Rozměry a typy šoupátek – co znamenají normy DN a PN u čerpadel

Produkty teprve připravujeme.

Můžete se ale podívat na ostatní kategorie.

Rozměry a typy flansců – co znamenají normy DN a PN u čerpadel

Když si zákazník poprvé objedná flansové oběhové čerpadlo a dostane dodací list s označením jako DN 50 PN 6 nebo DN 80 PN 16, většina lidí se jednoduše podívá na průměr potrubí a doufá, že to sedí. V praxi to většinou skončí buď prodlouženou montáží, nebo – v horším případě – vrácením zboží, protože flansce fyzicky nesedí na opačné flansce existujícího systému. Tento článek proto rozoberá normy DN a PN do hloubky – nejen co tyto zkratky znamenají, ale i proč jsou pro flansové oběhové čerpadla klíčové a jak s nimi správně pracovat při výběru, projektování a montáži.

Co je to flansc a proč existuje

Flansc (anglicky flange, německy Flansch) je roztažená deska nebo okraj na konci potrubí, armatury nebo čerpadla, která umožňuje pevné, těsné a demontovatelné spojení dvou komponentů. Na rozdíl od závitových spojů (kde se komponenty zasroubují do sebe) se flansové spojení realizuje tak, že se dvě protější flansce přiloží k sobě, mezi ně se vloží těsnění a celkem se zavře šroubky.

Důvod, proč flansové spojení u oběhových čerpadel pro vytápění a vodu dominuje ve vyšších výkonových třídách, je prostý: demontovatelnost. Čerpadlo lze vyjmout ze systému bez toho, aby bylo nutné řezat potrubí. Při servisních zásazích, výměně ložisek nebo celkové výměně agregátu je to zásadní výhoda. Proto jsou všechna větší oběhová čerpadla pro průmyslové budovy, kotelny a větší vytápěcí sítě standardně vybavena flansovými hrdly.

Rez flansovým spojením: dvě flansce zavřené šroubky s těsněním mezi nimi.

Norma DN – jmenovitý průměr (Diamètre Nominal)

Zkratka DN pochází z francouzského Diamètre Nominal, v češtině hovoříme o jmenovitém průměru nebo jmenovité svělosti. Jedná se o bezrozměrné číslo, které udává přibližný vnitřní průměr potrubí nebo hrdla armatury v milimetrech. Slovo „přibližný" je zde klíčové – DN není přesný vnitřní průměr, ale normalizovaná třída, která zaručuje kompatibilitu flansců v dané třídě bez ohledu na výrobce.

Norma EN ISO 6708 definuje řadu jmenovitých průměrů, se kterými se v praxi vytápěcích systémů nejčastěji setkáváme:

DN 25 – odpovídá přibližně 1" potrubí, běžné u menších systémů
DN 32 – odpovídá 5/4" potrubí
DN 40 – odpovídá 6/4" potrubí (1½")
DN 50 – odpovídá 2" potrubí, velmi časté u středně velkých kotelni
DN 65 – rozmezí mezi standardními palcovými rozměry, běžné u evropských systémů
DN 80 – odpovídá 3" potrubí, typické pro velké kotelny a průmyslové budovy
DN 100 – odpovídá 4" potrubí, soustava pro centrální tepelné zdroje
DN 125 – vyšší výkon, rozvodní sítě
DN 150 a vyšší – průmyslové aplikace, teplárny, nemocnice, velké obchodní centra

Je důležité pochopit, že při stejném DN může být skutečný vnější průměr flansce různý v závislosti na třídě PN. Flansce DN 50 PN 6 a DN 50 PN 16 mají stejnou svělost v hrdle, ale flansce se liší tloušťkou, průměrem rozstupové kružnice (PCD – Pitch Circle Diameter) a počtem otvorů pro šroubky. Tato skutečnost je jednou z nejčastějších příčin omylů na stavech.

