Cirkulationssystem i teori och praktik - Lowara

Cirkulationssystem
i teori och praktik
Så uppnås ett behagligt och
kostnadseffektivt inomhusklimat

2
Inledning
För en fastighetsägare är hyresgästernas komfort inte den enda angelägenheten.
Den långsiktiga ekonomin och miljöaspekterna är minst lika viktiga. Om du är
byggnadsentreprenör eller VVS-konsult kan du vara säker på att dina kunder litar
på att du har samma syn på ditt ansvar.
I den här handledningen vill vi besvara några grundläggande frågor om värmedistribution
och cirkulationssystem – från grundläggande pumpteori och energisparande
till rörsystemskonstruktioner och hur man väljer rätt pump för uppgiften.
Vår avsikt är att ge allmän information om konventionella värmesystem, men vi kommer
också att beröra ämnen som golvvärme, solpanelsystem och kylsystem.
Om ni vill ha närmare information är ni alltid välkomna att besöka www.itt.se
eller ta kontakt med närmaste ITT-representant.
INNEHÅLL
Skapa ett behagligt inomhusklimat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Grundläggande pumpteori. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Reglering av pumpfl ödet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Pumpekonomi och miljövård . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Rörsystemkontruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Golvvärmesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Solpanelsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Kylsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Varmvattensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Pumpar som används i värme/kylsystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Välja rätt pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Skapa ett behagligt inomhusklimat
Det fi nns fl era sätt att uppnå ett behagligt inomhusklimat.
I den här broschyren beskrivs slutna värme/kylsystem,
där önskad rumstemperatur uppnås genom
att varmt eller kallt vatten cirkulerar i rör runt om
i byggnaden.
Sådana system utgörs ofta av en varmvattenberedare
eller ett kylaggregat, rörledningar, kopplingar, en pump,
värme- och/eller köldavgivare (t.ex. radiatorer) och ett
styrsystem. Eftersom vatten utvidgar sig när temperaturen
stiger, måste systemet också innehålla en tillräckligt
stor expansionstank som kan rymma den varierande
vattenvolymen i systemet.
Systemets kapacitet måste vara tillräckligt stor för att
kompensera eventuella värme- eller köldförluster i byggnaden.
De förlusterna beror till största delen på inomhus-/
utomhustemperaturen, byggnadens isolering och den
yta/inomhusvolym som ska värmas/kylas.
Bestämning av erforderligt fl öde
Det fl öde som krävs i ett värme-/kylsystem beror på
– temperaturskillnaden mellan tryckröret och returröret,
– värmebehovet, som varierar under året och under
dygnet beroende av både inomhus- och utomhusförhållandena.
I klimatzoner med varierande temperaturer behöver
systemets fulla kapacitet bara tas i anspråk under en
mycket kort period varje år (se diagrammet över belastningsprofi
len). Det mest kostnadseffektiva sättet att
hantera sådana variationer är att kombinera termostatreglerade
värme-/köldavgivare och varvtalsstyrda pumpar.
Man kan använda en belastningsprofi l för att beräkna
energiförbrukningen i en värmepump och för att
genomföra en LCC-analys (analys av livscykelkostnader).
4
Durchfluss Värmebehov
100 %
75%
50 %
30 %
0 %
Värmevinster och värmeförluster
i en byggnad
Behovet av uppvärmning och kylning varierar,
och olika faktorer påverkar inomhusklimatet:
utomhustemperaturen, solskenet, antalet
människor i rummet, värmestrålande objekt
(lampor, tv m.m.).
19 22 6 3 2
Belastningsprofi l
Det mörka området visar det faktiska värmebehovet
under året. Pumpens belastningsprofi
l kan se annorlunda ut beroende på om
man använder shuntning eller inte. Genom
att använda varvtalsstyrda pumpar undviker
man onödig pumpning och spar energi.
Den här profi len bygger på ett genomsnittligt
värmesystem i Nordeuropa. God pumpkonomi
innebär att man så långt det går anpassar
pumpens drift till kraven.
Veckor

Bestämning av erforderlig tryckhöjd
(differenstryck)
När man dimensionerar ett värme- eller kylsystem, måste
man ta med både systemtryck och friktionsförluster i
beräkningen.
Systemtrycket är den del av trycket som inte åstadkoms av
pumpen. I stället åstadkoms det av vikten av vattenpelaren
i systemet och det ytterligare tryck som skapas av tryckkärlet
(expansionstanken). Om detta tryck är för lågt, kan
det ge upphov till ljud i rörsystemet och orsaka kavitation i
pumpen, särskilt vid höga temperaturer. Man måste också
kontrollera att pumpen tål det maximala systemtrycket.
Systemtrycket bestäms av
– byggnadens höjd
– vätskans temperatur
– det förinställda trycket i expansionstanken
– vätskans densitet
I ett cirkulationssystem behöver pumpen bara skapa tillräckligt
tryck för att kompensera friktionsförlusterna, eftersom
det inte fi nns någon statisk tryckhöjd som måste
övervinnas. (Statisk tryckhöjd = skillnaden i höjd mellan
den genomsnittliga vattennivån på pumpens sugsida och
systemets högsta punkt.) Allt vatten som förs upp kommer
ner igen. Detta tryck kallas differenstryck.
Friktionsförlusterna beror på systemets storlek och dess
komponenter. (Se diagrammen över systemkurvor på
nästa sida.)
Öppna och slutna cirkulations system
De fl esta värme och kylsystem är slutna cirkulationssystem,
vilket innebär att samma vatten cirkuleras i rörledningarna
gång på gång och att expansionstanken är trycksatt.
Ett gummimembran skiljer den komprimerade gasen från
vattnet i systemet.
Öppna system används mycket sällan, men de är att föredra
om värmekällan exempelvis är en värmepanna för fast
bränsle. I detta fall bestäms systemtrycket av vattenpelaren
i expansionstanken.
Statiskt
trycksystem
Expansionstank
(kapslad, tryckgas)
Matningsrör
Returrör
Slutna cirkulationssystem
Denna allmänna konstruktion används i de
fl esta moderna byggnader.
Expansionstank
(öppen, atmosfäriskt tryck)
Matningsrör
Returrör
Öppna cirkulationssystem
Den här konstruktionen används vanligen
tillsammans med värmepannor där fast
bränsle används, och liknande värmekällor.
5

