Come calcolare una pompa per riscaldamento: esempi di calcoli e regole di selezione dell'apparecchiatura

La pompa di circolazione è un dispositivo di piccole dimensioni il cui compito principale è quello di migliorare il funzionamento e aumentare le prestazioni del sistema di riscaldamento. Viene inserita direttamente nella tubazione, ottimizzando la velocità di movimento del fluido termovettore. Grazie a ciò, anche una casa con una grande superficie abitabile viene riscaldata abbastanza rapidamente.

Per acquistare il modello ottimale, è necessario capire come calcolare una pompa per riscaldamento e su quali aspetti orientarsi nella scelta. Proprio a queste domande è dedicato il nostro articolo – in questo materiale abbiamo preso in considerazione un esempio di calcolo dell'apparecchiatura, abbiamo prestato attenzione al principio di funzionamento e alle principali varietà di pompe.

Abbiamo anche fornito raccomandazioni per la scelta, l'installazione e l'uso sicuro dell'apparecchiatura di pompaggio, corredando l'articolo con foto illustrative e video adatti con il calcolo della potenza necessaria del dispositivo e consigli per la sua installazione nel circuito di riscaldamento.

Principio di funzionamento e scopo della pompa

Il problema principale degli abitanti degli ultimi piani di un edificio plurifamiliare e dei proprietari di villette suburbane sono i radiatori freddi. Nel primo caso, il fluido termovettore semplicemente non arriva alle loro abitazioni, mentre nel secondo caso le sezioni più lontane della tubatura non vengono riscaldate. E tutto ciò è dovuto a una pressione insufficiente.

Quando è necessario utilizzare una pompa?

L'unica soluzione corretta in caso di pressione insufficiente è l'ammodernamento dell'impianto di riscaldamento con un fluido termovettore che circola per gravità. L'installazione di una pompa sarà d'aiuto. Gli schemi principali per l'organizzazione del riscaldamento con circolazione forzata sono illustrati qui.

Questa opzione sarà efficace anche per i proprietari di case private, consentendo di ridurre sensibilmente le spese di riscaldamento. Un vantaggio sostanziale di tale apparecchiatura di circolazione è la possibilità di modificare la velocità di movimento del fluido termovettore. L'importante è non superare i valori massimi consentiti per il diametro dei tubi del proprio impianto di riscaldamento, per evitare un eccessivo rumore durante il funzionamento dell'unità.

Ad esempio, per le stanze residenziali, con un passaggio condizionale dei tubi di 20 mm o più, la velocità è di 1 m/s. Se si imposta questo parametro al valore massimo, è possibile riscaldare la casa nel più breve tempo possibile, il che è utile nel caso in cui i proprietari fossero assenti e l'edificio si sia raffreddato. Ciò consente di ottenere la massima quantità di calore con il minimo dispendio di tempo.

La pompa è un elemento importante del sistema di riscaldamento domestico. Aiuta ad aumentarne l'efficienza e a ridurre il consumo di carburante.

Principio di funzionamento del dispositivo

L'unità di circolazione funziona grazie a un motore elettrico. Preleva l'acqua riscaldata da un lato e la spinge nel tubo dall'altro lato. Da questo lato arriva una nuova porzione e il processo si ripete.

È proprio grazie alla forza centrifuga che il fluido termovettore si muove attraverso i tubi del sistema di riscaldamento. Il processo di funzionamento della pompa ricorda un po' il lavoro di un ventilatore, solo che non circola l'aria nella stanza, bensì il fluido termovettore nel tubo.

Il corpo dell'apparecchio è realizzato con materiali resistenti alla corrosione, mentre per la fabbricazione dell'albero, del rotore e della girante con pale viene solitamente utilizzata la ceramica.

Principali tipi di pompe per riscaldamento

Tutte le apparecchiature offerte dai produttori si dividono in due grandi gruppi: pompe di tipo «bagnato» o «a secco». Ogni tipo ha i suoi vantaggi e svantaggi, che devono essere sicuramente considerati nella scelta.