Norma PN – jmenovitý tlak (Pression Nominale)

Zkratka PN pochází z francouzského Pression Nominale, což znamená jmenovitý tlak. Udává maximální přípustný přetlak (v barech) při referenční teplotě média 20 °C. Norma EN 1092-1 definuje následující standardní třídy:

PN 6 – maximální přetlak 6 bar při 20 °C; typické pro nízkotlaké rozvody pitné vody, podlahové vytápění
PN 10 – 10 bar při 20 °C; běžné vytápěcí systémy rodinných domů a bytových komplexů
PN 16 – 16 bar při 20 °C; nejrozšířenější třída v kotelniách, komerčních budovách a průmyslových vytápěcích soustavách
PN 25 – 25 bar; vysokotlaké průmyslové aplikace, parní systémy
PN 40 – 40 bar; speciální průmyslové a energetické aplikace

Při výběru flansového oběhového čerpadla z kategorie oběhová čerpadla flansová je nutné vždy ověřit, zda třída PN čerpadla odpovídá tlakové třídě ostatních armatur a potrubí v systému. Pokud například projektant navrhl rozvod s flansci PN 16 a čerpadlo je dodáno s PN 6, flansce fyzicky nesedí – rozstupová kružnice šroubovacích otvorů má jiný průměr.

Príruby DN 50 PN 6 a PN 16 mají stejnou světlou výšku, ale různý vnější průměr a roztečovou kružnici – nejsou vzájemně zaměnitelné.

Rozměrové tabulky prírub podle EN 1092-1

Konkrétní rozměrové hodnoty jsou normalizované a závazné. Pro praxi vytápěcích kotelní jsou nejrelevantnější tyto hodnoty (všechny rozměry v mm, šrouby v metrických závitech):

DN	PN	Vnější průměr príruby D (mm)	Roztečová kružnice PCD (mm)	Počet otvorů	Průměr otvoru (mm)	Šrouby
DN 40	PN 6/10	150	110	4	18	M16
DN 40	PN 16	150	110	4	18	M16
DN 50	PN 6/10	165	125	4	18	M16
DN 50	PN 16	165	125	4	18	M16
DN 65	PN 6/10	185	145	4	18	M16
DN 65	PN 16	185	145	8	18	M16
DN 80	PN 6/10	200	160	8	18	M16
DN 80	PN 16	200	160	8	18	M16
DN 100	PN 6/10	220	180	8	18	M16
DN 100	PN 16	235	190	8	22	M20
DN 125	PN 16	270	220	8	26	M24
DN 150	PN 16	300	250	8	26	M24

Poznámka: Rozměry jsou orientační podle EN 1092-1 typ 01 a 02. Vždy ověřte rozměrovou dokumentaci konkrétního výrobce čerpadla, protože někteří výrobci (hlavně u PN 6 a PN 10) uvádějí shodné rozměry prírub pro oba tlakové stupně, zatímco jiní je odlišují.

Typy prírub podle EN 1092-1 – ne všechny príruby jsou stejné

Norma EN 1092-1 rozlišuje více typů prírub podle jejich konstrukčního řešení a způsobu připojení na potrubí nebo tělo čerpadla. Pro vytápěcí techniku jsou relevantní hlavně:

Typ 01 – plochá príruoba (Flat face): Těsnění se kladě na celý čelní povrch príruby. Používá se při nízkých tlacích (PN 6, PN 10) a při spojení s liatinovou protější prírubou. Na odlitky je typická.
Typ 02 – príruoba s výstupkem (Raised face, RF): Střed príruby je mírně vyvýšený (zvednutý o 2 mm u PN 6–16, o 7 mm u PN 25 a vyšších). Těsnění leží pouze na tomto vyvýšeném prstenci. Jedná se o nejrozšířenější typ v evropské praxi pro PN 16 a vyšší.
Typ 05 – kruhová drážka (Ring-type joint, RTJ): Speciální aplikace pro vysoké tlaky a teploty, ve standardním vytápění ji v praxi nesetkáváme.
Volná príruoba s kruhem (Loose flange): Príruoba není svářená ani šroubovaná na potrubí, ale drží na objímce. Umožňuje rotaci – při montáži tedy vždy zarovná otvory. Výhodná při stísněných montážních podmínkách.

