciśnieniu wstępnym, podczas gdy 80 l daje jedynie niewielki margines. Naczynie 100 l może ograniczyć wahania i zapewnić rezerwę po rozbudowie. Model 200 l jest potrzebny przy większej objętości instalacji, dużym zakresie temperatur albo niekorzystnej relacji ciśnień.

Na cenę wpływa membrana stała lub wymienna, ciśnienie 6 albo 10 bar, zgodność z glikolem, temperatura, króciec, sposób ustawienia i dokumentacja. Do kosztu trzeba doliczyć zawór serwisowy, manometr, uchwyt lub podstawę, elastyczne przyłącze, izolację i kontrolę ciśnienia wstępnego. Tanie naczynie bez możliwości wymiany membrany może być rozsądne w małej instalacji, lecz w dużym obiegu przemysłowym koszt przestoju uzasadnia model serwisowalny.

Przed zakupem poproś dostawcę o obliczoną pojemność użytkową dla konkretnych ciśnień, a nie tylko o nominalne litry. Sprawdź dostępność membrany i czas jej wymiany. Jeżeli w maszynowni brakuje miejsca, kilka mniejszych naczyń połączonych prawidłowo może być łatwiejsze do ustawienia, ale każde połączenie musi zachować swobodny kontakt z chronionym obiegiem.