Bombas para suministro de agua caliente. Bomba de agua caliente: principio de funcionamiento de una bomba de refuerzo de circulación para el suministro de agua caliente en un proyecto de edificio de apartamentos

El que madruga es el primero en la ducha. Gire el mango de la batidora y espere a que salga agua caliente de la regadera. Una situación común para una casa particular. Durante la noche, el agua de las tuberías logró enfriarse, y hasta alcanzar la temperatura deseada, tendrás que observar cómo fluyen los litros hacia el alcantarillado. Limpia, por cierto, agua potable. En general, total falta de respeto por la naturaleza y su propio bolsillo. Pero podemos arreglarlo todo.

El agua caliente en una casa particular, como sabéis, tiene su propio circuito. Y no es de extrañar que el líquido se enfríe en las tuberías mientras duermes o que no haya nadie en casa durante mucho tiempo. Pero para los propietarios ahorrativos, acostumbrados a contar cada rublo, tirar agua fría mientras esperan el agua caliente es un lujo. Para no esperar y ahorrar dinero, el problema se puede solucionar instalando una bomba de circulación en el sistema de ACS. ¿Pero cuál y cómo elegirlo?

Los dispositivos pueden funcionar de forma continua o automática. Con rotores “húmedos” o “secos”. Sea como fuere, los principales parámetros a la hora de elegirlo son el caudal y la presión. Además, en las unidades diseñadas para sistemas de agua caliente, hay otro indicador importante: la potencia. Determina cuánta electricidad consumirá la bomba.

Lo mejor es confiar la selección a un especialista. Por supuesto, el consumidor puede calcularlo todo por su cuenta, tomándose el tiempo necesario para hacerlo. Por ejemplo, utilice las normas y estándares del Código de prácticas (SP), los códigos y reglamentos de construcción (SNiP), las normas Santekhproekt e incluso el DIN (Instituto Alemán de Normalización). Cada uno de ellos calcula el caudal de agua instantáneo en el momento actual de forma diferente. Por eso, en nuestro país los especialistas utilizan aquellos estándares que se acercan más a ellos.

Sin embargo, al elegir una bomba para el suministro de agua caliente, es necesario conocer la altura y la longitud de la tubería para comprender cuál será la resistencia hidráulica a lo largo del sistema, así como la resistencia local. De ello depende la potencia de la bomba y su capacidad de superar resistencias para que el agua llegue a cada punto de toma de agua. No debemos olvidar el valor máximo permitido de presión de salida. Como regla general, esto no es más de 4,5 atmósferas para el suministro de agua caliente en el área de plomería. De lo contrario, la presión romperá el grifo, la ducha o la batidora.

Entonces. ¿Qué bomba elegir? Al consumidor le resulta difícil comprender la amplia selección de modelos que existen en el mercado. Los profesionales recomiendan partir de un criterio. Y esto es calidad. Fiable, con miles de críticas positivas y, además, económica: esta es, sin duda, una bomba de la empresa GRUNDFOS (Rusia). El fabricante puede ofrecer varios modelos excelentes para el suministro de agua caliente de alta calidad a su hogar.

En primer lugar, una bomba tipo UP con motor eléctrico asíncrono. El dispositivo tiene un temporizador y un termostato integrados. El usuario sólo necesita programar la hora 15 minutos antes de la hora a la que suele ducharse, por ejemplo las 7 de la mañana, y no preocuparse por nada más. La bomba se encenderá sola a las 6:45 y hará circular agua caliente a través del sistema. Cuando se abre el grifo, el agua caliente ya estará circulando por todo el sistema. Pero el termostato se encarga de mantener la temperatura del agua que necesitas en el sistema. Si hace más frío de lo habitual, la bomba comenzará a funcionar automáticamente y lo hará hasta alcanzar un valor cómodo para una persona.

Un modelo aún más interesante de GRUNDFOS es la bomba UP PM con motor de imán permanente y su modificación. ARRIBA PM con función AUTO ADAPTAR. Se trata de una función única desarrollada por ingenieros del consorcio danés GRUNDFOS. Su característica principal es que la unidad electrónica de la bomba recuerda el horario de consumo de agua caliente de las personas que viven en la casa y construye el trabajo en base a él.

¿Cómo funciona esto en la práctica? Después de la instalación, se debe instalar la bomba en la tubería de retorno y un sensor de temperatura externo en la tubería de suministro de agua caliente; el dispositivo funciona a temperatura durante dos semanas. Durante este tiempo se registran todos los eventos que ocurren con las grúas. Es decir, cuántas veces al día y a qué hora se utilizaban los puntos de agua. Ya sea la frecuencia del consumo de agua caliente entre semana o cómo los consumidores usan el agua caliente los sábados y domingos. Pasado este tiempo se analiza la información recibida. Teniendo en cuenta todos los matices posibles, la electrónica determina el modelo operativo óptimo. Posteriormente, la bomba comienza a funcionar 15 minutos antes de la apertura prevista del grifo. De este modo, la bomba se enciende sólo cuando es realmente necesaria y proporciona agua caliente instantánea. De esta forma se consiguen ahorros reales en recursos energéticos y dinero.

Por otra parte, es necesario decir sobre el motor UP PM. En comparación con un UP asíncrono, un motor de imán permanente consume mucha menos electricidad. Si UP consume 25 vatios, UP PM solo 8. ¡Tres veces menos! Además, cumple con los requisitos europeos de eficiencia energética EuP 2015. Es prácticamente silencioso y duradero. El motor es capaz de funcionar eficazmente con agua, cuya dureza se estima en 4,99 grados de dureza. Tiene un rotor esférico y un cojinete autoajustable, que es lubricado por el líquido bombeado. La carcasa de la bomba de esta serie está fabricada del material más adecuado para trabajar con agua potable: el latón. Están disponibles para la venta modelos con válvulas de retención y cierre integradas.