Apparecchiatura del tipo «a rotore bagnato»

Le pompe di riscaldamento dette «bagnate» si differenziano dalle loro controparti per il fatto che la loro girante e il rotore sono immersi nel fluido termovettore. Il motore elettrico si trova invece in un box ermetico, in cui l'umidità non può entrare.

Questa opzione è la soluzione ideale per le piccole case di campagna. Tali dispositivi si distinguono per la loro silenziosità e non richiedono una manutenzione accurata e frequente. Inoltre, sono facili da riparare, regolare e possono essere utilizzati con un livello di portata d'acqua stabile o leggermente variabile.

La caratteristica distintiva dei moderni modelli di pompe «bagnate» è la semplicità del loro utilizzo. Grazie alla presenza di un'automazione «intelligente», è possibile aumentare la produttività o cambiare il livello di avvolgimento senza alcun problema.

Per quanto riguarda gli svantaggi, la categoria sopra menzionata si contraddistingue per la bassa produttività. Questo inconveniente è dovuto all'impossibilità di garantire un'elevata tenuta stagna della guaina che separa il fluido termovettore dallo statore.

Varietà «a secco» degli apparecchi

Per questa categoria di dispositivi è caratteristica l'assenza di contatto diretto del rotore con l'acqua calda da esso pompata. Tutta la parte operativa dell'apparecchiatura è separata dal motore elettrico tramite anelli di protezione in gomma.

La caratteristica principale di tale apparecchiatura di riscaldamento è l'elevata efficienza. Ma da questo vantaggio deriva un notevole svantaggio: l'elevata rumorosità. Il problema si risolve installando l'unità in una stanza separata con un buon isolamento acustico.

Nella scelta bisogna considerare il fatto che una pompa di tipo 'a secco' crea vortici d'aria, quindi piccole particelle di polvere possono sollevarsi, il che influirà negativamente sugli elementi di tenuta e, di conseguenza, sulla tenuta stagna del dispositivo.

I produttori hanno risolto il problema in questo modo: durante il funzionamento dell'apparecchiatura, tra gli anelli di gomma si crea un sottile strato d'acqua. Questo funge da lubrificante e previene il deterioramento dei componenti di tenuta.

Gli apparecchi, a loro volta, si dividono in tre sottogruppi:

• verticali;
• a blocco;
• a sbalzo.

La particolarità della prima categoria è la disposizione verticale del motore elettrico. Tale apparecchiatura conviene acquistarla solo se si prevede di pompare un grande volume di fluido termovettore. Per quanto riguarda le pompe a blocco, queste vengono installate su una superficie piana di cemento.

Le pompe a blocco sono progettate per uso industriale, quando sono richieste elevate portate e prevalenze.

I dispositivi a sbalzo sono caratterizzati dal posizionamento del tubo di aspirazione sul lato esterno della voluta, mentre il tubo di mandata si trova sul lato opposto del corpo.

Abbiamo parlato più in dettaglio della struttura e del principio di funzionamento delle pompe in questo articolo.

Su cosa orientarsi nella scelta della pompa?

La selezione di una pompa per il riscaldamento autonomo deve basarsi sulle caratteristiche idrauliche dell'impianto di riscaldamento di una casa di campagna. Pertanto, prima di recarsi in negozio, è necessario calcolare la quantità ottimale di calore necessaria per mantenere una temperatura confortevole nelle stanze.

Ulteriori informazioni che è necessario consultare aiuteranno a eseguire correttamente il calcolo idraulico. Oppure ci si può affidare ai consigli di un professionista competente.

La quantità ottimale di calore per un determinato immobile è influenzata da numerosi fattori:

• il materiale utilizzato per la costruzione e l'isolamento delle pareti;
• le condizioni climatiche;
• le caratteristiche dei solai e dei pavimenti;
• la presenza di valvole termostatiche;
• le caratteristiche dei vetrocamere installati nella villa.