Grundläggande pumpteori
Systemkurvan beskriver det motstånd som fi nns i
rörsystemet, d.v.s. alla förluster i rörledningarna.
Eftersom ett cirkulationssystem vanligen utgör en
sluten slinga, fi nns ingen statisk tryckhöjd som
måste kompenseras; bara friktionsförluster.
Friktionsförlusterna i ett rör ökar med kvadraten
på det pumpade mediets hastighet i röret. Därför
är det viktigt att välja rätt rördimension i förhållande
till fl ödet.
Pariserhjul
Principen för ett cirkulationssystem
kan illustreras med
ett pariserhjul. När hjulet
snurrar, balanseras de uppåtgående
korgarna av de
nedåtgående, och det enda
motorn behöver göra är att
övervinna friktionen.
6
H
Tryckhöjd
Den hydrauliska effekten beräknas
på följande sätt:
Phydr = Q H ρ g
där
Q = pumpens fl öde
H = pumpens tryck
ρ = densiteten
g = gravitationskonstanten
Effekterna förhåller sig till varandra
på följande sätt:
3000 rpm
1500 rpm
1000 rpm
P1 =
P1 P2 P2 = Phydr ηmotor ηhydr där
P1 = tillförd effekt
P2 = axeleffekt
Phydr = nyttig effekt (den effekt som
pumphjulet överför till vattnet)
ηmotor = motoreffekt
ηhydr = pumpeffekt
Flöde
Pumpkurvan
Pumpkurvan (QH-kurvan) visar pumpens
egenskaper och anger vilket fl öde den
ger vid ett visst tryck.
P 1 P 2 P hydr
Motorförluster
P 2
I ett cirkulationssystem balanseras vikten av
vätskan som är på väg uppåt av vätskan som
är på väg nedåt. När systemet är fyllt, är byggnadens
geodetiska tryck därför noll, oavsett hur hög
byggnaden är. Den nödvändiga pumpkapaciteten
bestäms i stället av den totala längden, diametern
och dragningen av ledningarna i pumpsystemet
samt ingående komponenter. Se bilden med
pariserhjulet nedan.
Pumpförluster
P hydr
Q
Verkningsgrad/effektbehov:
Ett annat sätt att sätt att relatera
effektbegreppen är att undersöka
effektförlusterna i motor
och pump.
H
Tryckhöjd
Pumpkurva
Systemkurva
Driftpunkt
Flöde
Driftpunkt
Den punkt där pumpkurvan och systemkurvan
skär varandra kallas driftpunkt.
Hur mycket effekt behövs?
Pumpens verkningsgrad anger pumpens
effektivitet, dvs. hur bra en pumpenhet
omvandlar den tillförda elektriska
effekten till nyttig effekt.
Q

Hur mycket energi går förlorad
i rörledningarna?
För att kunna beräkna systemkurvan måste man
först beräkna friktionsförlusterna (hf) i rörledningarna.
De uppstår i krökar och i ventiler (och kallas
punktförluster eller hfp), och i raka rörsektioner
(hfr). Punktförlusterna beror på antalet krökar och
i systemet ingående komponenter. Både friktionsförlusterna
i raka rörsektioner och punktförlusterna
beror på vätskehastigheten, rördiameter och
ytjämnhet.
H
Tryckhöjd
H
Tryckhöjd
Q1 Q2 =
n1 n2 n 2
n 1
H1 n 2
= ( )
H 2
n 2
n 1
P1 P2 n 3
1
n2 = ( )
n 2
Flöde
Flöde
Om pumpen bara körs på halvt varvtal:
Flödet minskar med 50 %
Trycket minskar med 75 %
Men effektförbrukningen minskar med 87,5 %
Affi nitetslagarna
Affi nitet betyder släktskap, och affi nitetslagarna
beskriver de förhållanden som alltid råder mellan varvtal,
fl öde och uppfordringshöjd. Denna tumregel ger snabbt
information om vad som händer i ett system där driftpunkten
förändras, exempelvis i varvtalsstyrda pumpsystem.
Q
Q
H
Tryckhöjd
Verkningsgrad och bästa
verkningsgradspunkt
Bästa verkningsgradspunkten (BEP, Best Effi ciency
Point) eller den nominella punkten är den punkt där
verkningsgraden är som högst. Verkningsgradskurvan
visar hur verkningsgraden varierar med fl ödet.
När man dimensionerar pumpen är det särskilt två
parametrar som är viktiga för att man ska få kostnadseffektiv
pumpning: energiåtgången och driftpunkten
(se föregående sida). Detta gäller särskilt
när pumpen ska dimensioneras för fl era olika driftpunkter,
exempelvis i ett värmesystem som inte ska
användas året om.
Verkningsgradskurva
η
Flöde
Bästa verkningsgradspunkt
Bästa verkningsgradspunkten (BEP) anges
ofta av en liten vinkel på QH-kurvan.
Q
Komponenter Tryckförlust
Värmepanna 1 – 5 kPa
Kompakt panna 5 – 15 kPa
Värmeväxlare 10 – 20 kPa
Värmemätare 15 – 20 kPa
Vattenvärmare 2 – 10 kPa
Värmepump 10 – 20 kPa
Radiator 0,5 kPa
Konvektor 2 – 20 kPa
Radiatorventil 10 kPa
Reglerventil 10 – 20 kPa
Klappventil 5 – 10 kPa
Filter (rent) 15 – 20 kPa
Exempel på ungefärliga punktförluster för värmesystemkomponenter.
Mer exakta data fi nns i leverantörens
specifi kationer.
7