El fabricante también se aseguró de que el consumidor no experimentara inconvenientes al realizar una inspección preventiva y limpiar los elementos de la bomba de incrustaciones y otros residuos. Para ello no es necesario desmontar el equipo. Basta con cerrar el acceso al agua mediante válvulas de cierre y separar la parte electrónica de la bomba con el impulsor de la voluta de la bomba. Esto no es difícil de hacer, ya que la conexión es roscada. Además, la inspección es aún más sencilla en los modelos con válvulas de retención y de cierre integradas: no se requieren válvulas de cierre. Las válvulas limitarán de forma independiente el acceso de agua a la bomba.

Las bombas de circulación para sistemas de suministro de agua caliente de GRUNDFOS (Rusia) cumplen con los más altos requisitos de seguridad y eficiencia energética en Europa. Al adquirir cualquier modelo de equipo, el consumidor recibe comodidad, conveniencia, practicidad y ahorro a un precio razonable. Por este motivo, la compra de bombas Grundfos debería considerarse una inversión exitosa que pronto se amortizará por sí sola.

Queda agregar que la empresa Grundfos (Rusia) es una de las pocas en el mercado que atiende a los clientes durante todo el período de garantía del equipo. El proyecto de la empresa "SERVICE 24" ayudará a solucionar todas las posibles dificultades en el funcionamiento de las bombas. En caso de problemas, el comprador sólo tiene que llamar a la línea directa y el operador solucionará su problema por teléfono. Si esto no es posible, se enviará un especialista del centro de servicio más cercano a la dirección especificada. Un experto descubrirá la causa del problema. Un problema menor se solucionará en el acto y, si el daño es importante, se sustituirá la bomba por una nueva. Por supuesto, todo el trabajo se proporciona de forma gratuita para el cliente. Pero solo si se reconoce que el caso está cubierto por la garantía. Hoy en día, el programa Service 24 opera en 33 ciudades rusas. En el futuro, está previsto ampliar la zona territorial.

La falta de presión del agua caliente al abrir el grifo es un fenómeno bastante común en edificios privados y de apartamentos. Uno de los medios eficaces para solucionar el problema es una bomba de circulación para el suministro de agua caliente.

La instalación de equipos de bombeo para suministro de agua caliente, de acuerdo con los códigos de construcción existentes, es opcional para locales con un área calentada de hasta 500 m², en la práctica, la instalación puede ser necesaria incluso si hay 2-3 puntos de agua caliente separados.

¿Por qué necesitas una bomba de ACS?

La bomba de circulación de ACS está diseñada para crear presión y circulación constante de agua en los sistemas de suministro de agua domésticos. Después de abrir el grifo, hay que esperar mucho tiempo hasta que el agua se caliente, y cuanto más lejos esté el punto de suministro de agua de la entrada de ACS, más tiempo llevará. La presión en el sistema no siempre cumple ni siquiera con los requisitos mínimos, lo que impide lavar correctamente.

Las bombas de circulación de agua caliente sanitaria se instalan para los siguientes fines:

• Garantizar una presión estable en el sistema.– para ello, el agua caliente se desvía a un tanque de compensación especial, después de lo cual se suministra bajo presión a los puntos de suministro de agua.
• Proporcionar suministro instantáneo de agua caliente.– la bomba de circulación para el suministro de agua caliente está conectada a una tubería cerrada. El agua está en constante movimiento. Gracias a la circulación, el líquido enfriado se mezcla con el calentado. Como resultado, inmediatamente después de abrir el grifo, se suministra agua caliente al consumidor.

Los parámetros del suministro de agua sanitaria hacen necesaria la instalación de suministro de agua caliente tanto en edificios privados como en edificios de apartamentos.

¿Cuál es la diferencia entre bombas de circulación para calefacción y suministro de agua caliente?

El uso de una bomba de circulación en un sistema de suministro de agua caliente tiene sus propias características que se diferencian del uso de estaciones en circuitos de calentamiento de agua. Por este motivo, los equipos de circulación de cada sistema no son intercambiables.

Las diferencias entre bombas de circulación son las siguientes:

• Actuación– Las bombas de calefacción tienen una mayor reserva de energía, lo que simplemente no tiene sentido para el agua caliente sanitaria. Si es necesario, se pueden instalar equipos de circulación para sistemas de calefacción por agua, pero no al revés. Algunos fabricantes ofrecen bombas gemelas con dos motores eléctricos específicamente para este fin. El módulo está conectado simultáneamente a ACS y calefacción.
• Carcasa: otra diferencia entre los modelos para calefacción y bombas para suministro de agua caliente es el material de la carcasa. En las estaciones de suministro de agua caliente, la estructura es de latón, recubierta en la parte superior con una carcasa termoaislante. Para calentar se utilizan aparatos de hierro fundido.
• Temperatura refrescante. Si presta atención a las características técnicas de las bombas, notará que el equipo para el suministro de agua caliente puede funcionar a una temperatura de funcionamiento del fluido de no más de 65°C. En los sistemas de calefacción, el refrigerante se calienta hasta 90-95°C.

A pesar de la similitud externa, los equipos de bombeo para sistemas de calefacción y agua caliente no son intercambiables. La excepción son las “bombas gemelas” que ofrecen muchos de los principales fabricantes europeos.

¿Cómo funciona una bomba de circulación en un sistema de suministro de agua caliente?

El principio de funcionamiento de la bomba de circulación de ACS es casi idéntico al utilizado en los sistemas de calefacción. El objetivo de la instalación es aumentar y estabilizar la presión faltante del suministro de agua.