Nella scelta di una pompa per il riscaldamento autonomo, particolare attenzione va prestata al campo di applicazione del modello specifico, al numero di velocità e al livello di rumore. Anche il produttore e il prezzo dell'apparecchiatura giocano un ruolo importante.

Quando si sceglie un dispositivo per organizzare la circolazione forzata in un sistema di riscaldamento, è necessario prestare particolare attenzione alle caratteristiche tecniche per evitare che la pompa funzioni a vuoto o al limite delle sue capacità.

Criterio #1 — ambito di applicazione dell'apparecchiatura

Nella maggior parte dei casi, gli specialisti consigliano di installare pompe di riscaldamento i cui rotori sono completamente immersi nel fluido termovettore. Oltre al basso livello di rumore, infatti, questi tipi di apparecchi gestiscono meglio i carichi elevati.

Di conseguenza, un sistema con apparecchiature «a umido» durerà più a lungo, sarà più facile da riparare e non richiederà un'attenzione eccessiva.

Dia la preferenza a modelli in cui vengono utilizzati acciaio resistente e cuscinetti, e l'albero è in ceramica. La loro durata di vita è di almeno due decenni.

Bisogna rinunciare all'acquisto di una pompa di circolazione in ghisa. Un dispositivo del genere si deteriorerà rapidamente e richiederà una sostituzione.

Se la scelta è caduta su una pompa di riscaldamento di tipo «a umido», bisogna tenere presente che non è consigliabile installarla in un sistema di riscaldamento di una villa di tipo aperto. In questo caso, l'acqua riscaldata che lubrifica il meccanismo contiene varie impurità.

Ad esempio, microparticelle di sabbia possono ostruire il traferro tra rotore e statore, causando un rapido guasto della pompa.

Per quanto riguarda i sistemi aperti, questo tipo di apparecchiature può funzionare per anni. Inoltre, non richiederà alcuna manutenzione specializzata.

Criterio #2 — calcolo della potenza ottimale

La portata di una pompa destinata a funzionare in un sistema di riscaldamento può essere calcolata autonomamente. A tale scopo, sarà necessaria la lunghezza totale del tubo attraverso cui l'apparecchiatura dovrà pompare il fluido termovettore.

Per ogni 10 metri di lunghezza, si prende 0,6 metri di prevalenza del dispositivo. Quindi, per una piccola casa con una lunghezza del circuito di riscaldamento di 70 metri, sarà necessaria una pompa con una prevalenza di 4,2 metri.

Si può seguire un altro percorso e calcolare questo valore con la formula:

Q = 0,86*R/TF-TR,

Dove:

• R — fabbisogno termico dell'ambiente;
• TF e TR indicano rispettivamente la temperatura del fluido termovettore all'ingresso e all'uscita del sistema. I valori sono espressi in gradi Celsius.

Nei paesi europei, come parametro R vengono prevalentemente utilizzati due valori: 100 W/m² — per una casa con uno o due appartamenti, e 70 W/m² — per edifici plurifamiliari.

Il metodo sopra descritto è solo uno dei tanti modi per calcolare la potenza ottimale di una pompa di circolazione. Solo un tecnico qualificato può eseguire calcoli estremamente precisi.

Quando è necessario effettuare calcoli con la minima approssimazione, si consiglia di utilizzare tabelle speciali. In esse vengono riportati i valori ottimali per determinate case e appartamenti.

Criterio #3 — numero di velocità e rumorosità della pompa

La caratteristica principale dei modelli moderni di pompe è la possibilità di regolazione. È possibile regolare la potenza cambiando la velocità di funzionamento dell'apparecchio.

Oggi i modelli più diffusi sono quelli a tre velocità. Ciò consente di riscaldare rapidamente gli ambienti in caso di improvviso abbassamento della temperatura e, in caso di riscaldamento, di ridurre le prestazioni dell'apparecchio risparmiando energia elettrica.