H
Tryckhöjd
Reglering av pumpfl ödet
Kapaciteten i ett cirkulationssystem kan regleras på
fl era sätt. Man kan använda pumpar med varvtalsstyrning,
strypventiler, ett bypass-system eller minskad
diameter på pumphjulet.
Varvtalsstyrning
Variabelt varvtal kan åstadkommas manuellt med fasta
fl erhastighetspumpar eller automatiskt med elektroniskt
styrda pumpar. Förutom att den minskar energiförbrukningen
kommer en varvtalsstyrd pump alltid att
ge optimal tryckskillnad. Detta minimerar oljudet i rörsystemet
och ökar de boendes komfort.
I pumpar där varvtalet styrs manuellt måste fl ödet
regleras manuellt genom att man väljer ett av de fasta
inställda varvtalen. Flödet kommer aldrig att exakt
motsvara behovet.
I elektroniskt styrda pumpar ställs varvtalet automatiskt
in på det varvtal som krävs för att det erforderliga
fl ödet ska erhållas (variabel varvtalsstyrning). Det tryck
som pumpen ger övervakas kontinuerligt, och pumpens
varvtal justeras så att den ger erforderligt tryck.
När behovet ökar, kommer trycket att börja sjunka och
8
Konstant tryck
Pumpkurva
vid fullt varvtal
Flöde Q
H
Tryckhöjd
Linjärt varierbart tryck
Pumpkurva
vid fullt varvtal
Pumpkurvor vid olika typer av elektronisk varvtalsstyrning
pumpens varvtal ökas för att kompensera detta. När
behovet minskar, ökar trycket och pumpens varvtal
sänks för att trycket ska hållas på rätt nivå.
Det fi nns olika sätt att reglera pumparna:
Ett läge med konstant tryck ( Δ pc ) ger samma tryck
ända upp till det maximala varvtalet oavsett fl ödet.
Ett läge med linjärt variabelt tryck ( Δ pv ) ger det inställda
trycket vid maximalt varvtal. När varvtalet (och
fl ödet) minskar, sjunker även trycket. På så sätt simuleras
pumpsystemkurvan. När fl ödet är lågt, är även
tryckbehovet lägre. Oftast är trycket vid 0 fl öde halva
det inställda trycket och det går inte att ändra vilket
gör att vi lågt fl öde har pumpen låg verkningsgrad.
Kurvan för fullt variabelt tryck ( Δ pv ) är samma
som för det linjära läget förutom att trycket varierar
enligt en andragradskurva (i stället för linjärt), vilket
ytterligare sänker energiförbrukningen och ger bättre
anpassning till det faktiska behovet. Trycket vid 0 fl öde
går att ställa in så att man bättre kan följa pumpens
verkningsgrad och ha en relativt hög verkningsgrad i
hela fl ödesområdet.
Flöde Q
H
Tryckhöjd
Fullt varierbart tryck
Pumpkurva
vid fullt varvtal
Flöde Q

H
Tryckhöjd
H
Tryckhöjd
Andra sätt att reglera fl ödet
Här är några andra sätt att styra fl ödet i systemet
utan att reglera varvtalet. Det innebär lägre
initialkostnader, men när fl ödet sänks minskar
inte energiförbrukningen, och livscykelkostnaden
minskar inte i samma utsträcking som för en varvtalsstyrd
pump.
Strypning av fl ödet med en ventil ändrar förlusterna
i systemet och därmed fl ödet från pumpen.
Vid lågt fl öde åstadkommer pumpen en hel del
onödigt tryck, vilket leder till alltför hög energiförbrukning
(såsom fi guren nedan visar). Detta
gäller speciellt pumpar med branta pumpkurvor
(stor skillnad mellan högsta och lägsta tryck).
Stängande
ventil
Öppen
ventil
Driftpunkt
Flöde Q
Strypreglering
När ventilen stängs, fl yttas driftpunkten med
systemkurvan längs pumpkurvan.
Full storlek
Reducerad
Flöde Q
Minskad pumphjulsdiameter
Allt eftersom pumphjulsdiametern minskas
fl yttas kurvan och fl ödet minskas.
I ett bypass-system går pumpen alltid med
högsta varvtal. Flödet har en bypass-slinga, och
det styrs genom att en del av det leds från pumpens
trycksida tillbaka till sugsidan. I vissa kylsystem
krävs en bypass-slinga för att undvika
problem med kylaggregatet.
Med anpasad pumphjulsdiameter minskar både
tryck och fl öde i samma grad som den minskade
diametern. Affi nitetslagarna visar att energiförbrukningen
sjunker betydligt med en mindre
pumphjulsdiameter. Nackdelen jämfört med
hastighetsstyrning är att det inte går att justera
fl ödet i systemet – när väl diametern är bestämd,
kommer pumpen alltid att ge samma kapacitet.
Bypass-system
Flödet styrs genom en bypass-krets som
leder direkt till systemets sugsida.
9