Las bombas de circulación en los sistemas de agua caliente sanitaria de edificios residenciales privados funcionan de la siguiente manera:

• Se instala un sistema cerrado de agua caliente compuesto por: tanque de almacenamiento, válvulas de cierre y control, equipos de bombeo y un circuito conectado a los puntos de distribución de agua.
• Se introduce agua caliente en el recipiente. La bomba crea la presión necesaria, obligando a una cierta cantidad de agua a circular constantemente en el circuito de la tubería.
• Cuando se abre el grifo, el consumidor recibe inmediatamente agua caliente a presión, suficiente para ducharse, darse un baño rápidamente, etc.

La mayoría de los modelos de equipos de bombeo diseñados para suministro de agua caliente tienen motores eléctricos basados ​​​​en un "rotor húmedo". Todas las partes móviles están completamente sumergidas en agua. El diseño "húmedo" tiene muchas ventajas: no necesita mantenimiento, funcionamiento silencioso y bajos costes energéticos.

A esto se suma el peligro de funcionamiento en seco. El refrigerante desempeña el papel de lubricante. Sin lubricación, los rodamientos fallan instantáneamente.

Las bombas de circulación utilizadas en los sistemas de suministro de agua caliente de edificios residenciales de varios pisos a menudo se denominan bombas de refuerzo, ya que su tarea es principalmente crear suficiente presión en el sistema de suministro de agua.

Cómo elegir una bomba para un sistema de agua caliente sanitaria

Seleccionar una bomba de circulación de agua caliente puede resultar complicado, incluso para un profesional. Se tienen en cuenta varios factores a la hora de elegir:

1. Características técnicas de los equipos de bombeo.
2. Funciones adicionales.
3. Empresa fabricante.

Los modelos controlados electrónicamente se consideran los más cómodos de usar. La bomba se suministra completa con un termostato integrado en la carcasa. La automatización examina de forma independiente la intensidad del consumo de agua y, en función de los resultados, selecciona el modo de funcionamiento requerido. El temporizador de encendido y apagado permite que el módulo cambie de forma autónoma al “modo nocturno” para ahorrar energía.

La vida media de la bomba es de 7 a 9 años. En la práctica, se garantiza que la estación, bajo cargas moderadas, funcionará durante al menos 10 años.

Cómo calcular la presión de una bomba de ACS

Sólo se puede realizar un cálculo preciso de los parámetros de la bomba después de obtener los siguientes datos:

1. Congestión del sistema de suministro de agua.
2. Fuerza de flujo suficiente.

La presión requerida de la bomba de circulación de ACS debe ser suficiente para crear una presión cómoda al abrir simultáneamente los grifos en todos los puntos de agua. ¿Cómo se calcula la presión calculada del suministro de agua caliente?

• El consumo medio de agua para un punto considerado es de 150-180 l/hora. Por tanto, en una casa con dos baños y cocina será necesario instalar una bomba con una capacidad de al menos 0,7 m³/hora. Al realizar los cálculos, es necesario tener en cuenta la resistencia hidráulica del sistema de suministro de agua caliente, que para una casa privada está en el rango de 0,1 a 0,2 atm.
• Presión: la altura y la longitud de la tubería de agua también afectan los cálculos. Generalmente se acepta que por cada 0,6 m de columna de agua existen 10 lm de circuito de agua. Si la documentación técnica de la bomba proporciona parámetros de presión de 4 m, esto es suficiente para un circuito de agua con una longitud de 60 metros lineales.

Dichos cálculos ayudan a obtener el consumo de calor promedio de agua caliente a través de una bomba de circulación, que es suficiente para seleccionar el equipo adecuado para una pequeña casa privada. Las calculadoras en línea brindan asistencia en los cálculos y la selección de un modelo adecuado.

Los cálculos al organizar el suministro de agua caliente con una bomba de circulación en un edificio de apartamentos y cabañas de gran tamaño deben ser realizados por una organización de diseño e instalación que será responsable del funcionamiento del sistema.

¿Qué empresas producen equipos de bombeo para suministro de agua caliente?

Hay alrededor de una docena de empresas diferentes que fabrican equipos de bombeo específicamente para el suministro de agua caliente. El costo de la bomba varía según el fabricante y las características técnicas, de 5 a más de 100 mil rublos. No se recomienda comprar módulos baratos, ya que a menudo se obtienen falsificaciones de baja calidad debido al bajo costo.

Los mejores fabricantes de bombas para suministro de agua caliente son:

Los fabricantes nacionales ponen su principal énfasis en la producción de equipos para sistemas de calefacción.

Instalación de una bomba de circulación en un sistema de agua caliente sanitaria.

La instalación de la bomba en el sistema de agua caliente sanitaria debe realizarse de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y los códigos de construcción vigentes. El trabajo de instalación se realiza de la siguiente manera:

• Lugar de instalación de la bomba de circulación de ACS: el módulo está montado en la línea de retorno. Esta disposición evita que entre aire en la estación; la ventilación conduce a una disminución en el rendimiento del sistema. Por este motivo, la bomba debe instalarse exclusivamente en el suministro de agua de retorno.
• Se instala una válvula de retención inmediatamente después de la bomba y delante del tanque de almacenamiento. Las válvulas de cierre deben instalarse antes y después de la estación.
• La conexión a la red eléctrica se realiza mediante un SAI para el suministro eléctrico. Después de un corte de energía, el sistema de alimentación ininterrumpida continúa garantizando el funcionamiento autónomo del equipo desde varias horas hasta un día. (cómo elegir el UPS adecuado para equipos de bombeo).
• Para distribuir la presión de manera uniforme, se instala un complejo sistema de control de ACS, que incluye varios colectores de distribución y válvulas reductoras de presión especiales.
• Está prohibido arrancar el motor eléctrico al ralentí. Una vez instalada la bomba en el sistema de suministro de agua caliente, se llena el circuito de agua, se realiza una prueba de funcionamiento y se comprueba el funcionamiento.
• Mantenimiento: las bombas de rotor húmedo tienen un diseño simple, por lo que no requieren inspección ni reparación durante toda su vida útil. Será necesario limpiar y reemplazar el filtro de vez en cuando. La frecuencia de mantenimiento de una bomba con rotor seco es una vez cada 2 años. Durante el trabajo se cambia el lubricante y se limpia la carcasa.

