Zamienne pompy obiegowe do urządzeń grzewczych

Pompy obiegowe to wirowe pompy wymuszające obieg wody w instalacjach grzewczych i z wodą użytkową. Choć ich historia zaczęła się niemal wiek temu i od tamtej pory pompy te przeszły ogromną ewolucję, to jednak zmianie nie uległa pewna problematyczna kwestia, która pojawiła się dość szybko po wynalezieniu tych urządzeń: czym zastąpić starą lub uszkodzoną pompę, której już nie ma na rynku? Jak dobrać jej zamiennik, by pracował w sposób taki, jak ona sama?

Zasada działania pomp obiegowych oraz czym są tzw. „pompy OEM”

W dużym skrócie każda pompa obiegowa to hydrauliczna maszyna przepływowa, której dwa podstawowe moduły to silnik i wirnik. I niezależnie od tego, po jaki wariant pompy sięgniemy, ich zasada działania jest wspólna i opiera się na osiowym dopływie cieczy (wody) do wirnika. Wirnik napędzany silnikiem – który może być oddzielony od pompowanej cieczy lub zanurzony w niej i przez nią chłodzony – działa na ciecz poprzez siłę odśrodkową powodując zwiększenie prędkości jej przepływu i wskutek tego również wzrost ciśnienia. Przepchana przez wirnik ciecz trafi a do spiralnej obudowy (korpusu) w której wytraca prędkość, natomiast zwiększa swoje ciśnienie, które pomaga jej pokonać opory przepływu na całym obiegu grzewczym.

Do niedawna produkowano spotykane do dziś w starych instalacjach pompy dławnicowe (ich napęd umieszczano poza obiegiem cieczy i chłodzono powietrzem), lecz dziś oferta rynkowa to energooszczędne pompy bezdławnicowe (mokrobieżne), które napędzane są z reguły synchronicznymi napędami. Polega to na umieszczeniu w silniku (w wirniku) stałego magnesu neodymowego, który nie wymaga już magnesowania, a więc procesu powodującego dodatkowe zużycie prądu. W silnikach komutowanych elektronicznie – czyli pod kontrolą układu elektronicznego – płynna regulacja prędkości obrotowej pompy jest wynikiem elektronicznego sterowania przetwornicą częstotliwości prądu, co prowadzi do optymalnego zasilania silnika przy maksymalnej eliminacji strat i tzw. „poślizgu” dzięki identycznej prędkości wirnika i pola magnetycznego (stąd w nazwie „synchroniczność) – a wszystko tym celu, by utrzymać w instalacji stałą wartość ciśnienia. Nowoczesne pompy powodując skuteczny obieg medium w instalacji przy zmiennych warunkach przepływowych, umożliwiają zastosowanie przewodów o mniejszych średnicach, co stanowi sporą korzyść zarówno dla projektantów, jak też wykonawców instalacji.

Na rynku pomp obiegowych producenci oferują pompy sprzedawane osobno pod własną marką, jak też pompy obiegowe, zwane pompami OEM, które oferują pod różnymi nazwami na zamówienie producentów urządzeń grzewczych i z reguły według podanej przez nich specyfi kacji. W tej drugiej sytuacji producenci pomp OEM są poddostawcami dla producentów np. kotłów grzewczych i często wręcz przygotowują konkretną pompę OEM pod konkretny model kotła grzewczego, w który zostaje ona wbudowana, i z którym współpracuje poprzez wykorzystanie sygnałów PWM. Nie oznacza to oczywiście, że nie istnieją modele uniwersalne pomp OEM, gotowe do pracy z wieloma różnymi urządzeniami grzewczymi, jak również gotowe do pracy w instalacjach solarnych, geotermalnych czy C.W.U. – jednak produkcja pomp OEM pod indywidualne zamówienie jest sytuacją bardzo typową.

Dla systemów grzewczych o zmiennych przepływach przeznacza się pompy OEM z regulacją PWM, co oznacza, że zintegrowany moduł elektroniczny sterowany jest sygnałem PWM (ciąg impulsów o wartościach opartych na stosunku czasu trwania impulsu do jego okresu) przesyłanym przez regulator kotła. W ten sposób przełącza się pompę na odpowiedni poziom mocy. Korzyścią z zastosowania sterowania PWM jest nie tylko zmniejszenie prędkości obrotowej pompy (daje to oszczędność energii i redukcję hałasów przepływowych), ale także pozytywny w przypadku kotłów kondensacyjnych brak konieczności stosowania bypassu do wyrównywania ciśnienia.