Pumpekonomi och miljövård
Den totala kostnaden för pumpningen bestäms till stor
del vid allra första början, dvs. när cirkulationssystemet
konstrueras. Intelligent systemkonstruktion kan hjälpa
till att minimera det motstånd hos komponenterna och
den friktion i rören som pumpen måste klara av. Detta
minskar i sin tur den effekt som krävs för att cirkulera
vattnet. Detta är med bred marginal det bästa sättet
att optimera pumpekonomin. För att ge ett exempel:
friktionsförlusterna ökar med kvadraten på varvtalet.
Det innebär att ett rör med liten diameter kommer att
ha avsevärt högre friktionsförluster än ett med större
diameter.
De faktiska kostnaderna för
överdimensionerade pumpar
Många fastighetsägare och operatörer installerar överdimensionerade
pumpar ”för säkerhets skull”. Detta är
en extremt dyrbar strategi, eftersom sådana pumpar ger
mycket högre tryck och fl öde än vad som behövs utan
att ge någon extra värme till lokalerna. Diagrammet
nedan visar hur en 10 % fl ödesökning ökar värmeeffekten
med bara 2 %. En fördubbling av fl ödet ökar värmeeffekten
med bara 12 %. Det högre fl ödet ger också
mer oljud i rörledningarna. Lyckligtvis fi nns det mycket
effektivare lösningar, som nästa sida visar.
Lika viktigt är det faktum att den extra energin som
används för att styra inomhusklimatet har en avsevärd
påverkan på miljön. Så mycket som 30 % av all elektricitet
som förbrukas i EU-länderna används av elmotorer,
och miljontals sådana motorer används i cirkulationssystem.
Med tanke på de omedelbara och långsiktiga
hoten mot vårt klimat är den enorma potentialen i
effektiv systemkonstruktion och optimalt pumpval
särskilt viktig.
Det enda vettiga perspektivet:
Livscykelkostnader (LCC)
LCC är de totala kostnaderna för en pump under
dess livstid, inklusive kostnaderna för inköp, installation,
driftsättning, energiförbrukning, drift, stillestånd,
underhåll och avstängning. Det fi nns fl era sätt att
minimera LCC:
10
Wärme Värme
112 %
100 %
83 %
0 %
LCC
100 %
50 %
50 % 100 % 200 % Q Flöde Durchfluss
Radiatorkurva
Att öka värmeeffekten genom att öka
fl ödet är inte kostnadseffektivt.
Electrical
motors:
30 %
Energiförbrukningen i EU
Nästan 30 % av all elenergiförbrukning i
EU går till elmotorer. En stor del av dem är
installerade i cirkulationssystem.
Energi
Underhåll
Inköp
Manuellt styrd
pump med
fasta varvtal
Elektroniskt styrd
pump med varierbart
varvtal
Spara pengar med varvtalsstyrning
Om man köper en pump utan hastighetsreglering
blir initialkostnaderna lägre. Men när man
jämför livscykelkostnaderna, är fördelarna med
varvtalsstyrning uppenbara. 85 % av de totala
kostnaderna under en 10-årsperiod kan hänföras
till energiförbrukning (för en pump som
går med fullt varvtal hela tiden).

Minska energikostnaderna
Elen är den största kostnaden under i pumpens
livstid; därför kan den största vinsten erhållas genom
att man sänker energiförbrukningen.
1. Använd pumpar med varvtalsstyrning, eftersom
de använder upp till 70 % mindre energi än en
pump utan styrning som körs på fullt varvtal hela
tiden. Detta är det mest effektiva sättet att
minska de totala driftkostnaderna – återbetalningstiden
för en investering i varvtalsstyrning är
ofta mindre än två år.
2. Leta efter högeffektiva pumpar och motorer.
Som exempel kan nämnas att EFF1-motorer (som
levereras av ITT) är 3 – 5 % effektivare än EFF2motorer.
En annan viktig faktor är effektiv
hydraulik, som kan betyda ännu mer för verkningsgraden
än pumpmotorn. ITT:s egna experter
lägger ner stora ansträngningar på att att bibehålla
en ledande ställning på det här området,
både vad gäller produktutveckling och moderna
tillverkningsmetoder.
3. Stoppa pumpen när ingen uppvärmning eller
kylning behövs.
Minska kostnaderna för installation
och idrifttagning
När man använder pumpar med pumpstyrning
som reglerar varvtalet, t.ex. ITT:s Hydrovar, är kostnaderna
för installation och driftsättning lägre
än för ett system med fristående varvtalsstyrning
(VFD, Variable Frequency Drive). Skillnaden är att
den kompletta enheten redan innehåller VFD,
tryckgivare, styrprogram mm. När man använder
fristående varvtalsstyrning måste alla dessa komponenter
tillhandahållas separat, vilket kräver en mer
komplex och dyrbar installation och idrifttagning.
Minska underhållskostnaderna
Eftersom en varvtalsstyrd pump sällan går med
fullt varvtal blir det mindre mekanisk påfrestning
än vid drift med fullt varvtal. Detta ger längre
underhållsintervall, eftersom pump- och motorkomponenter
håller längre. Om man stänger av
pumpen när den inte behövs, sänks underhållskostnaderna
ytterligare.
Flygt Hydrovar
– nollpunkten nådd inom ett år
Hastighetsstyrenheten Flygt Hydrovar spar
pengar åt er och har mindre inverkan på
miljön tack vare minskad energiförbrukning.
Referensstandard
I den här boken fi nns ytterligare information
om LCC. Den är resultatet av
ett samarbete mellan den amerikanska
branschorganisationen Hydraulic Institute
och Europump; även anställda från
ITT har medverkat.
11

