Cómo calcular la bomba para calefacción: ejemplos de cálculos y reglas de selección del equipo
La bomba de circulación es un dispositivo de pequeño tamaño cuya función principal es mejorar el funcionamiento y aumentar el rendimiento del sistema de calefacción. Se instala directamente en la tubería, optimizando la velocidad de circulación del fluido térmico. Gracias a ello, incluso una casa con una gran superficie habitable se calentará con suficiente rapidez.
Para comprar el modelo óptimo, es necesario entender cómo calcular la bomba para calefacción y en qué detalles fijarse al elegir. Precisamente a estas cuestiones está dedicado nuestro artículo – en este material hemos analizado un ejemplo de cálculo del equipo, prestado atención al principio de funcionamiento y a las principales variedades de bombas.
También hemos proporcionado recomendaciones sobre la selección, instalación y operación segura del equipo de bombeo, acompañando el artículo con fotos ilustrativas y videoclips adecuados que incluyen el cálculo de la potencia necesaria del dispositivo y consejos para su instalación en el circuito de calefacción.
Contenido del artículo:
Principio de funcionamiento y finalidad de la bomba
El problema principal de los residentes de los últimos pisos de un edificio de apartamentos y de los propietarios de casas de campo son los radiadores fríos. En el primer caso, el fluido caloportador simplemente no llega a sus viviendas, y en el segundo, no se calientan las secciones más lejanas de la tubería. Y todo esto se debe a una presión insuficiente.
¿Cuándo es necesario utilizar una bomba?
La única solución correcta en la situación de presión insuficiente será la modernización del sistema de calefacción con fluido caloportador que circula por acción de la gravedad. Aquí ayudará la instalación de una bomba. Los esquemas principales de organización de la calefacción con circulación por bomba se examinan aquí.
Esta opción también será efectiva para los propietarios de viviendas particulares, permitiendo reducir notablemente los gastos de calefacción. Una ventaja significativa de este equipo de circulación es la posibilidad de cambiar la velocidad del fluido caloportador. Lo principal es no superar los valores máximos permitidos para el diámetro de las tuberías de su sistema de calefacción, para evitar un ruido excesivo durante el funcionamiento del aparato.
Así, para las habitaciones, con un paso condicional de tuberías de 20 mm o más, la velocidad es de 1 m/s. Si se ajusta este parámetro al valor más alto, se puede calentar la casa en el menor tiempo posible, lo que es relevante cuando los propietarios han estado fuera y la construcción se ha enfriado. Esto permitirá obtener la máxima cantidad de calor con el mínimo tiempo.
Principio de funcionamiento del dispositivo
El conjunto de circulación funciona mediante un motor eléctrico. Toma el agua caliente de un lado y la impulsa hacia la tubería que está al otro lado. Y desde ese lado llega una nueva porción y se repite el proceso.
Es precisamente gracias a la fuerza centrífuga que el medio de calefacción se desplaza a través de las tuberías del sistema de calefacción. El proceso de funcionamiento de la bomba recuerda un poco al de un ventilador, solo que no circula aire por la habitación, sino el medio de calefacción por la tubería.
La carcasa del dispositivo está hecha necesariamente de materiales resistentes a la corrosión, y para la fabricación del eje, rotor y rueda con álabes se suele utilizar cerámica.
Principales tipos de bombas para calefacción
Todo el equipo ofrecido por los fabricantes se divide en dos grandes grupos: bombas de tipo «húmedo» o «seco». Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas, lo que debe tenerse en cuenta al elegir.
Equipo de tipo «húmedo»
Las bombas de calefacción llamadas «húmedas» se diferencian de sus análogas en que su impulsor y rotor están sumergidos en el medio de calefacción. Mientras que el motor eléctrico se encuentra en una caja sellada donde no puede entrar la humedad.
Esta opción es una solución ideal para pequeñas casas de campo. Estos dispositivos se caracterizan por su silencio y no requieren un mantenimiento técnico minucioso y frecuente. Además, se reparan y ajustan fácilmente, y pueden utilizarse con un caudal de agua estable o que varía ligeramente.
En cuanto a las desventajas, la categoría mencionada se caracteriza por un bajo rendimiento. Esta desventaja se debe a la imposibilidad de garantizar una alta estanqueidad del casquillo que separa el medio de calefacción del estator.