Se è necessario acquistare un'apparecchiatura che produca il minimo rumore possibile, la scelta migliore è una pompa di tipo «a umido».

In caso di installazione di un apparecchio con rotore «a secco», durante il funzionamento si sentirà un rumore estraneo prodotto dalla rotazione della ventola che raffredda il motore elettrico. Pertanto, è meglio installare tale dispositivo in una stanza separata e per gli ambienti residenziali scegliere qualcosa di meno rumoroso.

Il basso livello di rumorosità delle pompe «a umido» è la ragione principale della loro popolarità

Non sempre un rumore anomalo che compare all'avvio indica un guasto. Spesso è dovuto all'aria rimasta nell'impianto di riscaldamento. Per risolvere questo problema, si consiglia prima dell'avvio di sfiatare l'aria mediante apposite valvole.

Criterio #4 — produttore e prezzo dell'apparecchiatura

Dopo aver effettuato tutti i calcoli necessari, è possibile iniziare a consultare il catalogo delle pompe di circolazione. È meglio ordinare su quei siti web che dispongono di un sistema di filtraggio dei prodotti ben studiato. Ciò consentirà di trovare rapidamente modelli con caratteristiche ottimali.

Sul mercato attuale è disponibile un'ampia scelta di pompe per impianti di riscaldamento. Centinaia di produttori affermano che i loro prodotti si distinguono per affidabilità, qualità e durata. Ma non sempre le caratteristiche dichiarate corrispondono a quelle reali. Pertanto, è meglio ordinare apparecchiature prodotte da produttori che si sono fatti conoscere in tutto il mondo.

Nell'elenco delle aziende note e affidabili che producono pompe per impianti di riscaldamento vanno inclusi i seguenti marchi:

• Halm;
• Wilo;
• Ebara;
• DAB;
• AlfaStar;
• Pedrolo;
• Grundfos.

Il costo dei gruppi per la circolazione forzata del fluido termovettore dipende interamente dalla potenza, dal tipo di pompa e dalla marca. Di solito, il prezzo delle apparecchiature varia da 60 a 220 dollari. Si consiglia di consultare la decina delle migliori pompe per riscaldamento secondo gli utenti.

Per quanto riguarda i produttori locali, essi non producono apparecchiature domestiche, ma offrono solo modelli destinati all'uso industriale.

Spesso le pompe di circolazione sono prodotte in serie e hanno parametri medi, il che crea alcuni problemi nella scelta dell'apparecchiatura. In questo caso, è meglio dare la preferenza a un dispositivo che funzioni in più modalità.

Caratteristiche di installazione della pompa di circolazione

Per garantire un funzionamento efficiente del sistema di riscaldamento domestico, è necessario scegliere correttamente la posizione nell'anello di riscaldamento per l'installazione dell'apparecchiatura. Si consiglia di trovare l'area in cui nella zona di aspirazione del vettore termico si osserva sempre una pressione d'acqua eccessiva. Esistono diversi metodi con cui è possibile ottenere artificialmente questa condizione.

Il primo metodo consiste nel sollevare il vaso di espansione di 0,8 m rispetto al punto più alto della tubazione. Ciò è possibile solo in una casa dove i soffitti lo consentono. Una buona soluzione è installare il vaso di espansione in soffitta. Ma in questo caso sarà necessario isolare il tetto per evitare inutili perdite di calore.

Il secondo metodo consiste nel trasferire il tubo dal montante di mandata del vaso di espansione e inserirlo nel punto in cui si trova il tubo di aspirazione della pompa. In questo modo si possono creare condizioni ideali per organizzare il pompaggio forzato dell'acqua calda nel sistema di riscaldamento domestico.

La pompa può essere installata direttamente nella tubazione di mandata. Tale soluzione sarà opportuna solo se l'apparecchiatura di circolazione sarà in grado di sopportare la temperatura massima possibile del vettore termico.