Rörsystemkonstruktion
Tidigt i konstruktionsprocessen måste man beakta
fastighetens olika klimatzoner, alternativa värme-
eller kylkällor, drift- och reglerstrategier. På basis
av den information som har inhämtats om byggnaden
måste man också beräkna värmeförluster
och bedöma behovet av varmvatten; därtill
kommer diverse ventilationsaspekter. Innan man
konstruerar rörsystemet måste man också se till
att man har valt de lämpligaste värme-/köldavgivarna
och anslutningarna för varje läge och
avgöra vilken distributionslayout som är bäst
med tanke på alla nödvändiga krav på balansering
och reglering.
Tvårörssystem
I ett tvårörssystem används matarledning till att
leverera det uppvärmda eller kylda vattnet till
värme-/köldavgivarna och returledningen till att
transportera det använda vattnet tillbaka till
värme- eller köldkällan.
En stor fördel med tvårörssystem är att man kan
variera och reglera vattenfl ödet för att spara
pumpeffekt. En annan är att alla radiatorer får
vatten med samma temperatur, eftersom försörjningsröret
matas direkt från pannan. (Vid matning
från den föregående radiatorn avges en viss
mängd värme, och vattnet kan kylas ner något.)
Avluftningsventiler bör kontrolleras ofta. Om de
fastnar i öppet läge, kan ånga att fl öda genom
radiatorn och genom returledningen, vilket förhindrar
effektiv värmeöverföring och kan störa
balansen i hela värmesystemet.
Flödet genom radiatorn regleras av en termostatventil
alltefter värmebehovet. När ventilen stängs
höjs trycket i systemet, vilket enkelt kan undvikas
genom att använda en varvtalsstyrd pump.
Lösningar i stora byggnader
I hybridsystem är principen att man har dels en
huvudkrets med låga förluster, dels separata uppvärmningskretsar,
var och en med sin egen pump.
Det gör det enklare att bygga ut befi ntliga system
utan att ändra tryckförhållandena, eftersom de
olika undersystemen är oberoende av varandra.
En annan fördel beror på det faktum att vissa värmepannor
är känsliga för låga temperaturer och
har en lägsta fl ödesgräns. För att i sådana system
12
Tvårörssystem
Med det grundläggande tvårörssystemet
kan man variera och styra vattenfl
ödet för att på så sätt spara
pumpens energiförbrukning. Det
distribuerar värmen jämnare än i ett
enrörsystem.
minimera den tid det tar för vattnet att nå önskad
temperatur låter man det cirkulera bara i huvudkretsen.
När den önskade temperaturen har uppnåtts,
öppnas radiatorkretsen. Trevägsventilen
styr fl ödet till radiatorkretsen (-kretsarna) eller till
pannan. Ett annat sätt att spara energi är att göra
om systemet till ett strypventilsystem genom att
använda en tvåvägsventil i radiatorkretsen plus
hastighetsstyrda pumpar.

Tvårörssystem med
tryckutjämnade kretsar
Den största fördelen med ett
system med tryckutjämnande kretsar
är att friktionsförlusterna är lika
i alla kretsar.
Tvårörs hybridsystem
Den stora fördelen med hybridsystemet är att den primära lågtrycksförlustslingan
gör det enkelt att utöka systemet. Trevägsventilen stängs
och skickar tillbaka vattnet upp genom systemet om det fortfarande
är tillräckligt varmt för att värma värmeavgivarna. Ventilen öppnas
när vattnet behöver värmas upp igen.
Konstant eller variabelt fl öde
Tvårörskategorin kan delas in i system med konstant eller variabelt fl öde,
och vardera systemet kan konstrueras för enkel eller multipel belastning.
Ett tvårörs fl erbelastningssystem med konstant fl öde ger bättre styrning av
temperaturen, och temperaturen till varje krets förblir densamma. Man kan
även spara energi genom att använda varvtalsstyrda pumpar med temperatur-
eller differenstryckgivare. De viktigaste fördelarna med ett variabelt fl öde är
att man kan använda en mindre pump och få bättre styrning av temperatur
och luftfuktighet. Varje krets matas också med samma temperatur.
13