Variedad «seca» de dispositivos
Esta categoría de dispositivos se caracteriza por la ausencia de contacto directo del rotor con el agua caliente que bombea. Toda la parte activa del equipo está separada del motor eléctrico por anillos de protección de goma.
La característica principal de este equipo de calefacción es su alta eficiencia. Sin embargo, de esta ventaja surge un inconveniente importante: el alto nivel de ruido. El problema se resuelve instalando la unidad en una habitación separada con un buen aislamiento acústico.
Al elegir, hay que tener en cuenta que la bomba de tipo seco crea turbulencias de aire, por lo que las partículas finas de polvo pueden levantarse, lo que afectará negativamente a los elementos de sellado y, en consecuencia, a la estanqueidad del dispositivo.
Los fabricantes resolvieron este problema de la siguiente manera: durante el funcionamiento del equipo, se crea una fina capa de agua entre los anillos de goma. Esta cumple la función de lubricante y evita el deterioro de las piezas de sellado.
Los dispositivos, a su vez, se dividen en tres subgrupos:
- verticales;
- de bloque;
- en voladizo.
La particularidad de la primera categoría radica en la disposición vertical del motor eléctrico. Este equipo solo debe comprarse si se planea bombear un gran volumen de fluido térmico. En cuanto a las bombas de bloque, se instalan sobre una superficie de hormigón nivelada.
Los dispositivos en voladizo se caracterizan por la ubicación de la boquilla de succión en el lado exterior de la voluta, mientras que la de descarga se encuentra en el lado opuesto del cuerpo.
Hemos hablado más detalladamente sobre la estructura y el principio de funcionamiento de las bombas en este artículo.
¿En qué basarse al elegir una bomba?
La selección de la bomba para calefacción autónoma debe realizarse en función de las características hidráulicas del sistema de calefacción de una casa de campo. Por lo tanto, antes de visitar la tienda, será necesario calcular la cantidad óptima de calor necesaria para mantener una temperatura confortable en las habitaciones.
Realizar correctamente el cálculo hidráulico ayudará la información adicional que se debe consultar. O se pueden seguir los consejos de un especialista competente.
La cantidad óptima de calor para un objeto específico está influenciada por múltiples factores:
- el material utilizado para la construcción y el aislamiento de las paredes;
- las condiciones climáticas;
- las características de los techos y suelos;
- la presencia de válvulas termostáticas;
- las características de los vidrios dobles instalados en la casa de campo.
Al elegir una bomba para calefacción autónoma, se debe prestar especial atención al ámbito de aplicación del modelo específico, el número de velocidades y el nivel de ruido. También juegan un papel importante el fabricante y el precio del equipo.
Criterio #1 — ámbito de aplicación del equipo
En la mayoría de los casos, los especialistas recomiendan instalar bombas de calefacción cuyos rotores estén completamente sumergidos en el portador térmico. Además de tener un bajo nivel de ruido, este tipo de unidades manejan mejor las cargas elevadas.
Como resultado, un sistema con equipo «húmedo» durará más, será más fácil de reparar y no requerirá atención excesiva.
Dé preferencia a los modelos fabricados con acero resistente y rodamientos, y cuyo eje sea de cerámica. Su ventaja radica en una vida útil de al menos dos décadas.
Si la elección recae en una bomba de calefacción de tipo «húmedo», hay que tener en cuenta que no debe instalarse en un sistema de calefacción de tipo abierto para una casa de campo. En este caso, el agua caliente que lubrica el mecanismo contiene diversas impurezas.
Por ejemplo, las micropartículas de arena pueden obstruir el espacio entre el rotor y el estátor, lo que provocará una avería rápida de la bomba.
En cuanto a los sistemas abiertos, este tipo de equipo puede funcionar durante años sin necesidad de mantenimiento especializado.
Criterio #2 — cálculo de la potencia óptima
El rendimiento de una bomba diseñada para funcionar en un sistema de calefacción se puede calcular por sí mismo. Para ello, se necesita la longitud total de la tubería por la que el equipo deberá bombear el fluido caloportador.
Por cada 10 metros de longitud, se toman 0,6 metros de altura de elevación del dispositivo. Así, para una casa pequeña con un circuito de calefacción de 70 metros de longitud, se necesitará una bomba con una altura de elevación de 4,2 metros.