Pro rubanová oběhová čerpadla platí, že tělo čerpadla má odliaté nebo obrábené rubany přímo jako součást skříně. Typ rubany (tvar čelní plochy) je definován výrobcem a musí odpovídajíc s typem protirubany v potrubí. Kombinace RF + FF (výstup s plochou) je teoreticky možná s vhodným těsněním, ale v praxi se při vytápění doporučuje zachovat stejný typ.

Jak správně identifikovat existující rubanu na místě montáže

Toto je praktická situace, se kterou se montér setkává při výměně čerpadla v existující kotelni. Postup je následující:

1. Změřte vnější průměr rubany – posuvným měřidlem nebo páskem změřte vnější okraj rubany. Pomocí tabulky EN 1092-1 určíte pravděpodobné DN.

2. Změřte rozstupovou kružnici (PCD) – vzdálenost od středu jedné šroubovky na střed protilehlé šroubovky u 4-otvorových ruban, nebo úhel u 8-otvorových. U 4 otvorů: PCD = vzdálenost mezi středy protilehlých otvorů. U 8 otvorů: PCD = vzdálenost mezi středy šroubovacích otvorů × 1/sin(22,5°).

3. Spočítejte počet šroubovacích otvorů – čtyři otvory typicky odpovídají menším DN do DN 80, osm otvorů je běžné od DN 65 PN 16 a vyšších DN.

4. Ověřte vnitřní průměr hrdla – přímo změřte otvor ve středu rubany a porovnejte s tabulkovými hodnotami DN.

5. Ověřte PN – pokud neexistuje žádná dokumentace ani štítek, PN lze odvodit z kombinace vnějšího průměru, PCD a průměru otvorů. Pokud PCD a vnější průměr odpovídají tabulce pro PN 10, ale systém byl původně navržen pro kotel s maximálním pracovním tlakem 3 bar, pravděpodobně jde o PN 10, což je bezpečná volba pro běžné vytápění.

Tři klíčové rozměry rubany: vnější průměr D, rozstupová kružnice PCD a vnitřní světlost d.

Proč je třída PN důležitá nejen pro tlak, ale i pro teplotu

Zde přichází mnoho instalatérů a projektantů do omylu. Menovitý tlak PN je definován při teplotě média 20 °C. Při vyšších teplotách – což je v kotelni běžná situace – se maximální přípustný pracovní tlak snižuje.

Příklad: Černá rubana PN 16 může při teplotě média 120 °C pracovat bezpečně jen do tlaku okolo 10 bar, při 150 °C jen do 6–7 bar. Tento faktor je obsažen v tlakově-teplotních diagramech, které výrobci čerpadel a armatur přikládají ke technické dokumentaci.

Pro běžné nízko-teplotní vytápění (teplonosné médium do 90 °C) je třída PN 10 standardně dostačující z hlediska teploty, ale většina kotelní dnes navrhuje na PN 16, protože:

Rezerva tlaku při možných přechodových stavech (spouštění, selhání expanzní nádoby)
Kompatibilita s nejčastějšími armaturami a uzavíracími ventily na trhu
Možnost připojení kotlů s vyšším maximálním přetlakem (10–12 bar)
Cenový rozdíl mezi PN 10 a PN 16 je při běžných velikostech minimální

Praktické příklady zakázek – jak to vypadá v terénu

Příklad 1 – Bytový dům, výměna existujícího čerpadla: Správce bytového domu zjistil, že čerpadlo v kotelni je po 20 letech na konci životnosti. Na místě jsou rubany bez jakéhokoli štítku. Montér změřil vnější průměr 185 mm, rozstupovou kružnici 145 mm, 4 šroubovací otvory průměru 18 mm a vnitřní otvor (světlost) zhruba 63 mm. Tabulka říká: DN 65, PN 6/10. Systém je starý, nízko-teplotní, tlak jistě nepřekračuje 4 bar. Nové čerpadlo bylo objednáno jako DN 65 PN 10 – sadlo přesně bez jakékoliv úpravy potrubí.