La presión insuficiente en el sistema central de suministro de agua requiere la instalación de una bomba de circulación para agua caliente en edificios de apartamentos y edificios privados, independientemente del área calentada.

En primer lugar, es necesario recordar que las bombas de circulación y de refuerzo son dispositivos completamente diferentes. La bomba de circulación no cambia la presión estática del sistema, solo asegura el movimiento del refrigerante a través de las tuberías.

La principal característica de cualquier bomba de circulación es la curva de funcionamiento, que en el caso de la opción de recirculación de ACS suele constar de una única curva, ya que no suele tener velocidades de conmutación (Fig. 1). El gráfico muestra que a medida que aumenta el volumen de líquido bombeado, la presión cae. Y viceversa, a medida que aumenta la altura de subida, el flujo disminuye. En el punto extremo con presión máxima, el flujo es cero, en el punto con flujo máximo, la presión es cero.

Es muy conveniente ilustrar el significado físico de esta curva utilizando el ejemplo de un sistema abierto (Fig. 1 y 2). Si la longitud de la tubería H es igual a H max, entonces el agua no saldrá de ella, ya que a este valor de presión el flujo V 0 es cero. Si acorta la tubería a la longitud H1, el agua saldrá a una velocidad de V1. Quitando el tubo por completo, obtenemos un caudal en la salida Vmax, ya que la presión H0 = 0.

La situación descrita anteriormente sólo es cierta para sistemas abiertos. En un sistema cerrado, la presión creada por la bomba de circulación no está destinada a superar la altura de subida del líquido, sino a compensar la pérdida de presión provocada por la resistencia de las tuberías y accesorios.

Punto de funcionamiento del circuito de circulación de ACS.

En un circuito de circulación, la pérdida de presión y el flujo volumétrico están estrechamente relacionados. Existe un equilibrio entre la pérdida de presión en el sistema, que debe convertirse en pérdida de carga, y la altura de la bomba. Esto significa que las pérdidas del sistema coinciden con la altura de la bomba en el punto de funcionamiento.

Dado que cada valor de presión de la bomba corresponde a un único caudal, el volumen de agua que circula en el sistema está directamente relacionado con la resistencia de las tuberías y accesorios. Para determinar el punto de funcionamiento es necesario superponer la curva del circuito de ACS al gráfico de la bomba de circulación.

A menudo hay casos en los que no se conocen ni la curva del sistema ni su punto de funcionamiento. En este caso, los valores requeridos de pérdida de presión en el sistema y el volumen requerido de agua caliente para la circulación se pueden determinar aritméticamente calculando la resistencia de las secciones individuales del sistema.

Hay que tener en cuenta que será posible alcanzar las características de diseño sólo si todos los ramales de circulación conectados a una bomba están equilibrados hidráulicamente mediante válvulas de control, mecánicas o termostáticas. El objetivo del equilibrado es mantener un caudal óptimo en todo el sistema, independientemente de la longitud de las tuberías y su diámetro, para evitar que la temperatura del agua que regresa a la caldera baje demasiado. Idealmente, la diferencia entre la tubería de suministro en la salida y la línea de recirculación en la entrada del calentador de agua debería ser de 2-3 K para sistemas pequeños de menos de 200 m de longitud y de 7-10 K para los grandes (más de 200 m). en longitud).

En el caso estándar, con diámetros iguales de todas las tuberías de circulación, en los ramales ubicados más cerca de la bomba, la resistencia debe aumentarse hasta tal punto que corresponda a la pérdida de presión en los ramales distantes. Lejos de la bomba, por el contrario, es necesario crear un mayor caudal para que el agua circulante no tenga tiempo de enfriarse demasiado.

El diámetro de la tubería de circulación depende del diámetro de la tubería de suministro. Desafortunadamente, el SNiP ruso 2.04.01-85* “Abastecimiento interno de agua y alcantarillado” no tiene recomendaciones claras a este respecto, así que pasemos al DIN 1988 alemán, parte 3 (Tabla 1).

Cálculo del punto de funcionamiento

Ahora comencemos a determinar el punto de funcionamiento del sistema. Para ello necesitamos el caudal V c y la pérdida de presión (presión) Δp c. El caudal que se debe proporcionar depende del volumen total de agua que circula en todos los ramales. Para evitar un enfriamiento excesivo del líquido, la bomba debe proporcionar una velocidad tal que toda el agua de las tuberías no tenga tiempo de enfriarse demasiado. También hay que tener en cuenta que la velocidad máxima no debe superar los 0,5 m/s para tuberías de cobre y 1 m/s para tuberías de otros materiales.

La presión está determinada por la suma de las resistencias del ramal de circulación más largo, si contamos desde la conexión de la tubería de circulación a la línea de suministro hasta la entrada al calentador de agua. El punto de funcionamiento debe seleccionarse de modo que la temperatura del agua caliente en las tuberías no baje de 55-60 °C para evitar el crecimiento de bacterias.

Existen diferentes métodos de cálculo. Ofrecemos aquí uno de ellos, bastante sencillo, basado en unos datos promediados. Entre las desventajas de este método, solo se puede observar la posibilidad de su uso para sistemas relativamente pequeños con un diámetro de tubería de circulación en diferentes secciones de DN 10 a DN 20 y, en consecuencia, un área de flujo de bomba de no más de 3/ 4'.