Se puede optar por otro método y calcular este parámetro mediante la fórmula:
Q = 0,86*R/TF-TR,
Donde:
- R — la necesidad de calor del local;
- TF y TR indican la temperatura del fluido caloportador en la entrada y salida del sistema respectivamente. Se utilizan valores en grados Celsius.
En los países europeos, se utilizan principalmente dos valores para el parámetro R: 100 W/m2 para una casa con uno o dos apartamentos, y 70 W/m2 para edificios de varios apartamentos.
El método anterior es solo una de las muchas formas de calcular la potencia óptima de una bomba de circulación. Solo un especialista cualificado podrá realizar los cálculos más precisos.
Criterio #3 — número de velocidades y nivel de ruido de la bomba
La principal característica de los modelos modernos de bombas es la posibilidad de ajustarlas. Se puede regular la potencia cambiando la velocidad de funcionamiento del equipo.
Hoy en día, los modelos más comunes son los de tres velocidades. Esto permite calentar rápidamente las habitaciones en caso de una ola de frío, y reducir el rendimiento del dispositivo cuando hace más calor, ahorrando así electricidad.
Si se necesita comprar un equipo que produzca el mínimo ruido posible, la mejor opción será una bomba de tipo «húmedo».
En caso de instalar un equipo con rotor «seco», durante su funcionamiento se oirá un ruido extraño que surge por la rotación del ventilador que enfría el motor eléctrico. Por lo tanto, es mejor instalar este dispositivo en una habitación aparte, y para una vivienda elegir algo menos ruidoso.
No siempre el ruido extraño que aparece al encender indica una avería. Muy a menudo se debe al aire que ha quedado en el sistema de calefacción. Para solucionar este problema, se recomienda antes del encendido purgar el aire mediante válvulas especiales.
Criterio #4 — fabricante y precio del equipo
Una vez realizados todos los cálculos necesarios, se puede proceder a consultar el catálogo de bombas de circulación. Es mejor realizar el pedido en sitios web que cuenten con un sistema de filtrado de productos bien diseñado. Esto permitirá encontrar rápidamente modelos con las características óptimas.
En el mercado actual se ofrece una amplia selección de bombas para sistemas de calefacción. Cientos de fabricantes afirman que sus productos son fiables, de calidad y duraderos. Pero no siempre las características declaradas coinciden con las reales. Por lo tanto, es mejor pedir equipos fabricados por empresas que se han dado a conocer en todo el mundo.
En la lista de empresas conocidas y fiables que fabrican bombas para sistemas de calefacción se deben incluir las siguientes marcas:
- Halm;
- Wilo;
- Ebara;
- DAB;
- AlfaStar;
- Pedrolo;
- Grundfos.
El costo de los equipos para la circulación forzada del fluido caloportador depende completamente de la potencia, el tipo de bomba y la marca. Por lo general, el precio del equipo varía en un rango de 60 a 220 dólares. Recomendamos familiarizarse con las diez mejores bombas de calefacción según los usuarios.
En cuanto a los fabricantes nacionales, no fabrican equipos domésticos, sino que solo ofrecen modelos destinados a uso industrial.
Particularidades de la instalación de la bomba de circulación
Para garantizar un funcionamiento eficiente del sistema de calefacción del hogar, se debe elegir correctamente el lugar en el circuito de calefacción para instalar el equipo. Se recomienda encontrar la sección donde en el área de succión del portador de calor siempre haya una presión de agua excesiva. Se conocen varios métodos mediante los cuales se puede lograr artificialmente esta condición.
El primer método consiste en elevar el tanque de expansión 0,8 m con respecto al punto más alto de la tubería. Esto solo se puede implementar en una casa donde los techos lo permitan. Una buena solución sería instalar el tanque de expansión en el ático. Pero en ese caso, habrá que aislar el techo para evitar pérdidas de calor innecesarias.
El segundo método consiste en trasladar el tubo desde el tanque de expansión del tubo ascendente de suministro e insertarlo en el lugar donde se encuentra cerca la tubería de succión de la bomba. De esta manera, se pueden crear condiciones ideales para la circulación forzada de agua caliente en el sistema de calefacción del hogar.
Las recomendaciones detalladas para la instalación de la bomba, el esquema de conexión y las instrucciones de montaje paso a paso se presentan en el siguiente artículo.