Inny rodzaj pomp OEM dla systemów grzewczych to pompy z zintegrowanym systemem regulacji różnicy ciśnienia (a więc bez PWM). Specjalny moduł elektroniczny pilnuje by pompa automatycznie dostosowywała swą wydajność do wymagań wynikających ze zmian w otwarciu zaworów termostatycznych po tym, jak uprzednio w module zostanie zadana stała różnica ciśnienia do utrzymania przez pompę (np. w skali od 1 do 5 m ).
Dziś instalatorzy bardzo często stają przed problemem jakim są stare pompy OEM, które wymagają wymiany. Gdy jest to model wciąż produkowany, wówczas możliwość szybkiego pozyskania nowej pompy jest dostępna i z reguły dość szybko dochodzi do zastąpienia starego wadliwego (bądź uszkodzonego) egzemplarza nowym zamiennikiem. Często są to też znane instalatorom pompy OEM, które już wyszły z produkcji, lecz posiadają mniej lub bardziej podobny zamiennik, czy też raczej model „następcę” od tego samego producenta – wówczas sprawa ponownie nie nastręcza wielu trudności. W każdej z tych sytuacji trzeba się kierować oznaczeniami numerycznymi, tabliczką znamionową, czy jakimkolwiek kodem określającym model, serię i rok produkcji pompy – to pomaga ustalić ewentualny zamiennik, którego można poszukiwać na rynku.

Istotnym problemem we wszystkich powyżej opisanych sytuacjach jest jednak czas. Nawet jeśli zamiennik lub następczy model są znane i określone, ich sprowadzenie od hurtownika lub producenta trwa – bywa, że wiele dni lub tygodni, a na taka zwłokę z reguły nie można sobie pozwolić. Jedynym rozwiązaniem wówczas stają się produkowane przez czołowych „graczy” na tym rynku tzw. pompy zamienne, wspierane specjalnie napisanymi aplikacjami dostępnymi bezpłatnie dla instalatorów (pobiera się je na przenośne urządzenia elektroniczne, takie jak smartfony i tablety).

Zamienne pompy obiegowe

Najważniejsi producenci pomp posiadają obecnie w ofercie bardzo nowoczesne urządzenia, spełniające aktualne normy europejskie, między innymi te wynikające z obowiązującej od liku lat w UE dyrektywy ErP (Energy rated Products), która przy wsparciu rozporządzeniem ErP pozwala wprowadzać na rynek europejski wyłącznie niskoenergetyczne pompy obiegowe (zarówno te sprzedawane osobno jak i wersje OEM w komplecie z kotłami grzewczymi czy innymi urządzeniami). Oznacza to, że najnowsze generacje zamiennych pomp obiegowych to również urządzenia energooszczędne, pozwalające na znaczną redukcję kosztów w stosunku do starszych odpowiedników dzięki zastosowaniu w nich wspomnianego wcześniej silnika komutowanego elektronicznie, wpływającego na znaczne obniżenie poboru energii elektrycznej (silnik EC / ECM). Ta energooszczędność często jest pierwszą zmianą odczuwaną po zastąpieniu starej pompy OEM nową pompą zamienną wysokiej jakości – odczuwaną oczywiście w portfelu.

Jednak istotą pomp zamiennych nie jest ich energooszczędność, lecz umiejętność zastępowania wielu starych typów pomp OEM, które albo nie są w danym okresie dostępne, albo już dawno zostały wycofane z produkcji. Wciąż spora ich ilość nadal funkcjonuje na rynku, przysparzając instalatorom (odpowiedzialnym za szybkie przywrócenie instalacji grzewczej do pracy) sporego przysłowiowego bólu głowy w momencie awarii – o czym traktuje poprzedni rozdział. Jedynym rozwiązaniem stają się wówczas pompy zamienne, przygotowane do zastępowania niedostępnych lub trudnodostępnych, ale za to skatalogowanych w bazie danych, pomp OEM. Doskonałymi przedstawicielami takich urządzeń są pompy znane na rynku polskim pod nazwami Varios Pico oraz Alpha1 L. Oba modele to pompy zamienne pochodzące od renomowanych producentów i do obu powstało oprogramowanie (aplikacje na Android i IOS) wyposażone w bazę danych nie setek lecz tysięcy pomp obiegowych OEM oraz ich charakterystyk pracy, co pozwala obu pompom zamiennym udanie zastępować pompy OEM.