Raccomandazioni dettagliate per l'installazione della pompa, lo schema di collegamento e le istruzioni di montaggio passo passo sono fornite nell'articolo seguente.

Regole e particolari dell'utilizzo dell'apparecchiatura

La pompa di circolazione non viene acquistata per uno o due anni. Pertanto, ogni proprietario di una casa di campagna deve assicurarsi che l'apparecchiatura funzioni correttamente per molti anni. È possibile ottenere affidabilità e correttezza di funzionamento del dispositivo solo con una manutenzione corretta e tempestiva.

Nell'elenco delle regole di base per il funzionamento della pompa di riscaldamento è necessario includere i seguenti aspetti:

• è vietato accendere l'apparecchio con mandata a zero;
• assicurarsi che l'apparecchiatura sia collegata a terra;
• controllare che il motore elettrico non si surriscaldi oltre il limite consentito;
• verificare la presenza/assenza di danni nel collegamento della morsettiera e che tutti i cavi siano completamente asciutti;
• accertarsi che all'avvio del dispositivo non si verifichino rumori o vibrazioni anomali;
• l'apparecchiatura deve funzionare con il livello di portata del fluido termovettore raccomandato dal produttore;
• è vietato avviare la pompa di circolazione senza acqua.

Se l'apparecchiatura rimane inattiva per un lungo periodo, si consiglia di accenderla ogni mese per 10-30 minuti. Questa semplice regola aiuterà a prevenire l'ossidazione e, di conseguenza, il blocco dell'albero.

In caso di anomalie o problemi nel funzionamento della pompa, è opportuno chiamare un tecnico il prima possibile. Ciò aiuterà a evitare molti problemi e spese finanziarie impreviste.

Occorre prestare particolare attenzione alla temperatura del fluido termovettore. Non deve superare i 60-65 gradi Celsius. Se si ignora questa regola, si formerà del sedimento nei tubi e all'interno della pompa, che influirà negativamente sul funzionamento dell'intero impianto di riscaldamento.

Guasti frequenti

Il problema più comune per cui l'apparecchiatura che assicura il pompaggio forzato del fluido termovettore si guasta è il suo lungo periodo di inattività.

Il più delle volte, l'impianto di riscaldamento viene utilizzato attivamente in inverno e viene spento durante la stagione calda. Tuttavia, poiché l'acqua al suo interno non è particolarmente pulita, col tempo si accumula del deposito nei tubi. A causa dell'accumulo di sali di durezza tra la girante e la pompa, l'unità smette di funzionare e potrebbe guastarsi.

Il problema sopra descritto si risolve abbastanza facilmente. Per farlo, è necessario tentare di avviare autonomamente l'apparecchiatura, svitando il dado e ruotando manualmente l'albero della pompa. Spesso questa operazione è più che sufficiente.

Se il dispositivo non si avvia comunque, l'unica soluzione sarà smontare il rotore e procedere a una pulizia approfondita della pompa dal deposito di sali accumulato.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Un video illustra il calcolo della portata dell'apparecchiatura di circolazione:

Una corretta installazione è la chiave per un funzionamento eccellente di qualsiasi dispositivo. Le caratteristiche del montaggio della pompa per riscaldamento sono mostrate nel video:

Un impianto di riscaldamento in cui viene utilizzata una pompa per organizzare il movimento del fluido termovettore presenta numerosi vantaggi. Tuttavia, per installarlo correttamente, sarà necessario dedicare un po' di tempo all'analisi delle sfumature e alla scelta dell'apparecchiatura. Solo in questo caso si potrà rendere la propria casa veramente calda e accogliente.

Desidera aggiungere una pompa all'impianto di riscaldamento, ma ha dubbi sui calcoli? Ponga le sue domande nella sezione commenti – i nostri esperti cercheranno di aiutarla.

O forse desidera integrare il nostro materiale con osservazioni utili? O proporre un'altra modalità di calcolo della pompa di riscaldamento? Scriva le sue osservazioni e raccomandazioni sotto questo articolo.