Reglas y detalles de la operación del equipo
La bomba de circulación no se compra para un año ni siquiera para dos. Por lo tanto, cada propietario de una casa de campo debe asegurarse de que el equipo funcione correctamente durante muchos años. Se puede lograr la fiabilidad y el correcto funcionamiento del dispositivo solo con un mantenimiento adecuado y oportuno.
La lista de reglas básicas para el funcionamiento de la bomba de calefacción debe incluir los siguientes aspectos:
- está prohibido encender el aparato con caudal cero;
- asegurarse de que el equipo esté conectado a tierra;
- controlar que el motor eléctrico no se caliente por encima del límite permitido;
- verificar la conexión en la caja de terminales para detectar daños o su ausencia, y todos los cables deben estar completamente secos;
- asegurarse de que durante el arranque del dispositivo no se produzcan ruidos extraños ni vibraciones;
- el equipo debe funcionar con el nivel de caudal de refrigerante recomendado por el fabricante;
- está prohibido poner en marcha la bomba de circulación sin agua.
Si el equipo permanece inactivo durante un largo período, se recomienda encenderlo cada mes durante 10-30 minutos. Esta sencilla regla ayudará a evitar la oxidación y, como resultado, el bloqueo del eje.
Se debe prestar especial atención a la temperatura del fluido caloportador. No debe superar los 60-65 grados Celsius. Si se descuida esta regla, en las tuberías y dentro de la bomba se formará sedimento, lo que afectará negativamente al funcionamiento de todo el sistema de calefacción.
Averías frecuentes
El problema más común por el cual el equipo que asegura la circulación forzada del refrigerante falla es su inactividad prolongada.
La mayoría de las veces, el sistema de calefacción se usa activamente en invierno y se apaga en la temporada cálida. Pero como el agua no es pura, con el tiempo se forma sedimento en las tuberías. Debido a la acumulación de sales de dureza entre el impulsor y la bomba, el equipo deja de funcionar y puede averiarse.
El problema mencionado se resuelve con bastante facilidad. Para ello, intente encender el equipo por sí mismo, desenroscando la tuerca y girando manualmente el eje de la bomba. A menudo, esta acción es más que suficiente.
Si el dispositivo aún no arranca, la única solución será desmontar el rotor y luego limpiar a fondo la bomba del sedimento de sales acumulado.
Conclusiones y video útil sobre el tema
En el video se explica sobre el cálculo del rendimiento del equipo de circulación:
Una instalación correcta es la clave para un excelente funcionamiento de cualquier dispositivo. Los detalles del montaje de la bomba de calefacción en el video:
El sistema de calefacción, donde se utiliza una bomba para organizar el movimiento del refrigerante, tiene muchas ventajas. Pero para instalarlo correctamente, deberá dedicar un poco de tiempo a analizar los detalles y elegir el equipo. Solo así podrá hacer que su hogar sea verdaderamente cálido y acogedor.
¿Desea agregar una bomba al sistema de calefacción, pero duda de los cálculos? Haga sus preguntas en la sección de comentarios – nuestros expertos intentarán ayudarle.
¿O quizás desea complementar nuestro material con observaciones útiles? ¿O proponer otra opción de cálculo para la bomba de calefacción? Escriba sus comentarios y recomendaciones debajo de este artículo.
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Yo instalé una bomba de circulación estándar en el sistema de calefacción. La casa tiene un sótano, por lo que todo el sistema principal está allí. Instalé el dispositivo frente a la caldera a una distancia de 1 metro. No entra en contacto con agua caliente, por lo que no me preocupo por la vida útil de los sellos, el rotor y los cojinetes. El refrigerante enfriado es empujado por la bomba hacia la caldera, desde donde ingresa al sistema en estado preparado. Al conectar, solo tenga en cuenta que debe instalarlo correctamente para que el suministro de agua se realice en la dirección correcta (no en la inversa). Funciona en silencio, prácticamente no se oye.
En realidad, las fórmulas para calcular la potencia solo las utilizan los ingenieros energéticos, al diseñar grandes sistemas comunales o industriales. Para casas particulares, la selección se hace en base a la experiencia, ya que hay pocas opciones. La superficie de las casas particulares no varía mucho, normalmente – 300-500 metros cuadrados, dos pisos (con ático o sótano). Simplemente se toma una bomba adecuada al diámetro de las tuberías, y se ajusta la potencia necesaria con el regulador.