Pompy zamienne klasy takiej, jak w wymienionych wyżej modelach, mogą być instalowane we wszystkich rodzajach instalacji grzewczych, ze zmiennym lub stałym natężeniem przepływu, zmienną temperaturą dopływu, z maksymalną temperaturą przetłaczanego medium sięgającą 95–100ºC oraz z maksymalnym ciśnieniem roboczym osiągającym 10 bar. Zaś dzięki sporemu wyborowi przyłączy i dzięki dedykowanym aplikacjom, powtarzają wydajność zastępowanych pomp w skali praktycznie 1:1. Jak to wygląda w praktyce? – za przykład może posłużyć aplikacja dostępna z poziomu telefonu komórkowego i jej funkcja SYNC wspierająca pompę zamienną Varios Pico. Instalator demontując uszkodzoną pompę OEM odczytuje z niej nazwę lub numer artykułu (kod produktu), wpisuje ją następnie do uruchomionej aplikacji i czeka na jej odpowiedź w kwestii możliwości synchronizacji. W tym czasie aplikacja przeszukuje bazę danych i po chwili daje zwrotną informację w postaci kodu diodowego, jaki trzeba wprogramować poprzez panel na pompie zamiennej.

Jeśli obraz konfiguracji diod na wyświetlaczu jest zgodny z konfiguracją na panelu pompy zamiennej, wówczas jej synchronizacja ze stara pompą OEM dobiega końca i pompa zamienna jest gotowa do pracy, co oznacza, że swą charakterystyką pracy może od tego momentu zastępować w skali 1:1 zdemontowaną pompę OEM. W przypadku konkurencyjnej pompy Alpha1 L odbywa się to bardzo podobnie: jest tu etap identyfikacji wymienianej pompy OEM przez aplikację o nazwie GO Replace, potwierdzenia możliwości jej zastąpienia i na koniec następuje sama wymiana. Aplikacja przy identyfikacji starej pompy OEM służy też dodatkowymi informacjami, takimi jak obliczenie oszczędności energii elektrycznej jak i wskazówki dotyczące sposobu montażu i podłączenia pompy.
Warto zauważyć, że oba opisane po krótce modele pomp zamiennych pozwalają na pełną kontrolę ich pracy dzięki funkcji PWM lub IPWM, gdzie ten drugi skrót oznacza dwukierunkową modulację szerokości impulsów: z jednej strony sygnał PWM płynący od zewnątrz do pompy reguluje jej prędkość obrotową, zaś z drugiej sygnał wychodzący informuje o wielkości przepływu. Wszystkie te sygnały biegną oczywiście przez specjalny kabel PWM, który z reguły należy do osprzętu dodatkowego, czy raczej opcjonalnego i wymaga dodatkowego dokupienia wraz z pompą zamienną.

Podsumowanie

Zamienne pompy obiegowe to dziś jedne z najwszechstronniejszych rozwiązań w swojej klasie. Stanowią odpowiedź na oczekiwania rynku instalatorów, którzy z wymianą niedziałającej lub szwankującej pompy OEM nie mogą czekać, muszą ją zastąpić natychmiast. Można śmiało oczekiwać ich gwałtownego wzrostu popularności i stałego zapotrzebowania na nie, gdyż na rynku wciąż funkcjonują setki tysięcy starzejących się pomp OEM w różnorakich urządzeniach grzewczych.

Łukasz Lewczuk

Na podstawie materiałów publikowanych m.in. przez:
Wilo Polska Sp. z o.o., Grundfos Pompy Sp. z o.o., LFP Sp. z o.o., Ferro S.A., DAB Pumps Poland Sp. z o.o. i PHU Dambat