Как рассчитать какой нужен насос на отопление?

Содержание

Расчет насоса для системы отопления: подбираем оптимальный насос по ключевым параметрам

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

  1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
  2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

  • общую потребность здания в тепловой энергии;
  • суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

  • частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м 2 ;
  • многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м 2 площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м 2 .

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

  • отопительный котел – 1000–2000 Па;
  • сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
  • термоклапан – 5000–10000 Па;
  • прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Читайте также:  Термоэлектрическая печь на основе элементов пельтье

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления

1. Отправной точкой при выборе циркуляционного насоса для системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года.

Согласно европейским стандартам на отопление 1 кв.м в доме с 1–2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, проектировщик берет в расчет более высокое удельное потребление тепла.

Для жилых домов с улучшенной теплоизоляцией и производственных помещений требуется 30–50 Вт/кв.м.

СНиП 2.04.07-86* “Тепловые сети” рекомендует рассчитывать максимальный тепловой поток на отопление 1 кв.м общей площади жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым типовым проектам, по следующим укрупненным показателям:

    – для 1–2-этажных зданий – 173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха –25 град C и 177 Вт/кв.м при –30 град C;

– для 3–4-этажных зданий – соответственно 97 и 101 Вт/кв.м.

По СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и кондиционирование” расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет –26 град C, в Хабаровске этот показатель равен -31 град. С.

2. Определив потребление тепла (G, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:

    DT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C);

1,16 – удельная теплоемкость воды (Вт*ч/кг*град C). Если используется другой теплоноситель, в формулу необходимо внести соответствующие коррективы.

Такую методику расчета предлагают заграничные проектировщики. В обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91* приведена следующая формула:

    c – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C.

Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.метров.

3. Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети. Для правильного выбора нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы (до самого дальнего радиатора).

При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов). Обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование.

Здесь можно использовать формулу:

    R – сопротивление в прямой трубе (Па/м);
    l – длина трубопровода (м);
    *Z – сопротивление фитингов и т. д. (Па);
    p – плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
    g – ускорение свободного падения (м/кв.с).

В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.

Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%.

На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.

Cпециалисты из фирмы Wilo Э. Бушер и К. Вальтер рекомендуют следующую формулу примерного расчета напора (в метрах):

В заключение

Определив так называемую рабочую точку “циркуляционника” (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис. 1).

Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика.

Пример в качестве проверки

Правильность расчетов по представленной методике можно проверить, сравнив их результаты с итогами точных вычислений в реальном проекте, выполненном в соответствии со СНиП.

По заданию требовалось расcчитать циркуляционный насос для двухтрубной системы отопления с поэтажной разводкой трубопроводов от коллектора.

Предварительно было определено, что потребность здания в тепле составляет 45,6 кВт, необходимый для отопления расход теплоносителя 2,02 куб.м/ч. Схема трубопроводов до самого отдаленного радиатора включает четыре участка и теплорегулирующий вентиль.

Суммарные потери давления в них равняются:

Согласно СНиП 2.04.05-91*, на неучтенные потери давления к этой величине следует добавить 10%:

Таким образом, “циркуляционник” для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м.

При расчетах по методике, изложенной в статье, получаем:

что не слишком отличается от величины, полученной ранее.

Расчёт и Подбор Циркуляционного насоса

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список циркуляционных насосов соответствующих заданным исходным данным.

Расчёт и Подбор

Устройство и конструкция

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Подбор циркуляционных насосов

Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.

Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.

Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.

Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.

Расчёт циркуляционного насоса

Расход воды циркулирующей в системе отопления пропорционален тепловой нагрузке и обратно пропорционален температурному графику.

Расход воды циркулирующей в системе горячего водоснабжения пропорционален тепловым потерям в трубопроводах системы горячего водоснабжения и обратно пропорционален разнице температур воды подаваемой в систему ГВС и возвращаемой из неё.

Потери напора в системах отопления и горячего водоснабжения определяются гидравлическим расчётом и должны быть приведены в проектах устройства этих систем.