Primero, determinemos la pérdida de calor en las tuberías. Si no hay datos del fabricante de tuberías y aislamiento térmico, para una tubería bien aislada aceptamos: q tp.neot = 11 W/s por 1 m de tubería tendida en una habitación sin calefacción (por ejemplo, un sótano), y también q tp.ot = 7 W/s por 1 m de tubería tendida en una habitación con calefacción (por ejemplo, una caja de plomería, una cocina, un baño). Las pérdidas de calor de los accesorios (válvulas, contadores, etc.) pueden ignorarse debido a su impacto insignificante en el resultado global. Por tanto, la pérdida total de calor en el sistema es:

Qtp = Σl tp.neot q tp.neot + Σl tp.ot q tp.ot, (1)

donde Σl tp.neot y Σl tp.ot son la longitud total de las tuberías tendidas en cuartos fríos y calentados, respectivamente.

La diferencia de temperatura máxima permitida entre las líneas de suministro y circulación se considera Δt tp = 2 K. A partir de estos datos ahora podemos calcular el caudal requerido:

donde ρ es la densidad del agua igual a 1 kg/l; c es la capacidad calorífica específica del agua, igual a 1,2 W*h/(kg*K). De esta manera puede encontrar la velocidad del agua requerida en cada rama.

Si solo hay una rama, entonces el caudal en ella es igual al caudal total. Pero esto rara vez sucede, ya que la línea de circulación cubre todos los puntos de agua, por lo que está repleta de ramas.

En los puntos nodales, el conducto se divide en un conducto principal y uno adicional. El caudal en la parte principal es igual a:

y en el adicional:

o V agregar = V c - V principal. (5)

El componente de presión del punto de operación está determinado, como se indicó anteriormente, por la rama más larga con un coeficiente para curvas y juntas K = 1,2-1,4. Cuanto más tortuosa sea la tubería, mayor será el valor del coeficiente que se debe tomar. El conducto en este caso en cada nodo se divide en principal y adicional. Si después de la bifurcación ninguna de las tuberías llega directamente al punto de agua, se considera adicional la que tenga menor volumen de agua. También tienen en cuenta la resistencia de varios accesorios que no están incluidos en el cálculo de la pérdida de calor: válvulas, válvulas, etc .:

Δp c = KΣl tr R tr + ΣR brazo. (6)

La presión y el caudal así calculados representan el punto de funcionamiento del sistema. Veamos un ejemplo (Fig. 3). En mesa La Tabla 2 muestra las principales características del sistema de suministro de agua caliente de un edificio de tres pisos con cinco elevadores: la longitud de las tuberías de metal y plástico tendidas en el sótano y en las habitaciones con calefacción, el diámetro interno de las tuberías, el tipo de flujo cuando dividiéndose en los puntos nodales y se calcula la pérdida de calor en cada segmento. Luego de esto encontramos el conducto común según (2):

en Δt tp = 2 K.

Cálculo del caudal requerido en cada tramo de tubería en base a los determinados en la tabla. 2 pérdidas de calor se dan en la tabla. 3. Las pérdidas de calor de las secciones principal y adicional se resumen en la columna "Pérdidas totales de calor" y los valores de flujo correspondientes se calculan mediante las fórmulas (3) y (4).

En mesa 4, basado en SP 41102-98, se calcula la velocidad de movimiento del refrigerante y la pérdida de presión debido a la fricción (si las tuberías son de plástico o cobre, entonces debe usar SP 40101-96 o SP 40108-2004, respectivamente) El ramal más largo: 10-8, 8-7, 7-6, 6-1, la pérdida de presión en él es 1271,27 Pa. Usando la fórmula (6) encontramos la presión en el punto de operación:

Δp c = KΣl tr R tr + ΣR brazo = 1,4 × 1271,27 + 200 = 1979,78 Pa,

en K = 1,4 y brazo R = 200 Pa. Convertido a metros de presión 1979,78 Pa = 0,2 m.

Según los disponibles en la tabla. 4, también es necesario ajustar las válvulas de control.

Por tanto, para este sistema es adecuada una bomba con un punto de funcionamiento V c = 189,17 l/h, Δp c = 0,2 Pa. Casi cualquiera de las bombas de circulación de ACS disponibles en el mercado puede hacer frente fácilmente a parámetros tan pequeños.

1. Folleto VORTEX Brauchwasserpumpen. Technische Broschu...re. Trinkwasserzirkulación con bomba VORTEX // 09de0090 11/09.

2.SP 41102-98. Diseño e instalación de tuberías para sistemas de calefacción en edificios mediante tuberías de metal-polímero.

3. SP 40101-96. Diseño e instalación de tuberías fabricadas en polipropileno copolímero aleatorio.

4.SP 40108-2004. Diseño e instalación de tuberías para suministro interno de agua y sistemas de calefacción de edificios fabricados con tuberías de cobre.

Un sistema autónomo de suministro de agua caliente (ACS) suele utilizar una bomba de circulación. Si la fuente de calor es una caldera y una parte importante del agua caliente se acumula en la caldera, entonces la bomba bombea constantemente agua desde el tanque de almacenamiento al intercambiador de calor y viceversa. Si nos referimos a una bomba de recirculación de agua caliente, entonces elimina la mayor decepción de los sistemas autónomos de agua caliente: hace que cuando abres el grifo no tienes que esperar mucho hasta que el agua caliente llegue al consumidor a través del tubería.

Principio de funcionamiento

Una bomba de recirculación no es necesaria en absoluto, pero aumenta significativamente el confort e incluso la calidad del agua caliente. Su tarea principal es bombear agua a través de una tubería en un circuito cerrado desde la caldera hasta los puntos de entrada y viceversa. Para ello se desarrollan especialmente dispositivos con baja productividad, bajo ruido y bajo consumo energético. El principal requisito de las bombas es la resistencia a las altas temperaturas y un funcionamiento estable siempre que el agua se caliente a 65°C.

En conjunto, las bombas de recirculación de agua caliente siguen siendo diferentes de las bombas de calefacción. Estos últimos están diseñados para temperaturas de hasta 90°C y con una productividad significativamente mayor. La intercambiabilidad es irrelevante en este caso. Si se desea, la bomba de calefacción se puede utilizar en recirculación de ACS, pero no se puede utilizar la bomba al revés.