Příklad 2 – Průmyslová hala, nová instalace: Projektant navrhl rozdělovací systém pro výrobní halu s kotlem na 12 bar maximálního pracovního tlaku. Všechny armatury v projektu jsou PN 16. Čerpadlo bylo objednáno DN 80 PN 6, což je absolutní chyba – nejen tlakově nedostatečné, ale rubany by při montáži nesadly (rozdíl v PCD může být až 15 mm). Zakázka byla pozastavena, čerpadlo vyměněno za správné DN 80 PN 16. Toto je klasický případ, kde ušetření na nižší tlakové třídě způsobilo zdržení a navíc náklady na dopravu tam a zpět.

Příklad 3 – Rekonstrukce kotelny ve škole: Při rekonstrukci se měnilo čerpadlo DN 50. Existující rubany byly černé, typ 01 (plochá plocha). Nové čerpadlo přišlo s rubanami typu 02 (raised face – výstup). Bylo nutné použít speciální celoplošné těsnění místo standardního prstencového, aby se výstup nemusel brusit. Alternativní řešení – získání přechodových těsnění – bylo levnější a rychlejší.

Příklad 4 – Hotel, výměna čerpadla během sezóny: Manažer hotelu chtěl vyměnit čerpadlo co nejrychleji. Čerpadlo bylo ve systému bez uzavíracích rubanových ventilů přímo u čerpadla (byla jen vzdálená uzávěra). Demontáž rubanového čerpadla bez krátkých uzavíracích kohoutů nebo rubanových uzávěrek hned za rubanami čerpadla si vyžádala vypuštění celého systému. Závěr: při každém rubanovém čerpadle je profesionálním standardem nainstalovat uzavírací ventily DN stejné jako čerpadlo přímo před a za čerpadlem – právě kvůli jednoduché budoucí výměně.

Kompatibilita s americkými normami ANSI/ASME B16.5

V českém a slovenském prostředí je to spíše okrajová téma, ale při dovážení technologií ze zámořských trhů nebo při speciálních průmyslových projektech se stává relevantní. Americká norma ANSI/ASME B16.5 používá místo DN/PN systém palcových nominálních průměrů (NPS – Nominal Pipe Size) a tlakové třídy označené jako Class 150, Class 300, Class 600 atd.

Přímý převod neexistuje – Class 150 není totožný s PN 16, i když jsou si blízké. Rozměrové rozstupy šroubovacích otvorů jsou odlišné a rubany nejsou přímo kompatibilní. Při jakékoliv pochybnosti o původu existujících ruban je nutné ověřit, zda jde o EN nebo ANSI normu, jinak hrozí netěsné nebo dokonce mechanicky nespojené spojení.

Těsnění flanžových spojů – materiál a výběr

Flanž bez správného těsnění nic neznamená. Pro topné systémy s čistou vodou jsou nejčastější těsnění:

Nitridový kaučuk (NBR) – odolný do 100–120 °C, vhodný pro teplou vodu, nemá rád minerální oleje ani glykol (pro glyklové směsi v solárních nebo chladících systéme není vhodný)
EPDM (etylén-propylén-diénový kaučuk) – odolný do 150 °C, výborný pro horkou vodu a páru, kompatibilní s glyklovými směsmi, ale nevhodný pro uhlíkaté sloučeniny
Grafitová těsnění – pro vyšší teploty (pára, horká voda nad 150 °C), chemicky inertní, výborná kompresibilita
PTFE (teflon) – chemicky velmi odolný, pro agresivní média, cena je vyšší

Hrúbka těsnění u běžných flanžů PN 6–16 je standardně 2–3 mm. U raised face (typ 02) flanžů se těsnění kladou jen na vyvýšený prstenec, ne na celou plochu. Důležité je správné nastavení momentu utažení šroubů – předimenzované utažení může těsnění roztlačit, nedostatečné utažení způsobuje netěsnost. Šrouby se utahují do kříže, ne do kruhu, v několika stupních momentového klíče.

Správní pořadí utažení šroubů flanže zabraňuje nerovnoměrnému stlačení těsnění a netěsnostem.

Vztah DN/PN k výkonu a průtoku čerpadla

Výběr DN přímo ovlivňuje rychlost proudění média přes hrdlo čerpadla a tedy i hydraulické ztráty a hluk. Pro oběhová čerpadla v topení platí doporučení, aby rychlost proudění v hrdle nepřekročila 1,5–2,0 m/s při plném výkonu. Při vyšších rychlostech roste hluk a riziko kavitace.