Определяя напор насоса, не следует пренебрегать естественным циркуляционным давлением системы, которое возникает из-за разности плотностей горячей воды на входе в систему и холодной на выходе из неё. Величина естественного давления имеет положительный знак, если центр нагрева воды – ниже центра охлаждения и отрицательный, если центр нагрева выше центра охлаждения.

В разные периоды отопительного сезона, величина естественного давления различная и соответственно – различное и его влияние. Устранить влияние естественного давления можно установив автоматические регуляторы перепада давления или расхода. Чем больше доля естественного давления в циркуляционном напоре – тем больше его влияние.

Кавитация в насосе

Кавитация в насосе возникает когда давление воды во всасывающем патрубке снижается до давления насыщения. По сути, кавитация – это резкое образование пузырьков пара и такое же резкое их схлопвывание, как следствие – резкие скачки давления на рабочем колесе насоса. Кавитация в насосе не только сопровождается повышенным шумом, но и ускоряет процесс его износа.

Читайте также:  Как рассчитать трехфазный автомат по мощности?

Исключить кавитацию в насосе можно обеспечив давление во всасывающем патрубке, выше давления насыщения воды. Следует учесть, что давление насыщения зависит от температуры воды, чем она ниже – тем ниже давление насыщения.

Некоторые производители указывают кавитационную характеристику насоса – NPHS – численно равную минимальному абсолютному давлению во всасывающем патрубке насоса, при котором гарантирована бескавитационная работа.

Пособие KSB
Расчёт параметров центробежных насосов

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления?

Только очень небольшое количество отопительных контуров способно эффективно функционировать с естественной (гравитационной) циркуляцией теплоносителя. Как правило, это одноконтурные системы, отапливающие незначительные по площади помещения или одноэтажные дома с расположением котла в нижней точке контура. Во всех остальных случаях без установки одного или нескольких циркуляционных насосов, в зависимости от количества контуров, обойтись невозможно. Ниже разберем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления.

Назначение и главная функция циркуляционного насоса в отопительных системах заключается в равномерном распределении теплоносителя по отопительным приборам, смонтированным в контуре отопления. Его мощность должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечивалась способность к перекачиванию объема теплоносителя достаточного для обогрева отапливаемых контуром помещений.

Виды насосов

В отопительных контурах используют два вида циркуляционных насосов: с сухим и мокрым ротором. В «сухих» насосах с водой или другой жидкостью, используемой в качестве теплоносителя, контактирует только крыльчатка, а ротор отделен от жидкости системой уплотнительных колец. Для этого типа агрегатов характерны:

  • высокий КПД – до 80 и более процентов, а, следовательно, и экономное расходование электроэнергии;
  • необходимость регулярного межсезонного обслуживания уплотнений;
  • повышенная шумность при работе;
  • небольшой срок эксплуатации – около 3 лет.

Устанавливаются в крупных отопительных сетях, где требуется высокая мощность, а ни шумы, ни необходимость в частом обслуживании препятствием для нормальной эксплуатации не являются.

Насосы с мокрым ротором, конструктивно выполнены так, что изолирован только статор и другие элементы электродвигателя. Ротор и крыльчатка соприкасаются (омываются) с теплоносителем, который одновременно выступает в качестве смазывающей жидкости. Основные свойства этого типа насосов:

  • КПД – около 50%;
  • надежны;
  • нет необходимости в обслуживания в течение всего периода эксплуатации;
  • малошумные;
  • наличие ступенчатой регулировки мощности;
  • срок эксплуатации до 10 лет.

Подходят для установки и устанавливаются в большинстве отопительных систем частных домов, коттеджей и отдельно стоящих небольших зданий. Учитывая небольшую мощность насосов, низким КПД и повышенным расходом электроэнергии можно пренебречь. Эти недостатки нивелируются их эксплуатационными удобствами.

Таким образом, для частного жилья выбираем агрегаты «мокрого» типа, а для использования в крупных ЦСО «сухого».

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления по характеристикам

Для расчета технических данных агрегата нам потребуется знание нескольких параметров.