Una bomba de circulación tiene una demanda especial en casas con un área de más de 200 metros cuadrados, donde la caldera está ubicada en una habitación o sótano separado y hay varios puntos de toma de agua ubicados en toda la casa. Tendrás que esperar mucho tiempo para que salga agua fría de las tuberías, lo que aumenta notablemente el consumo. Si el agua de la caldera se calienta hasta 65-80°C, casi todas las bacterias patógenas mueren, pero en las tuberías donde se enfría el agua pueden multiplicarse activamente.

El bombeo regular de agua a través de tuberías elimina estos problemas de raíz. Sin embargo, debido a la pérdida de calor en las tuberías, aumenta la carga en la caldera o calentador de agua, por lo que la instalación de una bomba de recirculación tiene un menor impacto en el ahorro y es la principal responsable del confort de los residentes.

Para utilizar una bomba de recirculación, la distribución de ACS por toda la vivienda debe realizarse en forma de circuito cerrado conectado a la caldera. Todos los puntos de toma de agua ya están conectados desde él. Si se toma agua de la parte superior de la caldera, entonces este se considerará el inicio del circuito, luego la bomba se instala en la segunda entrada a la caldera, ubicada en la parte inferior del tanque de almacenamiento al mismo nivel que el Entrada al suministro de agua fría del grifo.

La bomba de circulación debe instalarse junto con una válvula de retención, que evitará el flujo inverso de agua en el circuito, ya que en este caso solo fluirá agua fría a través de las tuberías conectadas al fondo de la caldera y al suministro de agua de entrada.

Características

La lista de características principales de las bombas de circulación:

• productividad, m3/hora (litros/min);
• presión creada, metros o Pa;
• consumo de energía, W;
• método de control (mediante temporizador o sensor de temperatura).

La bomba de recirculación requiere poca potencia y rendimiento. Es necesario bombear agua solo en tubos con un volumen interno pequeño y a baja velocidad. Un dispositivo con una capacidad de sólo 0,2-0,6 metros cúbicos por hora es suficiente para mantener constantemente la temperatura del agua en tuberías de hasta 40-50 metros de largo.

El consumo de la bomba también es bajo y oscila entre 5 y 20 W. Esto es suficiente para un funcionamiento estable y la finalización de la tarea asignada.

Es más importante seleccionar la presión correcta creada por la bomba. Más a menudo, en una casa o, especialmente, en un apartamento, el cableado se realiza en un piso a la vez, luego una presión suficiente equivalente a 0,5-0,8 metros de columna de agua. Sin embargo, si es necesario garantizar una circulación de agua sin problemas en una casa de varios pisos, entonces la bomba debe hacer frente al aumento de agua a una altura determinada y con un margen. El rendimiento de la bomba depende directamente de la carga instalada real.

Diseño

Las bombas centrífugas se utilizan para hacer circular el agua. Los elementos principales en ellos son la carcasa, el impulsor y el motor. El agua se suministra al centro del impulsor. El motor lo hace girar y, bajo la influencia de la fuerza centrípeta, el agua se mueve con presión a lo largo del borde exterior de la carcasa hasta el tubo de salida.

Para una bomba de recirculación, las ventajas son el silencio y las pequeñas dimensiones. Por lo tanto, las bombas pequeñas se utilizan principalmente con un tipo de rotor húmedo. El rotor es la parte móvil interna del motor, montada en el mismo eje que el impulsor. Bajo la influencia de un campo magnético alterno procedente de la bobina del estator, el rotor adquiere un movimiento de rotación.

El rotor húmedo está completamente sumergido en el medio bombeado. El agua actúa como disipador de calor y al mismo tiempo como lubricante para los cojinetes de soporte. La presencia de agua alrededor de las partes móviles del motor reduce el ruido y la vibración durante el funcionamiento de la bomba.

Método de control

Es bastante aceptable mantener constantemente la circulación de agua caliente en las tuberías, pero esto es antieconómico e injustificado. No se utiliza agua caliente constantemente. Por la noche, mientras todos los vecinos duermen, es inútil mantener caliente el agua de las tuberías, lo mismo ocurre cuando todos están en el trabajo o en la escuela.

Si las tuberías están dispuestas correctamente, entonces se requiere aislamiento térmico para que, una vez que el agua caliente entre en las tuberías, no se enfríe instantáneamente. Por lo tanto, no es necesario bombear agua constantemente desde la caldera a las tuberías y viceversa, el funcionamiento periódico de la bomba es suficiente, lo que reduce la carga sobre ella y sobre el sistema de agua caliente en su conjunto. No hace falta hablar de ahorro eléctrico, ya que el consumo de la bomba de recirculación es bajo.

Se utilizan dos métodos de control principales:

• según las lecturas del sensor de temperatura;
• según un temporizador (horario).

Ambas opciones tienen demanda, aunque difieren significativamente en sus principios operativos.

Por sensor de temperatura

Grundfos UP 15-14 BT 80

En este caso, la unidad de control de la bomba se basa en las lecturas de un sensor de temperatura sumergido en agua dentro de las tuberías del circuito. La bomba vuelve a funcionar tan pronto como el agua se ha enfriado hasta una temperatura umbral determinada. Este enfoque reduce significativamente la carga sobre el equipo y mantiene constantemente caliente el agua en las tuberías. Además, aumenta la seguridad del suministro de agua caliente. Una vez establecido un umbral de respuesta suficientemente alto, el agua se bombea con mayor frecuencia a través de la caldera, donde además se calienta y desinfecta.