Golvvärmesystem
I ett golvvärmesystem överförs värme från rören till golvstrukturen.
Ett sådant system kan vara självförsörjande eller
kombineras med konventionell radiatoruppvärmning.
Den främsta skillnaden mellan radiator- och golvvärmesystem
är temperaturen på det pumpade mediet. Radiatorsystem
kan konstrueras för drifttemperaturer upp till 80 ° C och en
temperaturdifferens på 20 – 40 ° K. I ett golvvärmesystem bör
arbetstemperaturen aldrig överstiga 40 ° C, och temperaturdifferensen
bör hållas vid 5 – 8 ° K. Golvvärmesystemet bör alltid
inkludera en blandningskrets för att man ska undvika för hög
arbetstemperatur. Då driftförhållandena är så olika för radiator
och golvvärmesystem kan det medföra problem att blanda
dem i samma rörsystem.
Ett golvvärmesystem kan konstrueras på många olika sätt.
Varje tillverkare har sina egna riktlinjer som måste följas, men
vissa principer är allmängiltiga, exempelvis:
– Varje rum bör ha sitt eget styrsystem.
– Alla kretsar bör vara balanserade så att de ger samma
tryckförluster, och pumpen bör vara specifi cerad och vald
på basis av den krets som har den största tryckförlusten.
– Ingen rörkrets bör vara längre än 120 m.
– Ett golvvärmesystem kräver en högre pumpkapacitet än
ett radiatorsystem för en lika stor byggnad. Orsaken är
relativt höga tryckförluster och låg temperaturdifferens i
golvvärmesystem.
Solpanelsystem
Liksom de system som beskrivs ovan är solpanelsystem vattenbaserade
och kräver en cirkulationspump. Solpanelsystem
drivs med högre och mer varierande temperaturer än normala
uppvärmningssystem. Eftersom solpaneler är placerade på taket,
använder man ofta något slags frostskyddsmedel i vattnet.
Det vanligaste frostskyddsmedlet är glykol. När man tillför
glykol ökas vattnets densitet och viskositet, vilket måste tas
med i beräkningen när man väljer pump.
Solpanelsystem används främst som komplement till vanliga
vattencirkulationssystem.
14
Ett golvvärmesystem
Varje rum kräver sitt eget reglersystem, och alla
rörkretsar måste balanseras så att de ger upphov
till samma tryckförluster.
Ett solpanelsystem
Solpanelen kompletterar den vanliga
värmekällan.
Regulator

Ett kylsystem
Kylsystemet fungerar på samma sätt som
ett hybridvärmesystem men cirkulerar kylmedium
i stället för värmemedium.
Ett varmvattensystem
Ett sekundärt retursystem ger högre
användar komfort genom att leverera
varmvatten omedelbart. Dessutom
förhindrar vatten i rörelse tillväxt av
organismer som legionella.
Kylsystem
Konstruktionen av ett kylsystem beror i hög grad på valet av
kylmedium. Olika kylmedier har olika densiteter och genererar
olika friktionsförluster i rörsystemet. Detta måste beaktas
när man väljer pump.
De vanligaste kylmedlen är vatten blandat med glykol eller
alkohol. Allteftersom kylmedlet blir kallare ger det högre
friktion i rören. Detta måste man ta med i beräkningen när
man dimensionerar pumpen. Information om vilka pumpdimensioner
som krävs för olika kylmedel kan man få tillsammans
med kylmedlet.
Ett kylsystem är vanligtvis ett hybridsystem. Kylsystem kräver
ofta ett visst lägsta fl öde, exempelvis 30 %, för att eliminera
risken för isbildning. När ventilerna stängs, minskar tryckdifferensen
över förångaren. En styrenhet känner av detta
och öppnar bypass-ventilen för att bibehålla ett lägsta fl öde
där kallvatten blandas med varmt returvatten.
Varmvattencirkulationssystem
(VVC)
Den mest uppenbara skillnaden i varmvattencirkulationssystem
jämfört med de fl esta värmesystem är att de är öppna
system. Ett varmvattencirkulationssystem med sekundärt
returrör säkerställer omedelbar leverans av varmt vatten till
alla tappställen i byggnaden, vilket sparar både vatten och
energi. Vidare förhindrar vatten i rörelse tillväxt av organismer
som t.ex. legionella. Normer fi nns för hur lång tid det får ta
för vattnet i ett tappställe att bli varmt.
Returkretsfl ödet är vanligen mycket lågt, vilket betyder att
det räcker med en liten pump. Om man väljer en onödigt stor
pump kommer mer energi att förbrukas och ge upphov till
oljud i systemet beroende på onödigt hög vattenhastighet.
Man bör alltid använda pumphus av brons eller rostfritt stål
för att förebygga korrosion. Färskvatten, som alltid fi nns i
varmvattenkretsar, innehåller syre.
15

Pumpar som används i värme-/kylsystem
I ett värme- eller kylsystem används en centrifugalpump för att fl ytta vätskan
från värme/kylkällan till avgivarna runt om i byggnaden, varvid fl ödesmotståndet
i rörledningssystemet måste övervinnas.
Pumpen består huvudsakligen av pumphus, pump hjul
och elmotor.
Pumpar med våt motor
– det billiga och enkla valet
I en pump med ”våt motor” eller ”spaltrörsmotor”
cirkuleras pumpmediet inne i spaltröret och kyler
därmed motorn samtidigt som lagren smörjs.
Pumpar med våt motor är enkla, tystgående, läckagefria
och har ett förhållandevis lågt inköpspris. Den
jämförelsevis korta livslängden och låga verkningsgraden
innebär dock att den slutliga kalkylen inte
nödvändigtvis är gynnsam. Dessutom är pumpar
med våt motor känsliga för föroreningar i pumpmediet
och klarar inte aggressiva medier.
Pumpar med våt motor måste alltid installeras med
motoraxeln horisontell. Detta beror på att motorn
smörjs av pumpmediet, och vertikal installation kan
leda till otillräcklig smörjning tack vare luftansamling
i lagerlägena. För att förhindra igensättning måste
en pump med våt motor motionsköras minst varannan
vecka. Allmänt har pumpar med våt motor lägre
initialkostnader men har lägre verkningsgrad än
pumpar med torr motor. EU har bestämt ett system
för energiklassifi cering för cirkulationspumpar med
våt motor upp till 2,5 kW. Klass A-alternativ fi nns
men är vanligen dyrare.
Torra motorer
– det kostnads effektiva valet
Motorn är luftkyld med antingen en förlängd axeltapp
där pumphjulet är direktmonterat, eller en IECmotor
med standardaxeltapp med koppling eller
axelförlängning. På axeln sitter en mekanisk plantätning
som förhindrar pumpmediet att läcka ut. Den
består av av två ringar och en fjäder som pressar
ihop dem. En tunn vattenfi lm smörjer och kyler
tätningen.
16
En pump med våt motor
En pump med torr motor
Stator
Spaltrör
Glidlager
Rotor
Pumphjul
Pumphus
Motor
Mekanisk plantätning
Pumphus
Pumphjul