Объем теплоносителя определенной температуры, который необходимо перекачивать в единицу времени по магистралям контура или контуров отопления – то есть тепловую мощность насоса. На этот параметр влияет и строительный материал, из которого возведен дом, и характеристики котла, и схема системы. Однако для приблизительного расчета можно взять стандартное значение – 100 Вт на каждый метр отапливаемого помещения. Формула для расчета будет выглядеть так:

где Q – необходимое количество тепла в ваттах, «1.16» — теплоемкость воды, D – разница в температуре теплоносителя на входе в контур отопления и на выходе из него. Для стандартных систем отопления с помощью радиаторов это значение 20 градусов, для «низких» конвекторов – 10, а для систем типа «теплый пол» — 5.

Результат, вычисленный по этой формуле, будет в кг/час. Учитывая, что в паспортных данных насосов их производительность указана в кубометрах в час, эту цифру потребуется пересчитать. Получившееся число необходимо разделить на плотность воды или другого теплоносителя при средней его температуре.

Например. Для отопления помещения площадью 100 м², со стандартными отопительными приборами и температурой воды 70°C потребуется насос производительностью около 0.44 м куб./час.

Условия работы. Сюда входит сопротивление магистралей контура отопления со всеми изгибами, фитингами, запорной арматурой и другими элементами, параметры теплоносителя – его плотность и температура. Все это необходимо для подбора циркуляционного насоса для системы отопления по создаваемому напору.

Вычисление производится по сложной формуле, где необходимы паспортные значения сопротивлений каждого вентиля, задвижки или фитинга. Бывает, что производители эти данные просто не указывают. Но обычно достаточно произвести упрощенный расчет по следующей формуле:

  • R – сопротивление потоку жидкости прямой трубы (0.015 атм. на метр);
  • L – длина магистралей контура отопления;
  • Z – коэффициент, учитывающий все изгибы, запорную арматуру и фитинги – обычно его берут равным 1.3.

После расчета по этой формуле для того же помещения в 100 м² нам потребуется насос, способный создать напор около 0.9 атм. Однако рекомендуется подбирать циркуляционный насос, имеющий хотя бы 10% запаса по мощности. Поэтому в нашем варианте подойдет насос с производительностью 0.5 м куб./час с напором 1 атм.

Другие параметры, влияющие на выбор циркуляционного насоса

Скорость циркуляции теплоносителя. Предпочтительнее выбрать модель с несколькими режимами работы, это увеличит гибкость регулировки режимов (пусть даже и ручной) при изменении температуры наружного воздуха. Еще один нюанс – максимальная скорость потока жидкости, циркулирующей по трубопроводам и приборам отопления не должна быть больше 1.5-1.6 м/сек. Это та скорость, при которой система отопления еще работает бесшумно.

Диаметр труб. Трубы небольшого диаметра оказывают максимальную нагрузку на насос. Соответственно и более надежным должно быть оборудование, а это влияет и на его стоимость. Бренд стоит дорого.

Напорная характеристика. В паспорте на агрегат есть график зависимости производительности от напора насоса. Выбирать следует такой циркуляционный насос, где вычисленные параметры находятся ближе к середине этой кривой.

Температура теплоносителя и максимальное давление. Лучше если максимальная рабочая температура по паспорту будет составлять 110°C или выше. Это гарантирует нормальную работу в любых системах. Что касается давления, то в отопительных контурах домов и коттеджей оно редко превышает 3-4 атм.

Продлит срок эксплуатации и электронная защита от перегрева и сухого хода. Последнее особенно актуально для насосов второго типа – с мокрым ротором.

Видео

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Выбор циркуляционного насоса осуществляется по нескольким параметрам, из которых первостепенное значение имеют его технические характеристики, в частности мощность.

Свойства теплоносителя таковы, что он движется под воздействием обычных физических процессов – теплая вода поднимается вверх, проталкивая холодную. Но мощности самого теплового потока не всегда достаточно, что в итоге приводит к снижению эффективности всей системы отопления. Для того, чтобы обеспечить постоянное движение воды по системе с определенной скоростью, необходимо устанавливать на трубопровод циркуляционный насос.