Por temporizador

Grundfos UP 15-14 BU

La unidad de control enciende y apaga alternativamente la bomba según los retrasos establecidos en la configuración. Conociendo exactamente los parámetros del sistema de agua caliente, la longitud de las tuberías y su volumen interno, el aislamiento térmico y la pérdida media de calor, se puede seleccionar el tiempo óptimo durante el cual el agua no tendrá tiempo de enfriarse. La bomba se enciende mediante una señal del temporizador y bombea toda el agua. En este caso, la duración del funcionamiento también se calcula en función del volumen de tuberías y del rendimiento de la bomba.

Otra ventaja del temporizador es la posibilidad de programar el funcionamiento de la bomba de recirculación durante un día o incluso una semana. Es en este caso que se tiene en cuenta el tiempo de inactividad cuando no se utiliza agua caliente.

Diagramas de instalación

Dependiendo del número de puntos de conexión y la longitud de las tuberías, se selecciona el método de conexión de la bomba de circulación y el tendido de las tuberías:

• conexión en serie con un circuito;
• conexión paralela con el colector.

En el primer caso, todos los puntos de toma de agua están conectados en serie y en un circuito. Esto resulta beneficioso si se pueden combinar fácilmente baños y cocina con una sola tubería de agua, sin costes innecesarios de material y en un recorrido bastante corto. Sólo hay una característica que se refiere a la bomba de presión y no a la bomba de circulación. Si se abren varios puntos de toma de agua al mismo tiempo, la presión en cada uno de ellos se dividirá en partes iguales. Alternativamente, esto se puede solucionar instalando una caja de cambios en cada grifo y eligiendo una bomba más potente.

La conexión en paralelo resuelve el problema de la distribución de presión y agua mediante un grupo colector y una ubicación compacta de las cajas de engranajes. En este caso, se deben instalar bombas de recirculación en cada circuito individual o se debe seleccionar una bomba más eficiente para todos los grupos a la vez. Este cableado es necesario si en la casa hay varios baños, separados entre sí y de la cocina, o cuando, con una conexión en serie, la longitud total del recorrido se vuelve demasiado larga.

Hacer circular agua caliente en un edificio residencial no es un lujo, sino una necesidad. Por eso, para la eficiencia de todo el sistema, es mejor comprar una bomba de circulación para el suministro de agua caliente. Asegura la circulación de fluidos en un círculo cerrado. Sin esta unidad, tendría que esperar bastante tiempo para que saliera agua caliente del grifo, dependiendo de la distancia entre el calentador de agua y el grifo. El costo de instalar un sistema de suministro de agua caliente por circulación no es mayor que el costo de una caldera de alta calidad de una marca popular. Quienes quieran elegir una buena bomba de circulación deben conocer sus características y matices de selección.

Una unidad de circulación (recirculación) para suministro de agua caliente es un dispositivo que asegura el movimiento del agua en las tuberías. Además, el equipo permite aumentar la presión en la tubería principal al nivel requerido (la presión normalmente debe ser 1 kgf/cm² mayor que la nominal). Gracias a este dispositivo, podrás obtener agua caliente del grifo a la misma temperatura establecida en diferentes plantas de la casa.

Sin embargo, además de esto, el dispositivo debe proporcionar la presión especificada incluso durante el desmontaje instantáneo durante las horas pico. En pocas palabras, cuando se abren varios grifos de agua caliente al mismo tiempo, la presión y temperatura del líquido deben ser las mismas en todas partes. Dependiendo del rendimiento y características de diseño del equipo de bombeo, se cumplen ciertas condiciones, así como el arranque y parada automáticos de la unidad.

Esta bomba tiene un tamaño reducido, lo que simplifica su instalación. La bomba de recirculación consume una cantidad mínima de electricidad. El dispositivo se instala en un espacio de tubería y no es necesario retirarlo del sistema general ni requiere derivación.

El equipo de bombeo para suministro de agua caliente cumple con todos los estándares. Durante el funcionamiento durante el día, el ruido de la unidad no supera los 55 dB y durante la noche, los 40 dB.

Principio de funcionamiento

La bomba de recirculación para sistemas de ACS funciona según el siguiente principio:

• El equipo de calefacción está conectado a una tubería principal de tipo cerrado que recorre toda la casa.
• Desde la caldera salen tuberías de pequeño diámetro. Se dirigen a los puntos de análisis.

Importante: una bomba de circulación ahorrará agua, porque con dicho equipo no es necesario esperar a que salga agua fría del grifo.

El fluido circulante no utilizado se devuelve a la caldera de calefacción. Para hacer esto, conecte una tubería de retorno a la caldera. De esto podemos concluir que el calentador debe tener tres tubos:

• desde la primera tubería, el agua caliente ingresa al circuito de suministro de agua;
• el segundo tubo es necesario para que el líquido del circuito de ACS pueda fluir hacia el depósito;
• La tercera tubería suministra agua fría, reemplazando el agua caliente consumida.

Área de aplicación

La bomba de recirculación se puede utilizar no sólo para sistemas de agua caliente sanitaria. Este equipo de bombeo se suele utilizar para solucionar otros problemas:

1. El dispositivo acelera la circulación de líquido en los sistemas tradicionales de calefacción por radiadores.
2. Este equipo de bombeo es indispensable al instalar pisos con calefacción. En este caso, la unidad es simplemente necesaria, porque en un sistema de tuberías largo y estrecho que calienta el suelo, se debe hacer un esfuerzo considerable para hacer circular el líquido.

Variedades

La bomba de recirculación para sistemas de agua caliente sanitaria puede ser de dos tipos:

• marcha atrás (instalada en la tubería de suministro de agua de retorno);
• suministro (conectado a las tuberías a través de las cuales fluye el agua caliente desde el calentador).

Atención: ambos tipos de bombas de recirculación se utilizan en sistemas de circuito cerrado. La elección de una u otra unidad depende de tus preferencias o características técnicas.