Inköpspriset för dessa pumpar är högre, men kom
ihåg: inköpspriset är i de fl esta fall bara 5 % av hela
livscykelkostnaden. Torra motorer har högre verkningsgrad
och är mer tillförlitliga, och har längre
lagerlivslängd. Dessutom är den här konstruktionen
mindre känslig för föroreningar och aggressiva
medier, eftersom vätskan inte
tillåts komma in i motorn.
På det hela taget har torra motorer en mer robust
konstruktion och bättre ekonomi på lång sikt.
Tvillingpumpar
– inte bara av säkerhetsskäl
Pumpar med såväl våt som torr motor fi nns i både
enkel och tvillingversioner.
Historiskt sett har tvillingpumpar främst använts
för att ha en reservpump tillhands vid pumpfel.
Förutom den extra säkerheten används idag
tvillingpumpen oftast för att ge bättre pumpekonomi
och minsta möjliga miljöpåverkan, eftersom den
andra pumpen bara används vid toppbelastning.
De bästa pumparna i dag går sällan sönder, men
skulle det hända så fi nns reserven redan på plats.
Även om denna enda pump bara ger något mer
än hälften av det fl öde som krävs för att bibehålla
inomhusklimatet under de kallaste dagarna, räcker
värmeeffekten ändå för att täcka 83 % av värmebehovet
(se radiatorkurvan nedan). Pumpstyrningen
för en tvillingpump alternerar driften mellan pumparna
för att tillse att de får lika många drifttimmar.
Man kan också göra besparingar i rördragningen
jämfört med att använda två enkelpumpar. En
tvillingpump kräver bara en uppsättning rör, medan
det för två enkelpumpar krävs dubbla uppsättningar.
Dessutom har tvillingpumpen högre kapacitet
än enkelpumpen, och därför kan man enkelt öka
kapaciteten i systemet med bara mindre förändringar
av rörsystemet.
I kylsystem eller system med vätsketemperaturer
under 0 ° C är det inte lämpligt att använda tvillingpumpar.
Eftersom pumphuset är större, kan ökad
kondens leda till isbildning i pumphus, tätningsområden
m.m.
Wärme Värme
112 %
100 %
83 %
0 %
Jämförelse av verkningsgrad
(ungefärliga värden)
Pumpar med våt motor
Nominell effekt Typisk verk-
ningsgrad
Max verkningsgrad
(klass A)
< 100 W 15 % 25 %
100 – 500 W 30 % 40 %
500 – 2500 W 40 % 50 %
Pumpar med torr motor
Nominell effekt Typisk verk-
ningsgrad
Max verkningsgrad
< 1,5 kW 55 % 65 %
1,5 – 7,5 kW 65 % 75 %
> 7,5 kW 70 % 80 %
Tvillingpump Flygt LHT
50 % 100 %
Flöde Q
Radiatorkurva
Det är möjligt att nå 83 % av maximal värmeeffekt
när man bara använder den ena av pumparna.
17

Välja rätt pump
Välj pumpar på basis av erforderligt fl öde och rörmotstånd.
Man bör alltid välja en pump där driftpunkten ligger så nära
bästa verkningsgradspunkt som möjligt. Ofta fi nns fl era alternativ,
och en bra tumregel är att välja en pump på bästa verkningsgradspunkt
±10 %. När man använder en varvtalsstyrd
pump med konstanttrycksdrift, bör driftpunkten ligga på ett
fl öde 10 % över bästa verkningsgradspunkt. På så sätt säkrar
man ett tillräckligt brett fl ödesområde för pumpstyrningen.
Överdimensionera inte pumparna – värmeutbytet blir ändå
nästan detsamma, men pumparna förbrukar betydligt mer
energi. (Se radiatordiagrammet.)
I värmesystem blir följden av ett pumpfel ett mindre
behagligt inomhusklimat. För stora byggnader är det därför
lämpligt att man använder fl era pumpar i stället för en. På
så sätt får man reservkapacitet och en viss komfortnivå även
om en av pumparna slutar fungera. Antingen dimensioneras
pumparna så att en pump klarar hela behovet, och den andra
pumpen fungerar då som reserv. Eller också samverkar fl era
pumpar för att täcka det fulla behovet.
Pumpvalsprogram
Med ITTs pumpvalsprogram är det enkelt att hitta den mest
effektiva pumpen för jobbet. Med denna programvara kan
ni beräkna lämpliga pumpsystemspecifi kationer, hitta den
optimala pumplösningen och dessutom få den dokumentation
som behövs för att bygga in och underhålla pumparna.
Byta ut gamla pumpar
Lägre vattenhastighet eller högre pumpljud kan tyda på att
de befi ntliga pumparna behöver bytas ut. Fråga alltid om
byggnaden på något sätt har gjorts om eller renoverats sedan
den gamla pumpen installerades. Exempelvis kan nya fönster
med bättre isolering ha installerats. I så fall är värmebehovet
lägre, och en mindre pump med lägre energiförbrukning kan
användas. Även motortekniken har utvecklats, så att det
nödvändiga fl ödet kan åstadkommas med lägre energiförbrukning.
Omfattande utbytesguider fi nns i kataloger och på
webben.
Uppgradering av äldre system
Ibland kan det vara mer kostnadseffektivt att uppgradera
äldre pumpar än att bara byta ut dem. I så fall kan pumparna
enkelt uppgraderas med en elektronisk pumpstyrning.
Styrning av pumpens varvtal och minskning av onödig pumpning
sparar mycket pengar och minskar påverkan på miljön.
Flygt Hydrovar är en pumpstyrning som enkelt kan monteras
på på befi ntliga pumpar. Den passar perfekt på alla fl äktkylda
motorer, och återbetalningstiden är ofta mindre än två år.
18
H
Trykk
Virkningsgradkurve
η
BEP
±10%
Mengde
Bästa verkningsgradspunkt
Bästa verkningsgradspunkten (BEP) anges
ofta med en liten vinkel på QH-kurvan.
Pumpens driftpunkt bör ligga så nära BEP
som möjligt.
En uppgradering av ett äldre system
Flygt Hydrovar är ett enkelt och kostnadseffektivt
sätt att modernisera ett äldre system.
Q

Flygt-pumpar i cirkulationssystem
Systemtyp Systemkonstruktion FLA FPA FLC FLS FLB LH ECO FLE LHE
Värmesystem
Mindre system Enrörssystem ▲ ●
Tvårörssystem ● ▲
Golvvärmesystem ● ▲
Fastbränslepannor ● ▲ ●
Solpanelsystem ▲ ● ●
Geotermiska system ● ▲ ●
Större system Enrörssystem Primärpumpar ● ▲ ▲
Sekundärpumpar ▲ ▲ ● ●
Tvårörssystem Primärpumpar ● ▲ ▲
Sekundärpumpar ● ● ▲ ▲
Fastbränslepannor ● ● ▲
Ventilation ▲ ▲ ▲ ● ● ●
Shuntgrupper ● ▲ ▲
Återcirkulation av värme ▲ ▲ ▲ ● ● ▲
Varmvattensystem
Kylsystem
▲ = Lämpligast
● = Lämplig
Mindre system ▲ ▲
Större system ▲ ●
Primärpumpar ● ▲ ● ▲ ▲
Sekundärpumpar ● ● ▲
Kyltorn ▲ ●
Kylaggregat ▲ ●
Flygt-pumpar i bostadshus
För byggnader upp till en viss storlek rekommenderar vi följande pumpar:
Yta som
ska värmas
Radiatorsystem Golvvärmesystem
Standardpump Elektronisk pump Standardpump Elektronisk pump
80 – 150 m2 Flygt FLA xx-40 Flygt ECO xx-40 Flygt FLA xx-60 Flygt ECO xx-60
150 – 200 m2 Flygt FLA xx-40 Flygt ECO xx-40 Flygt FLA xx-70-Q –
200 – 250 m2 Flygt FLA xx-60 Flygt ECO xx-60 Flygt FLA xx-80 –
Större byggnader innehåller mer komplexa system, och noggrann analys krävs för att
bestämma den bästa pumplösningen.
19

Pumpar med mera för hela fastigheten
ITT tillhandahåller produkter för alla områden inom VVS; värme/kyla, vattenförsörjning,
avlopp och brandbekämpning. Vårt utbud av högkvalitativa produkter omfattar pumpar,
pumpstyrningar, kompletta paketlösningar, fi lter och desinfektionsutrustning. ITT deltar
i alla projektfaser, från planering till leverans – från installation till idrifttagning och service.
Vi är en tillförlitig och långsiktig partner. Vår sakkunskap och våra resurser för forskning
och utveckling, liksom våra vittgående utbildningsprogram, är till för dig.
På www.itt.se fi nns mer information.
ITT Water & Wastewater AB
www.itt.se
Malmö
Agnesfridsvägen 194
213 75 Malmö
Tel: 040 - 671 62 60
Fax: 040 - 21 17 18
Göteborg
Exportgatan 38C
422 46 Hisingsbacka
Tel: 031 - 52 04 50
Fax: 031 - 52 05 50
Örebro
Boställsvägen 4
702 27 Örebro
Tel: 019 - 27 38 50
Fax: 019 - 27 38 55
Stockholm
174 87 Sundbyberg
Besök: Gesällvägen 33
Tel: 08 - 475 67 00
Fax: 08 - 475 69 70
Sundsvall
Norra vägen 34
856 50 Sundsvall
Tel: 060 - 10 18 10
Fax: 060 - 10 24 91
Luleå
Storgatan 7
972 38 Luleå
Tel: 060 - 10 18 10
Fax: 060 - 10 24 91