Это агрегат малой мощности, работающий от электросети 220 В, предназначенный для нагнетания воды из трубопровода и циркуляции ее по всей замкнутой системе отопления. Для того, чтобы правильно выбрать оборудование, следует разобраться в его технических параметрах.

Технические параметры

К числу основных можно отнести 3 показателя:

Эти параметры отражаются в техдокументации на насос, поэтому важно правильно их прочесть и сделать необходимую выкладку.

Классификация

Фото 1 Линейка циркуляционных насосов

Вся линейка насосов для системы отопления идентична по строению. Основное отличие, которое влияет на производительность и качество работы системы заключается в принципе работы ротора. Так, выделяют 2 основных группы:

Существуют 2 разновидности циркуляционных насосов по типу деятельности ротора – в контакте с теплоносителем (мокрый) и вне его (сухой).

Сухой принцип работы подразумевает, что ротор полностью изолирован от теплоносителя. Такие виды насосов относятся к категории промышленных, более мощных, но и более шумных образцов.

При выборе такого оборудования необходимо предусмотреть отдельное изолированное помещение.

Принципиальное отличие «сухого» ротора от «мокрого» заключается в наличии прижимных керамических колец, защищающих электродвигатель. Кольца изготавливают из нержавеющей стали, а в качестве смазки выступает тончайший слой воды. Плотное прилегание колец друг к другу обеспечивает пружина, которая по мере износа элементов сжимается сильнее, тем самым уплотняя их.

«Мокрая» разновидность ротора предусматривает расположение ротора непосредственно в теплоносителе, а электродвигатель надежно защищен от проникновения влаги специальным герметичным металлическим стаканом.

Это практически бесшумный вид насосов, но с низким КПД, которого, в принципе, достаточно для отопления даже больших домов при условии правильно подобранного оборудования.

В числе основных преимуществ подобного оборудования можно выделить:

  • компактные размеры;
  • абсолютно бесшумную работу;
  • отсутствие необходимости техобслуживания ввиду того, что сам теплоноситель выступает в качестве охлаждающего элемента и одновременно смазки.

Расчет мощности насоса с принудительной циркуляцией

Существует несколько способов рассчитать мощность насоса для конкретной отопительной системы.

Проведение расчетов и составление выкладки по различным параметрам должен осуществлять специалист, который точно определит необходимую мощность и даст рекомендации по типу котла.

Соответствие СНиП

Не секрет, что существуют определенные стандартные параметры определения достаточного количества тепла на определенную площадь. Согласно таких параметров производится установка котлов и насос в многоэтажных домах, на производстве и в общественных зданиях.

Читайте также:  Расчет соединения катушек индуктивности смешанное

Обеспечение теплом жилого дома также должно соответствовать санитарным правилам, исходя из которых можно рассчитать ориентировочную мощность насоса.

Так, в соответствии со СНиП 2.04.07-86 на 1 кв.м. помещения при наружной температуре -25–30 0 С должно выделяться следующее количество тепла.

Параметры объекта (количество этажей)

Количество тепла (Вт/м²)

Для того, чтобы определить необходимое количество, достаточно перемножить общую площадь помещения на соответствующий показатель.

Такая формула расчета обоснована при выборе универсального насоса, автоматическая система управления которого сама проверяет конструктивные особенности и настраивает эксплуатируемые характеристики.

Фото 2 Таблица тепловой мощности необъодимой для различных помещений

Расчет рабочей мощности по системе отопления

Гораздо более эффективно рассчитывать мощность циркуляционного насоса, исходя из особенностей и мощностей котла. В этом случае следует руководствоваться следующей формулой:

  • N – расчетная мощность насоса;
  • Nк — мощность котельного оборудования;
  • T1-T2 – разница температур в обратном и подающем контурах. Как правило, этот показатель составляет до 15 0 С.