Jednoduchý výpočet: Q (m³/h) = v (m/s) × A (m²) × 3600, kde A je plocha průřezu hrdla. Pro DN 50 (vnitřní průměr cca 54 mm, plocha ≈ 22,9 cm²) při v = 1,5 m/s dostaneme průtok Q ≈ 1,5 × 0,00229 × 3600 = cca 12,4 m³/h. Pro DN 65 (vnitřní průměr cca 70 mm, plocha ≈ 38,5 cm²) je to při stejné rychlosti Q ≈ 20,8 m³/h.

Toto je důvod, proč se velká flanžová čerpadla s vysokým průtokem nainstalují s příliš malým DN hrdlem – rychlost by vzrostla, hydraulické ztráty by byly nepřijatelně vysoké a kavitace by čerpadlo rychle zničila. Více o vztahu průtoku a výtlaku najdete v článku Aký průtok a výtlak potřebuji pro moje flanžové čerpadlo.

Flanžová čerpadla a mezipříruby (Montagestücke)

V praxi se při výměně čerpadel velmi často stává, že nové čerpadlo má stejné DN a PN, ale jiné stavební délky (Baulänge – celková délka čerpadla mezi dosedacími plochami flanžů). Například původní čerpadlo mělo stavební délku 450 mm a nové 420 mm. V takovém případě je řešením:

Mezipříruba (vložka) – ocelový nebo litinový válec správného DN/PN, který prodlouží sestavu na požadovanou vzdálenost
Posun potrubí – pokud je možné posunout jedno hrdlo (flexibilní uložení potrubí)
Vlnové kompenzátory (expanzní přípojky) – gumové nebo kovové kompenzátory, které absorbují i rozdíl stavební délky

Proto při objednávání náhradního čerpadla vždy změřte nejen DN a PN, ale i stavební délku L (rozměr mezi dosedacími plochami flanžů). Větší výrobci uvádějí stavební délky podle normy EN 1151 nebo EN ISO 2858 a je možné najít kompatibilní náhrady různých značek při stejném DN/PN/L.

Normy relevantní pro flanžová oběhová čerpadla – přehled

Pro úplnost uvádíme přehled norem, se kterými se při flanžových oběhových čerpadlech setkáváme:

EN ISO 6708 – definice jmenovitého průměru DN
EN 1092-1 – flanže a flanžové spoje, ocelové flanže (typ 01 až 15)
EN 1092-2 – litinové flanže
EN 1092-3 – flanže z měděných slitin
EN 13480 – průmyslové potrubní systémy
EN ISO 2858 – rozměrové požadavky na jednostupňová odstředivá čerpadla (platí pro některé typy flanžových čerpadel)
EN 1151-1 – oběhová čerpadla pro pitnou vodu a topení, stavební délky
DIN 24255 – starší německá norma stavebních délek (stále relevantní při starších instalacích)

Více o procesech výběru správného čerpadla pro konkrétní systém najdete v článku Jak vybrat flanžové oběhové čerpadlo pro topný systém, kde jsou kritéria výběru probrána komplexně včetně hydraulických parametrů.

Nejčastější chyby při výběru DN a PN

Z praxe víme, že většina problémů při montáži flanžových čerpadel vychází z několika opakujících se chyb:

Záměna PN 6 a PN 16 – při stejném DN mohou mít v některých velikostech flanže totožné rozměry (např. DN 50 PN 6 = DN 50 PN 10 = DN 50 PN 16 má stejný vnější průměr 165 mm a stejný PCD 125 mm), což vede k falešnému pocitu bezpečnosti. V jiných velikostech (např. DN 100) se rozměry liší.
Ignorování stavební délky – čerpadlo sedí tlakově i průměrem, ale „zkrátí" systém o 3 cm, což způsobí napětí v potrubí nebo nutnost prodloužit potrubí.
Špatný typ těsnění – nafasování NBR těsnění do systému s glykolem (solární systém, antifreeze topení) způsobuje rychlou degradaci a netěsnost.
Vynechání momentového klíče – šrouby přitahované „na cit" vedou k nerovnoměrnému těsnění a okamžité nebo pozdější netěsnosti.
Záměna americké a evropské normy – při importovaných čerpadlech z asijských trhů, které jsou někdy certifikovány podle ANSI, ne podle EN.

Podrobnější popis typických montážních chyb a jejich řešení najdete v článku Montáž flanžového oběhového čerpadla – postup a časté chyby.

Jak číst typovou štítek u přírubového čerpadla

Na každém přírubovém otopném čerpadle je typový štítek, kde jsou uvedeny nejen výkon a průtok, ale také parametry příruby. Typický zápis vypadá například takto:

DN 65 / PN 16 / Baulänge 340 mm / T_max 130 °C / p_max 10 bar

Tento zápis znamená: hrdlo o průměru DN 65, třída příruby PN 16, stavební délka (face-to-face) 340 mm, maximální teplota média 130 °C, maximální pracovní tlak 10 bar (což je méně než PN 16 = 16 bar, protože při vyšší teplotě je tlakový limit čerpadla nižší než nominální třída příruby – omezující faktor je tělo čerpadla, ne příruba).

Všimněte si, že maximální pracovní tlak čerpadla nemusí být totožný s hodnotou PN příruby. PN příruby je horní hranice pro samotnou přírubu při 20 °C; čerpadlo může mít nižší limit kvůli konstrukci oběžného kola, těsnění ložisek nebo tělu čerpadla. Vždy rozhoduje nižší z obou hodnot.

Přehled – co si pamatovat o normách DN a PN

Na závěr odborné části shrňme to podstatné v několika bodech, které jsou hned použitelné v praxi:

DN = jmenovitý průměr (přibližná světlá výška), ne přesný vnitřní průměr. Zaručuje kompatibilitu rozměrů přírub od různých výrobců.
PN = jmenovitý tlak při 20 °C. Při vyšších teplotách se maximální pracovní tlak snižuje podle tlakově-teplotních tabulek.
Příruby stejného DN, ale různých PN, nemusí být vždy rozměrově odlišné – záleží na konkrétním DN a příslušné normě.
Při výměně čerpadla vždy změřte DN, PN a stavební délku L.
Typ příruby (RF, FF) musí být kompatibilní s protější přírubou nebo musíte použít správný typ těsnění.
Pro běžné vytápění v kotelni je PN 16 bezpečný a univerzální standard.
Rychlost proudění v hrdle nesmí překročit 1,5–2 m/s – při výběru DN to ověřte výpočtem.

Nejčastější otázky (FAQ)

Mohu připojit čerpadlo DN 50 PN 16 k existujícímu potrubí s přírubami DN 50 PN 6?

V mnoha případech ano – pro velikost DN 50 jsou rozměry přírub PN 6 a PN 16 podle EN 1092-1 totožné (vnější průměr 165 mm, PCD 125 mm, 4 otvory M16). Příruby fyzicky sedí. Avšak systém musí být provozován pouze do maximálního tlaku, který je bezpečný pro slabší člen – tedy pro přírubu PN 6 (6 bar při 20 °C, méně při vyšších teplotách). Pokud systém pracuje do 3–4 bar, je to bezpečné. Vždy ověřte rozměrové tabulky pro konkrétní velikost DN, protože u DN 100 a vyšších se rozměry PN 6/10 a PN 16 liší.

Co znamená, když katalog čerpadla uvádí DN 50/32?

Toto označení znamená, že sací (vstupní) průměr čerpadla je DN 50 a výtlačný (výstupní) průměr je DN 32. Je to běžné u některých typů čerpadel s radiální nebo axiální konstrukcí oběžného kola, kde se vstupní kanál úmyslně rozšiřuje pro snížení rychlosti a minimalizaci rizika kavitace na sací straně. Při objednávce protipřírub, uzavíracích armatur a těsnění je nutné objednat dva různé rozměry.

Existuje maximální teplota, do které mohu provozovat přírubové čerpadlo s

Máte dotaz k této tématu?

Nevíte si rady nebo řešíte konkrétní situaci ve svém domácnosti? Napište nám – rádi poradíme.