Según las diferencias de diseño, todas las bombas para sistemas de suministro de agua caliente se dividen en dos tipos:

1. Dispositivos con rotor “húmedo”. Una bomba de recirculación de este tipo se caracteriza por el hecho de que su parte de presión (impulsores y rotor) se encuentra en el líquido bombeado. En este caso, el agua caliente actúa como medio lubricante y refrigerante. En este sentido, este tipo de dispositivo se caracteriza por un funcionamiento duradero y silencioso. Además, el dispositivo “húmedo” para agua caliente sanitaria no requiere mantenimiento y tiene un precio razonable. Entre las desventajas de este tipo de equipo de bombeo, vale la pena enumerar la baja eficiencia (40-45%) y las restricciones al instalar la unidad (el dispositivo solo se puede montar en posición horizontal). Es por eso que los propietarios de casas pequeñas o cabañas compran estas unidades para organizar los sistemas de suministro de agua y calefacción del hogar. Estos dispositivos pueden elevar la presión en el sistema a 1,5-3 atm.
2. Unidades con rotor seco.. En las bombas de recirculación con rotor seco, la unidad de potencia está separada del medio bombeado. Dado que el rotor del dispositivo permanece constantemente seco, es necesario solucionar los problemas de refrigeración y lubricación del motor. Se realiza un mantenimiento periódico para lubricar la unidad y el motor se enfría mediante un ventilador incorporado. Es por eso que la partición "seca" para el suministro de agua caliente es más cara tanto en compra como en mantenimiento. Sin embargo, la productividad de estas unidades es dos veces mayor que la de las bombas "húmedas" y puede llegar al 70%. Los dispositivos proporcionan un aumento de presión de hasta 5-10 atm. La desventaja es el alto costo y el mayor nivel de ruido durante el funcionamiento.

Importante: El equipo de bombeo "seco" para sistemas de suministro de agua caliente se compra para su instalación en líneas de suministro de agua y calefacción industriales y municipales.

Dependiendo de la capacidad de cambiar de velocidad, se distinguen los siguientes modelos de bombas de circulación:

• multi velocidad– estas unidades le permiten cambiar el algoritmo de funcionamiento. Se trata de dispositivos más caros que se utilizan para sistemas de calefacción y agua caliente en casas grandes;
• Los de una sola velocidad son modelos de prestaciones reducidas, aptos para uso doméstico. Encajan fácilmente en el sistema y funcionan de forma independiente.

Además, según sus características de diseño, se distinguen dispositivos de recirculación simples y pareados. Ambos tipos de equipos de bombeo pertenecen al grupo de bombas con rotor "húmedo". Las unidades gemelas se utilizan cuando la potencia de una sola bomba no es suficiente.

Una sola unidad tiene un motor y un impulsor. Los modelos gemelos tienen dos motores que proporcionan una presión más alta. Además, en estos dispositivos, cada motor puede sustituir a su homólogo en caso de avería. Por regla general, las unidades de circulación industriales vienen con dos motores.

¿Cómo elegir equipos de bombeo para el suministro de agua caliente en función de las características de rendimiento?

La tarea principal de la bomba de recirculación es mantener la velocidad óptima del agua caliente en la tubería, a la cual la temperatura del líquido en la tubería de retorno estará dentro de los límites requeridos. En este sentido, la elección de la unidad debe realizarse teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

• Presión límite del líquido, medida en la altura de la columna de agua.. Este indicador afecta la presión en las tuberías y, por tanto, la temperatura en la tubería de retorno.
• Flujo de fluidos. El caudal requerido se puede calcular mediante la fórmula. Para hacer esto, necesita encontrar la diferencia de temperatura en las tuberías de suministro y retorno. Luego debes dividir la potencia del equipo de calefacción por el número resultante.
• Tasa de transferencia de calor del sistema de calefacción.. Este valor se calcula según el área de la habitación calentada y las pérdidas de calor esperadas.

La bomba de recirculación se selecciona teniendo en cuenta todos los parámetros anteriores. En este caso, es importante comparar la presión del equipo de bombeo con el caudal del sistema de calefacción y la transferencia de calor. Esta tarea sólo puede ser realizada por un ingeniero de diseño experimentado.

Modelos populares

Si vas a comprar una bomba de recirculación, debes prestar atención a los siguientes modelos:

1. Equipos de bombeo "húmedos" de Grundfos Se caracteriza por un funcionamiento silencioso y baja productividad. Se trata de unidades de una sola velocidad aptas para su instalación en sistemas de calefacción domésticos. Las ventajas de este tipo de equipo son la ausencia casi total del riesgo de que se formen depósitos de cal en la superficie interna, así como el hecho de que el dispositivo no requiere mantenimiento. Es igualmente importante que el producto pueda desmontarse sin necesidad de desmontar la tubería.
2. La bomba Wilo-Star-Z es otra unidad "húmeda" para sistemas de agua caliente y calefacción. Este equipo de bombeo está equipado con válvulas de cierre: hay una válvula de bola en la entrada y una válvula de retención en la salida. Además, el modelo destaca por su electrónica: hay temporizador, pantalla y termostato. La unidad también puede funcionar con un ambiente de agua potable debido a que está equipada con un sistema para determinar la desinfección térmica del agua.
3. Equipos de circulación de bombeo de la empresa alemana Vortex. se distingue por su alta productividad y mantenibilidad. La bomba se puede desmontar rápida y fácilmente sin tener que desmontarla. Esto le permite descalcificar el dispositivo sin sacarlo de la tubería. No menos importantes ventajas del modelo 152 R1/2″ de esta empresa son su tamaño compacto y su funcionamiento silencioso, por lo que el dispositivo es ideal para las necesidades domésticas.
4. Las bombas ESPA RA1-S son una unidad húmeda, cuya principal diferencia es la posibilidad de instalación vertical. El dispositivo es adecuado para sistemas de suministro de agua caliente y tuberías con suministro de agua fría. El producto no es adecuado para resolver problemas de producción, ya que no puede bombear líquidos inflamables ni agua con temperaturas superiores a 120°C.