На расчет мощности оказывает также влияние и гидравлическое сопротивление в трубопроводе, в соответствии с которым применяется соответствующие коэффициент (понижающий или увеличивающий исходное значение). Основное сопротивление теплоносителя происходит на непрямых участках трубы или с соединительными элементами.

Так, например, даже на прямом участке трубы гидравлическое сопротивление составляет до 1,5 см/м. Исходя из этого показателя, можно самостоятельно рассчитать сопротивление на протяжении всего трубопровода по следующим показателям:

  • фитинг – 30%
  • запорная арматура, различные краны – 70%
  • трехходовой смеситель – 20%
  • повороты, отводы – 10%

На увеличение сопротивления этажность здания не влияет. Движение теплоносителя по трубам осуществляется по принципу сообщающихся сосудов, где в системе присутствуют 2 столба с равным уровнем жидкости.

Видео 1 Расчет отопления, подобор насоса и диаметров

Рассчитать суммарное сопротивление можно только в том случае, если вся система отопления монтировалась в присутствии заказчика или есть в наличии схема разводки труб. Если такая схема отсутствует либо часть трубопровода скрыта, лучше использовать универсальный тип насоса, исходя из общей площади помещения.

После того, как получены соответствующие выкладки, можно выбирать насос из каталога, представленного всеми производителями оборудования. При этом обратите внимание на то, что все технические параметры циркуляционных насосов всегда указаны из расчета нагрузки отопительной системы на максимуме. Выбирать следует тот агрегат, чья мощность на порядок ниже. В этом случае получится сэкономить не только на приобретении, но и дальнейшем обслуживании и оплате электроэнергии.

Рабочий параметр циркуляционного насоса, равно как и любого другого оборудования, всегда ниже расчетного.

На что обратить внимание при монтаже?

Фото 3 Монтаж циркуляционного насоса

Все циркуляционные насосы пропускают теплоноситель строго в определенном направлении, которое можно определить по маркировке на корпусе самого агрегата.

  1. Монтаж за расширительным баком в обратный контур.

Это необходимый параметр, соблюдение которого обеспечит длительную и эффективную эксплуатацию насоса. Все приборы оснащены прорезиненными прокладками и уплотнителями, которые деформируются и разрушаются под воздействие горячей среды. Установка насоса на подающую трубу, где температура теплоносителя всегда выше, приведет к тому, что уже в конце сезона насос выйдет из строя.

Обязательно устанавливайте насос на обратную трубу, куда теплоноситель поступает уже охлажденным.

  1. При наличии уже существующей системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, нет необходимости переделывать всю разводка. Достаточно установить перемычку между подающей и обраткой (байпас) и врезать в нее циркуляционный насос.

Заключение, отзывы, советы

Только при условии правильного расчета мощности насоса и его установки можно обеспечить комфортную длительную эксплуатацию системы отопления. Циркуляционный насос предназначен для того, чтобы с равной скоростью и напором воды обеспечивать ее циркуляцию по всей системе.

Но при этом не стоит забывать, что установка насоса делает систему энергозависимой, соответственно, при отсутствии напряжения в сети помещение отапливаться не будет. Выходом из такой ситуации станет циркуляционный насос 12 вольт, который работает от аккумуляторной батареи. Этот альтернативный источник питания запустит систему и будет поддерживать ее в рабочем состоянии до того момента, пока не появится напряжение в сети.

Как произвести расчет циркуляционного насоса для системы отопления

А зачем он нужен

В первую очередь нужно понимать, что отопление с естественной циркуляцией подходит только для небольшого частного дома, но даже в нем с целью экономии денежных средств резонно предусмотреть принудительную циркуляцию. А если этого не сделать в больших по размеру домах, то в дальних комнатах радиаторы прогреваться попросту не будут. Жители многоквартирного дома, проживающие на верхних этажах, не понаслышке знают, что значит отсутствие давления в системе обогрева, когда теплая вода циркулирует по трубам медленно, и в их жилье вряд ли удастся согреться.

Кроме того, эффективно использовать его в комнатах, где установлен теплый пол. Это увеличит его продуктивность. И даже для теплоснабжения открытого типа, хоть и допускается возможность естественной циркуляции воды в отоплении, для ускорения процесса нагрева здания и увеличения теплоотдачи есть смысл установить насос.

В необходимости циркуляционных насосов мы уже убедились и теперь сталкиваемся со второй сложностью. В соответствии с какими требованиями его выбирать:

  • в первую очередь нужно учитывать производительность, пропускную способность помпы, которая измеряется куб. м/ч;
  • напор или давление говорит о предельно возможной высоте подъема столба воды;
  • из-за необходимости качать воду высокой температуры, а это порой до 110 градусов, важно знать, какой максимум он может выдержать.

В основном для расчета достаточно первых два параметра. Еще до того, как выбрать циркуляционный насос, нужно произвести расчет потребностей для конкретного помещения. Специалисты делают это по формуле, но, не владея такой информацией, вполне можно подобрать помпу исходя из размеров отапливаемого помещения. Есть несколько средних показателей, исходя из которых проще подобрать насос под свою систему. Для дома в один или два этажа мощность в цифрах будет 173 кВт/кв. м, а если речь идет о трех и четырех этажном помещении, тогда 98 кВт/кв. м. Общее потребление вычисляют с помощью умножения этих цифр на площадь здания.

Что такое напор и как ее рассчитать

Система отопления подразумевает процесс сопротивления магистрали, который именуется напором насоса. Определить его можно в зависимости от того, для какой системы он делается, уже установленной или новой. Если речь идет о второй, то расчет осуществляется по специальной формуле. А вот для действующей получится сделать только приблизительные подсчеты. При этом нужно учесть:

  • на каждый метр трубы понадобится 0,01-0,015 м напора;
  • учитываются потери тепла в фитингах, которые в среднем составляют 30% от первого результата;
  • вычитаем 20% потерь за счет обратного клапана;
  • еще бывают терморегуляторы.

Сама формула выглядит так: H = R × L × ZF.

Как ею пользоваться

  • R обозначает сопротивление на прямых участках (лучше подставлять большее значение – 0,015 м);
  • L подразумевает длину труб, формирующих систему. Здесь считается весь метраж в оба направления;
  • ZF означает коэффициент вентиля и фитинга, который равен 1.3 (потери в 30%), а если имеет место клапан терморегуляции, то еще 1,7.

А теперь давайте рассмотрим, как выглядит расчет циркуляционного насоса для системы отопления на конкретном примере. Предположим, что дом имеет 100 м 2 , а система однотрубная. Протяженность каждой стены составляет 10 м, а сумма труб 10 × 4 = 40 м. Используя формулу, Несколько важных деталей

Только после проведения расчетов удастся подобрать нужную модель. Это значит, что годиться любой агрегат, параметры которого не ниже подсчитанных. Но имеются еще некоторые нюансы, которые следует знать:

  1. Всегда считайте с учетом максимальной нагрузки и самой низкой температуры воздуха. Но это не значит, что нужно брать наиболее мощный насос, просто немного сильнее, чем получилось в результате расчетов.
  1. Есть готовые графики с характеристиками для каждой линейки насосов, присмотритесь и выберите ту модель, у которой цифры ближе всего к вашей.
  2. Слабый насос не сможет обеспечить нужный напор и прогреть помещение до желаемой температуры.
  3. Если мощность будет намного больше необходимой, затраты на электроэнергию значительно увеличатся.
  4. Ширина трубы должна соответствовать диаметру патрубка, что способствует поддержанию напора в системе.

Пару слов о гидрострелке

Данное устройство осуществляет защиту и балансировку всей системы обогрева. Устанавливают его с целью продлить срок теплообменника в котле и охраны целостности отопления. Гидрострелка хорошо подойдет для многоконтурной системы. Легко справится с задачей очистки от накипи и ржавчины. Еще удалит из системы воздух, что защитит металлические детали от разрушения. Подобный механизм достаточно просто смастерить самому, но для его расчетов потребуются формулы, с учетом различных параметров.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector