Как подобрать насос для системы отопления

Во-первых

Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года. При профессиональном проектировании этот показатель определяют на компьютере. Ориентировочно его можно высчитать по площади обогреваемого помещения.

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.

В России подобные стандарты для домов с 1-2 квартирами пока не определены. 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 -25C и 177 Вт/кв.м при -30C;
• 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. Методом интерполяции получим, что в столице удельная тепловая потребность 1-2 этажных жилых домов равняется 173,8 Вт/кв.м, а 3-4 этажных – 97,8 Вт/кв.м.

Во-вторых

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

G = Q/1,16 х DT (кг/ч), где:
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:

G = 3,6 х *Q/(c х DT) (кг/ч), где:
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.м.

В третьих

Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления 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:

H = (R х l + *Z)/p х g (м), где:
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.

Полученные опытным путем данные свидетельствуют, что сопротивление прямых участков трубы (R) составляет порядка 100–150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01-0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах нужно учитывать длину и подающей, и обратной линии.

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):

H = R х l х ZF, где
ZF – коэффициент запаса.

Если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3; для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2; когда система включает оба прибора ZF = 1,3 х 1,7 х 1,2 = 2,6.

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. Поэтому, если есть сомнения, всегда нужно выбирать меньший насос. Это позволяет не только сэкономить при его покупке, но и снизить в дальнейшем расходы на электроэнегию.

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 расчитать 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:

DP = 0,63 + 0,111 + 0,142 + 0,289 = 1,178 м

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

DP = 1,178 х 1,1 = 1,296 м

Таким образом, циркуляционник для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м. Этим условиям отвечает насос HZ 401 (Deutsche Vortex) или UPS 25-40 (Grundfos).

При расчетах по методике, изложенной в статье, получаем:
H = 0,015 х (3,2 + 4,4 + 8,9 + 21,7) х 1,3 х 1,7 = 1,266 м,

В дополнение

Опираясь на данную методику, некоторые производители насосов разрабатывают и более удобные и точные способы подбора оборудования для систем отопления. В частности, можно порекомендовать читателям диаграммы, представленные в каталоге "Бессальниковые циркуляционные насосы" фирмы Grundfos.

www.teplograd.ru

Расчет параметров

Основные характеристики

Схемы отопления бывают разные, и основное различие – это способ перемещения теплоносителя от котла к радиаторам.

Есть два основных способа:

1. Естественная циркуляция. Происходит под действием гравитации из-за различий плотности горячей и холодной воды. Так как эффективность отопления зависит от расхода горячей воды, то скорости естественной циркуляции в отопительной системе дома чаще всего недостаточно;
2. Принудительная циркуляция. Осуществляется путем инсталляции в трубопровод специального агрегата, который перекачивает теплоноситель с нужной скоростью и напором. Большинство современных схем отопления устроены по принципу принудительной циркуляции.

Важно!
Не стоит путать централизованную схему подачи с естественной циркуляцией: теплоноситель в городские квартиры поступает под немалым давлением, которое нагнетается специальным оборудованием.

Чтобы схема работала нормально, инструкция требует расчета всех ее параметров, на основании которых будет выполнен подбор сечений трубопровода, мощности радиаторов, емкости и мощности котла, производительности циркуляционного насоса отопления. Одним из таких параметров является гидравлическая характеристика:

На графике мы видим, что сопротивление имеет прямую зависимость от расхода теплоносителя, то есть, чем быстрее движется вода по контуру, тем большее сопротивление она испытывает. Соответственно, растет напор.

Теперь рассмотрим напорно-расходную характеристику циркуляционного устройства:

На этом графике мы видим зависимость потерь напора от интенсивности подачи помпы. Здесь мы наблюдаем обратную зависимость, то есть при выключенном двигателе потери максимальны, а по мере возрастания его мощности потери падают.

Если мы совместим эти два графика, то получим следующую картину:

Важно!
Рабочая точка позволяет нам определить, какое сопротивление будет в трубах при максимальной подаче (расходе) теплоносителя.
Это значит, что наш аппарат должен обладать достаточной производительностью, чтобы обеспечить требуемую подачу, но при этом его мощности должно хватить, чтобы справиться с соответствующим гидравлическим сопротивлением.

Расчет производительности

Так как построить график гидравлической характеристики отопительного контура своими руками будет сложно, мы воспользуемся расчетом по упрощенной схеме. Итак, нам необходимо определить максимальный расход (производительность) и гидравлическое сопротивление. Начнем с производительности.

Тепловая энергия, потребляемая контуром отопления, выражается такой зависимостью:

В формуле использованы такие величины:

• W – тепловая энергия, необходимая для отопления нашего помещения в ваттах (тепловая мощность контура);
• C – теплоемкость теплоносителя, Вт/литр* °С;
• Q – расход теплоносителя, м3/час;
• t1 и t2 – температура подаваемого и отводимого теплоносителя соответственно.

Подбор насоса для отопления ведется по производительности. Производительность устройства должна соответствовать максимальному расходу теплоносителя, поэтому преобразуем нашу формулу для нахождения расхода:

Q = W/C*(t1 — t2)

Количество энергии W можно найти с помощью таблицы:

Теплоемкость воды принимаем равной 1.163 Вт/литр*°С, разницу температур подающего и обратного потока – 20 °С (согласно СНиП). Отсюда получим:

Q = W/1.163*20 = 0.043*W

Важно!
То есть, если нам необходимо определить расход теплоносителя для помещения с теплотой обогрева, равной 10 кВт, то нам понадобится умножить 10000 на 0.043, и мы получим 430 литров в час.

Расчет гидравлического сопротивления

Профессиональный и максимально точный расчет гидравлического сопротивления отопительного контура – очень сложная задача, требующая специальных знаний и навыков. Мы же воспользуемся упрощенной методикой, согласно которой напор циркуляционной помпы будет равен:

H = N*k, где:

• H – высота водяного столба в метрах;
• N – количество этажей в здании, включая подвальные этажи;
• k – коэффициент, равный величине усредненных гидравлических потерь на один этаж здания или сооружения. СНиП принимают этот коэффициент равным 0.7 – 1.1 м для двухтрубных схем и 1.16 – 1.85 м для коллекторно-лучевых схем организации подачи.

Важно!
Таким образом выходит, что если мы имеем двухэтажный дом с подвалом, оборудованный двухтрубным отопительным трубопроводом, тогда двигатель должен обеспечить напор, равный 3*1.1 = 3.3 метра.

Выбор насоса

Итак, мы имеем две величины – сопротивление и производительность. Вернемся к нашему графику с напорно-расходной характеристикой.

Откладываем значение сопротивления на оси Y, а значение расхода – на оси X. Затем подбираем агрегат, график напорно-расходной зависимости которого находится вблизи этой точки:

Важно!
Как правило, в графике указаны три линии для разных режимов работы мотора.
Лучше всего руководствоваться второй скоростью, а рабочая точка должна располагаться в средней трети диаграммы, так как она соответствует наибольшему КПД.

Само собой, необходимо подбирать устройство, рассчитанное на высокие температуры среды (95 – 110 °С), а также знать диаметр трубы, в которую будет врезан прибор. Цена устройства будет зависеть от производителя и качества.

Вывод

Правильный выбор циркуляционного насоса для отопительного контура производят на основании расчетов. Если изложенный материал кажется вам слишком сложным, смотрите видео в статье.

gidroguru.com

Можно ли обходиться без насоса?

Обязательна ли установка теплогенерирующего агрегата? Этот вопрос является одним из самых распространенных у хозяев частных домов. Конечно, в тех случаях, когда общая площадь всех помещений не превышает ста квадратных метров, вода может перемещаться по трубам лишь за счет ее плотности и температуры. Однако в последнее время для монтажа отопительных систем предлагаются современные композиционные материалы и созданные на их основе трубы. Они прекрасно подходят для построения многоконтурных систем, которые просто необходимы во все увеличивающихся по размеру частных домовладениях, дачах и загородных коттеджах. В таких случаях невозможно рассчитать и смонтировать хорошо сбалансированную систему, которая работала бы только за счет принципа естественной циркуляции. К тому же не стоит выстраивать подобную схему с ранее применявшимися трубами большого диаметра. Ее можно сделать максимально компактной, а для равномерного распределения тепла установить циркуляционный насос. Такой агрегат позволяет подвести жидкость к отопительным приборам по трубам небольшого диаметра, которые проще спрятать в стене дома или за гипсокартонной перегородкой.

Сегодня вместо чугунных радиаторов, которые всю жизнь портили внешний вид комнат в наших квартирах, используются довольно элегантные алюминиевые или биметаллические. При этом значительно уменьшается объем воды, проходящий по системе отопления, что позволяет трубам нагреваться значительно быстрее.

Подключение насоса в систему отопления частного дома позволит снизить разницу температур, которая возникает между отопительными приборами. Это сделает равномерным прогрев воздуха во всех комнатах, создав комфортные условия для хозяев.

“>И, конечно, самой главной причиной, по которой следует установить в доме циркуляционный прибор для отопления, явится повышение КПД системы в целом. А это позволит значительно сократить расход топлива, цена на которое растет из года в год. При этом стоит иметь в виду, что такие устройства, как регуляторы температуры и термостаты, полотенцесушители, а также осушители и увлажнители воздуха, без циркуляционного насоса работать просто не смогут.

Устройство

Что такое циркуляционный насос? Это технологический прибор, работающий в системе кольцевого отопления и постоянно перемещающий воду по трубам. Его основное предназначение заключено в обеспечении непрерывного движения воды и подачи тепла.

Если рассматривать упрощенный вариант устройства агрегата, то его принцип работы заключен во взаимодействии мотора с ротором, который и погружается в теплоноситель.

“>Работающий двигатель прибора беспрерывно подает жидкость по трубам. Ротор же при этом преобразовывает энергию кинетическую в потенциальную. Это и позволяет поднять давление в системе до необходимого уровня.

Виды приборов

Как подобрать насос для отопления частного дома? Во многом надежная и качественная работа такого агрегата будет зависеть от его вида. Основная классификация производится по характеру работы ротора. При этом выделяют насосы сухого и мокрого вида. Рассмотрим их подробнее.

Сухие эжекторы

Главным отличием таких агрегатов является то, что их ротор не контактирует с жидкостью. Подобная конструкция позволяет обеспечить прибору торцевое уплотнение, относимое к скользящему типу. Это позволяет изолировать насосную часть от основного механизма. Подобная конструкция значительно продлевает срок эксплуатации прибора. Его, как правило, используют в трубопроводах, для которых характерен повышенный показатель длины.

Стоит ли покупать подобный насос для отопления в частном доме? Для того чтобы определиться с выбором, понадобится рассмотреть плюсы и минусы таких агрегатов.

Так, среди его положительных характеристик выделяют:

– высокий показатель КПД, который на выходе достигает 85%;
– длительный срок эксплуатации.

Среди минусов отмечают:

– наличие уплотнительных колец, расположенных между мотором и ротором, которые раз в три года требуют замены;
– шумность работы, что потребует установки в отдельном помещении, где агрегат не будет мешать нормальному отдыху хозяев;
– необходимость в контроле над чистотой среды, в которой работает прибор, так как при попадании атмосферной пыли или частичек грязи из теплоносителя он может испортиться.

Мокрые эжекторы

В отличие от сухих, ротор таких приборов работает в воде. На нем находится крыльчатка, ускоряющая перемещение жидкости по трубам. Для ротора мокрых агрегатов теплоноситель служит смазывающей средой и охладителем.

Стоит ли покупать такой насос для отопления в частном доме? Рассмотрим все плюсы и минусы подобных агрегатов. Среди положительных характеристик можно выделить:

– бесшумность;
– отсутствие необходимости в обслуживании;
– простота эксплуатации;
– долговечность;
– возможность отрегулировать интенсивность работы.

Единственным минусом при этом является низкий КПД прибора. Данный показатель не превышает 50 %. Это не дает возможности применения мокрых насосов в толстых или длинных трубопроводах.

Технические характеристики

Как подобрать насос для отопления частного дома? Для этого понадобится ознакомиться с его техническими параметрами. Это не вызовет особой сложности, так как подобных характеристик всего две.

Первой из них является напор, то есть гидравлическое сопротивление всей системы. Измеряется подобная характеристика в метрах и представляет собой самую высокую точку трубопровода.

“>Второй важной характеристикой служит производительность агрегата. Значения этого параметра показывают перерабатываемый в единицу времени объем жидкости. Измеряется производительность в кубические метрах за час.

Что следует иметь в виду при приобретении насосов для отопления частного дома? Их характеристики обратно пропорциональны. Например, своей максимальной мощности электронасос достигнет при нулевой отметке трубопровода. Напор же станет максимально большим при такой же подаче.

Когда выбираются насосы для отопления частного дома, их характеристики должны оптимально подходить к имеющейся системе. При этом не стоит придерживаться такого принципа, что чем производительнее будет прибор, тем лучше. Приобретение неправильно выбранной модели приведет к снижению теплоотдачи и к увеличению использования электроэнергии.

Дополнительные параметры

Помимо напора и производительности циркуляционные насосы должны рассматриваться еще с нескольких позиций. Так, внимание стоит обратить на:

1. Допустимую температуру перекачиваемой жидкости. В наиболее качественных агрегатах данный показатель находится в пределах от +110 до +130 градусов. Насос для отопления в частном доме, цена на который стартует с 5 тыс. руб., согласно прилагаемой к нему инструкции может «прокачивать» теплоноситель до 90 градусов. По факту это значение ниже. Оно составит 70-80 градусов. В том случае, если предполагается монтаж низкотемпературной системы, дешевые агрегаты вполне устроят хозяев. Когда в доме установлен твердотопливный котел, приобретать нужно более качественный прибор. Ведь при его работе температура теплоносителя может быть достаточно велика.

2. Максимальное давление, которое может выдержать насос. Если система отопления смонтирована в частном доме, то этот показатель, как правило, не превышает значения 3-4 атм (это применимо для двухэтажного здания). В норме же значения давления составляют от 1,5 до 2 атмосфер.

3. Материал корпуса. Самым лучшим вариантом для выбора явится чугун. Более дешевые корпуса изготавливают из термостойкого пластика.

4. Размер и тип соединения. В циркуляционном насосе могут быть предусмотрены фланцевые соединения или же резьба. Последний вариант потребует подбора соответствующих переходников.

5. Наличие защиты. Что представляет собой эта функция? В некоторых моделях предусматривается защита агрегата от сухого хода. Она особенно желательна в приборах с мокрым ротором. Ведь в подобных устройствах мотор охлаждается за счет движущегося теплоносителя, а в случае отсутствия воды, он перегреется и выйдет из строя.

6. Наличие термореле. Такая деталь, установленная в насосах, является защитой мотора от перегрева. При достижении температурой своего критического значения термолере тут же отключает питание и останавливает насос.

“>7. Возможность автоматического режима работы. Подобных настроек много, и их конкретное наличие зависит от модели насоса. Так, это может быть возможность автоматической регулировки скорости, таймер включения и включения и т.д. Подобные приборы имеют панель управления, с помощью которой настраивается их работа, а также производится переключение с автоматического на ручной режим и обратно.

8. Наличие дисплея. Такая деталь позволит хозяину получить подробную информацию о температуре теплоносителя, работе насоса, его текущей производительности, имеющихся сбоях и т.д.

Тому, кто ставит на первое место надежность и бесперебойность в работе циркуляционного насоса, рекомендуется приобрести спаренную модель. Это агрегаты с параллельным подключением двух рабочих колес. При выходе одного из них из строя второе продолжит перекачивать теплоноситель, пусть даже и с меньшей производительностью.

Маркировка

Прежде чем окончательно выбрать насос для системы отопления частного дома, необходимо ознакомиться с находящимися на его этикетке цифробуквенными обозначениями и расшифровать их. Обычно в маркировке агрегатов даются указания на следующие характеристики:

1. UP. Эти буквы указывают на тип прибора. В данном случае он является циркуляционным.

2. S/E. Эти буквы следуют за первыми и обозначают способ управления, которым может быть либо плавная регулировка, либо ступенчатое переключение скоростей.

3. Далее следуют численные характеристики. Первый их блок указывает на внутренний диаметр узких патрубков в миллиметрах. Вторая часть является показателем максимального напора, который выражается в дециметрах. Третий числовой блок указывает на монтажную длину в миллиметрах. Подобный показатель весьма важен для врезки прибора.

Помимо всех вышеперечисленных параметров различными производителями при маркировке может быть дана дополнительная информация, в том числе следующая: способ при соединении с трубами, вид материала корпуса, мощность прибора или его класс, указывающий на объем потребляемой электроэнергии.

Определение технических параметров

Как выбрать насос для отопления частного дома? Для начала следует определиться с его техническими характеристиками. Так, профессионалы для того, чтобы решить, как рассчитать насос для отопления частного дома, используют большое количество формул. Если агрегат подбирается для квартиры или для коттеджа, то вполне подойдут усредненные нормы.

“>Так как выбрать насос для отопления частного дома? Важно учесть следующее:

1. Производительность агрегата принимается равной мощности имеющегося в доме котла отопления. Другими словами, если для системы отопления установлен котел на 35 кВт, то в таком случае насос следует подобрать с производительностью, равной не менее 35 л/мин.

2. На следующем этапе выбора агрегата понадобится рассчитать необходимую высоту подъема (требуемый напор). Как в этом случае подбираются циркуляционные насосы для отопления частных домов? В среднем считают, что на каждые 10 м трубопровода необходим напор в 0,6 м. То есть высота подъема определяется делением общей длины системы на 10 и умножением полученного результата на 0,6. Таким образом и подбирается насос для отопления в частном доме. Инструкция к прибору должна содержать в себе значение напора не меньшее, чем получено при расчете.

3. Комфортные условия в доме могут быть созданы за счет изменения скорости перемещения воды по системе отопления. Ведь только в таком случае у хозяев будет возможность отрегулировать температуру в зависимости от существующих погодных условий. При этом выше окажется скорость, тем больше тепла будет переносить жидкость. Исходя из этого лучшие насосы для отопления частного дома – это те, которые способны работать на разных скоростях. Однако стоит помнить о том, что данный параметр не должен быть выше 1,6 м/с. Подобное значение является порогом бесшумной работы всей схемы.

4. Мощность насоса для отопления частного дома подбирают исходя из диаметра труб. Меньшее их сечение означает большее гидравлическое сопротивление. Другими словами, системы, смонтированные из труб малого диаметра, потребуют установки более мощного насоса.

Производимые поправки

Выбрать циркуляционные насосы для отопления частных домов, применяя вышеизложенные правила, несложно. Однако стоит иметь в виду, что приведенные цифры все же являются среднестатистическими. Дом может иметь различные показатели, которые различаются в ту или иную сторону. Это стоит учесть при расчете и сделать соответствующие поправки.

“>Например, хозяева выполнили работы по утеплению дома, и это привело к тому, что мощность уже установленного котла стала избыточной. Установка насоса в систему отопления частного дома в этом случае должна иметь свои нюансы. Агрегат должен обладать меньшей производительностью.

Но возможна и обратная ситуация. Если в доме зябко и холодно, то потребуется установка насоса в систему отопления частного дома более производительного. На какое-то время он устранит проблему, а далее хозяева должны решить сами, будут они покупать новый котел или станут утеплять стены своего жилища.

Установка прибора

Прежде чем будут установлены водяные насосы для отопления частного дома, хозяин должен определиться с местом их расположения. Рекомендуемым участком при этом явится отрезок на «обратке», который находится перед котлом, но после расширительного бачка. Последний предпочитает спокойное течение теплоносителя. А если насос будет установлен перед таким баком, то изменит проходящий по нему ламинарный поток на турбулентный.

“>Для удобства обслуживания агрегата и для увеличения срока его эксплуатации при врезке понадобится соблюсти некоторые правила:

– установить шаровые краны по обе стороны прибора для удобства его демонтажа;
– смонтировать перед агрегатом специальный фильтр, который станет барьером для мелких механических частиц;
– предусмотреть ручной или автоматический клапан воздуха на верхнем участке обходного пути, что будет способствовать удалению из системы скопившегося в ней кислорода;
– соблюдать указанное на корпусе насоса направление монтажа, которое может быть различным в зависимости от производителя;
– предусматривать только горизонтальную врезку устройства в систему отопления, что позволит не навредить двигателю при эксплуатации прибора;
– монтировать агрегат таким образом, чтобы его клеммы всегда смотрели вверх;
– обрабатывать герметиками все резьбовые соединения и стыки, а также размещать прокладку между сопряженными деталями.

Приобретение агрегата

Что необходимо знать тем, кто решил купить насос для отопления в частном доме? Цена на такой прибор будет напрямую зависеть от его характеристик, мощности, бренда или страны производителя.

Самыми дешевыми явятся варианты, которые были выпущены в Китае (от 3 тыс. руб.). Но, судя по отзывам потребителей, подобные устройства имеют небольшой срок эксплуатации и не очень надежны. Для того чтобы агрегат прекрасно отработал весь гарантийный период, стоит рассмотреть известные, проверенные временем бренды европейского производителя.

Самыми надежными насосами для систем отопления считаются следующие агрегаты:

– Wilo (Германия);
– Grundfos (Дания);
– Valtec и Dab Pumps (Италия);
– «Джилекс» (Россия) и некоторые другие.

www.syl.ru

Принцип работы циркуляционных насосов

Задача, которую призваны выполнять циркуляционные насосы для отопления частных домов, относительно проста. Создавая в трубах с теплоносителем избыточное давление, агрегат принудительно заставляет его циркулировать, тем самым обеспечивая доставку необходимого количества тепловой энергии во все помещения дома. Наличие такого нагнетателя позволяет не только уменьшить диаметры труб отопительных контуров, но и проложить их наиболее удобным способом и даже с учетом особенностей интерьера.

В настоящий момент существуют такие виды циркуляционных насосов:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Насос с сухим ротором представляет собой обычный электродвигатель, на валу которого установлена крыльчатка, размещенная в герметичном корпусе. То есть, в этом агрегате перекачивающий узел и привод размещены отдельно и, конечно же, ротор электродвигателя никак не соприкасается с теплоносителем. В силу своих характеристик данные нагнетатели используются там, где нужна значительная мощность циркуляционного насоса – в тепловых сетях промышленных предприятий или централизованных котельных различных учреждений и организаций.

Мощные циркуляционные насосы для систем отопления с отдельным приводом отличаются внушительными габаритами и высоким уровнем шума, что делает невозможным их применение в частном домостроительстве. В индивидуальных системах устанавливаются агрегаты с мокрым ротором, имеющие совсем малые размеры и практически не издающие шума при работе. В этих перекачивающих устройствах для отопления дома привод и крыльчатка совмещены в одном корпусе. Для герметизации ротор помещен в оболочку из нержавеющей стали и помещен внутрь гильзы из того же материала. Гильза защищает от влаги статор агрегата, вся конструкция показана на рисунке:

Примечание. Конструктивно циркуляционные насосы для теплого пола ничем не отличаются от тех, что устанавливаются в основные контуры отопления и подбираются они по такому же принципу, о чем будет сказано ниже.

Немного о производителях. Один из самых популярных брендов – немецкие циркуляционные насосы WILO. За годы эксплуатации они зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Производитель предлагает несколько линеек агрегатов различной мощности и набором функций. Так что при выборе марки насосов стоит в первую очередь обратить внимание на этот бренд. Также широко распространены насосы фирмы GRUNDFOS, но их качество немножко похуже.

Расчет производительности насоса

Для начала определим все параметры, по которым производится подбор циркуляционного насоса для системы отопления. И хотя этих параметров немного, но каждый из них требует выполнения серьезных вычислений, простыми словами, надо сделать гидравлический расчет системы. Следует отметить, что подобные расчеты довольно сложны и если вы задались целью определить характеристики насосов таким путем, то придется запастись терпением. Мы же постараемся максимально упростить данный процесс.

По сути, для правильного подбора перекачивающего агрегата необходимо рассчитать 2 основных параметра:

• производительность;
• развиваемое рабочее давление (напор).

Рабочая производительность насоса проистекает из тепловой мощности всей системы отопления. Простыми словами, агрегат должен перекачивать такой объем теплоносителя, чтобы доставить вместе с ним достаточное количество тепловой энергии радиаторам во всех помещениях. Для этого нужно знать потребную на обогрев здания тепловую мощность. Если брать укрупненно по квадратуре, то на дом площадью 100 м2 величина мощности составит 10 кВт. Тогда расчет производительности выполняется по формуле:

G = 3600Q/(c∆t), где:

• G – требуемый расход теплоносителя, кг/ч;
• Q – тепловая мощность системы, кВт;
• с – удельная теплоемкость воды, равна 4.187 кДж/кг ºС;
• Δt– разница температур в подающей и обратной магистрали, при расчетах обычно принимается равной 20 ºС.

Циркуляционный насос для котла в нашем примере со зданием 100 м2 должен обладать такой производительностью:

3600 х 10 х 4.187 х 20 = 429.9 кг/ч или 0.43 т/ч.

Осуществляя выбор циркуляционного насоса, вы можете заметить, что его производительность в паспорте или инструкции по эксплуатации указана не в массовых единицах расхода, а в объемных. Тогда надо просто перевести массу воды в объем через плотность, которая при температуре +60 ºС составляет 0.983 т/м3:

0.43 /0.983 = 0.44 м3/ч – это и есть искомая рабочая производительность агрегата.

Важно. Чтобы работа циркуляционного насоса была надежной и долговечной, он должен функционировать в комфортном для себя диапазоне мощности. При выборе надо убедиться в том, что нужная вам производительность лежит в этом диапазоне.

Подбор насоса по напору и расходу

Следующий этап расчета циркуляционного насоса более сложный и состоит в том, чтобы определить его рабочее давление. Его должно хватать на преодоление:

• сопротивления трению воды о стенки трубопроводов;
• местных сопротивлений, изменяющих структуру потока (повороты, тройники, арматура, оборудование и так далее).

В математическом выражении формула для расчета мощности насоса, то бишь, необходимого давления, выглядит следующим образом:

P = Rl + Z, где:

Р – общие потери давления в системе, что должны преодолеваться насосом, Па;

• R – удельные потери на трение, Па/м;
• l – длина трубопровода одного диаметра, м;
• Z – падение давления в местных сопротивлениях, Па.

Вот тут-то и начинаются дебри, разобраться в которых простому домовладельцу подчас очень сложно. Мы предлагаем вычислить напор насоса более простым путем. Для этого надо следовать алгоритму:

• ройдите по ссылке http://dwg.ru/dnl/11875 и в один клик скачайте «Таблицы для гидравлического расчета Шевелевых». Начиная со страницы 31 (Таблица 1) показаны значения 1000i для разных расходов и диаметров труб;
• рассчитанный ранее расход для водяного насоса пересчитайте из м3/ч в л/сек. В нашем примере получится 0.12 л/сек;
• находим это значение в левом столбце таблицы и принимаем оптимальный диаметр трубы по столбцам справа. Скорость движения должна лежать в пределах 0.7—1 м/с. Для нашего примера и стальных труб скорость будет 0.71 м/с, а диаметр – 15 мм (стр. 32).

Берем значение 1000i из того же столбца (у нас – 139.9) и высчитываем сопротивление всей трубы на трение. Если взять ее протяженность 20 м в приведенном примере, то сопротивление будет:

139.9 / 1000 х 20 = 2.8 м водного столба или 0.28 Бар. Поскольку система отопления состоит из труб разных диаметров, то надо просчитать таким же образом сопротивление каждого из них. После этого все результаты суммируются и получаем общие потери давления на трение (значение Rl в формуле).

Чтобы произвести окончательный подбор насоса по параметрам, осталось узнать величину потерь давления в местных сопротивлениях (значение Z в формуле). Что касается котла, запорной арматуры и радиаторов, то их сопротивления указаны в техническом паспорте, их надо суммировать и приплюсовать к предыдущей цифре потерь на трение. Падение давления на поворотах, тройниках и прочих местных сопротивлениях надо просто принять в размере 20% от общих потерь на трение и прибавить их к полученной ранее сумме. На этом расчет окончен.

Заключение

Современная система отопления с циркуляционным насосом имеет массу достоинств. Но чтобы ее смонтировать, надо потратить время и усилия на подбор оборудования, в том числе и насоса. Как видите, дело это непростое, если нет уверенности в своих силах, то лучше в этом вопросе довериться специалисту.

cotlix.com

Основные критерии подбора

Для того, чтобы подобрать циркуляционный насос для системы отопления необходимо определить его основные характеристики, которые потребуются во время его эксплуатации: рабочий напор (давление) и расход (подачу), которые он должен обеспечивать. А для того, чтобы их определить, необходимо знать как мощность самой системы отопления, так и ее гидравлическое сопротивление. Оба эти показатели можно рассчитать более точно, с помощью сложных расчетов или упрощенно, с помощью расчета, который может сделать практически каждый. Его мы и рассмотрим.

Мощность системы отопления и требуемая подача

Как мы уже говорили, выполняя подбор циркуляционного насоса для системы отопления, в первую очередь, требуется определить ее тепловую мощность. Она должна соответствовать количеству теплоты, необходимому для отопления здания, которое, в свою очередь, определяется его площадью и уровнем теплоизоляции наружных конструкций (стен, пола, потолка, окон, дверей). Чтобы рассчитать этот показатель точно, необходимо учитывать их толщину, материал, конструкцию и другие факторы.

Для того, чтобы упростить расчет, можно взять средний показатель 100-150 Вт тепловой энергии на каждый 1 м² помещения, с высотой потолка до 3 м. Если здание утеплено достаточно хорошо можно брать меньшее значение. Так, например, для хорошо утепленного дома площадью 100 м² потребуется отопление тепловой мощностью 10 кВт. Если циркуляционный насос будет устанавливаться в уже существующую систему с естественной циркуляцией, то ее мощность можно узнать из технической характеристики котла, который установлен.

Теперь, зная необходимую мощность отопления, можно определить требуемую производительность (подачу) циркуляционного насоса по одной из следующих формул:

П = Q/(1,16 х ΔT), (кг/ч)

где:

• Q – тепловая мощность системы отопления (Вт);
• ΔT – разница температур подающей и обратной трубы (для двухтрубных систем обычно принимается в пределах 20°С, а для теплого пола – около 5°С);
• 1,16 – коэффициент удельной теплоемкости воды, Вт×ч/кг×°С ( для теплоносителей других типов этот показатель будет несколько другим и его можно узнать из справочной литературы или в интернете).

Еще одна формула, по которой можно вычислить требуемую производительность:

П = 3,6 х Q/(c × ΔT), (кг/ч)

где: с – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды составляет 4,2 кДж/кг×°С).

Например, для рассмотренной выше мощности тепловой энергии 10 кВт и двухтрубной системы водяного отопления по первой формуле получим:

П = 10000/(1,16×20) = 431 кг/ч или 0,43 м³/ч (для теплоносителя-воды 1кг=1л).

Гидравлическое сопротивление и требуемый напор

Для того, чтобы сделать подбор насоса для системы отопления по этому параметру необходимо вычислить гидравлическое сопротивление, которое ему необходимо будет преодолеть для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя (воды). Для расчета можно использовать следующую формулу:

J = (F+R× L)/p× g (м)

где:

• L – длина системы до самого отдаленного радиатора (м);
• R – гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м);
• p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м³);
• F – сопротивление соединительной и запорной арматуры (Па);
• g – 9,8 м/с2 ( ускорение свободного падения).

Для точного расчета значения R и F можно найти в справочной литературе. Для упрощенного же можно принять усредненные данные, полученные экспериментальным путем:
R — в пределах 100-150 Па/м;
F – в зависимости от вида:

• в каждом соединительном фитинге теряется дополнительно около 30% к потерям в прямой трубе на этом участке;
• в трехходовом смесителе или подобных устройствах – дополнительно до 20%;
• в терморегуляторах – до 70% от потерь в прямой трубе.

Кроме вышеприведенной, можно использовать другую формулу, предложенную специалистами известной германской фирмы Wilo:

J = R×L × k, м

где: k – коэффициент учитывающий сопротивление в запорной и регулирующей арматуре и который имеет следующие значения:

• 1,3 – для простых систем без сложной арматуры;
• 2,2 – с регулирующей арматурой;
• 2,6 – для более сложных.

Если один насос будет обеспечивать циркуляцию в системе отопления с несколькими контурами (ветвями), то для его подбора необходимо учитывать суммарное их сопротивление. Если же планируется на каждый контур устанавливать отдельный насос, то каждую такую ветвь магистрали необходимо рассчитывать отдельно, как по тепловой мощности, так и по гидравлическому сопротивлению. При этом этажность здания, при расчете напора, не играет большой роли. Так как в замкнутой системе столбы жидкости подающей и обратной магистрали уравновешиваются.

Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным

Вычислив и зная теперь основные требуемые параметры характеристики циркуляционного насоса можно легко подобрать требуемый вариант, используя графики характеристик, которые есть в инструкции по эксплуатации или паспорте любой модели. Как правило, такие графики имеют две оси: напора (давления) и расхода (подачи).

На имеющейся график мы можем нанести полученные ранее результаты, откладывая их значения по соответствующих осях, и на их пересечении получить рабочую точку, которая должна находиться немного ниже линии В графика, отображающего характеристики данного насоса (оптимальный вариант — А2). Если точка находится выше (А3 )– такой насос не подходит, он не сможет обеспечивать необходимую циркуляцию. Если рабочая точка будет находиться значительно ниже графика (А1), это тоже не очень хорошо, так как циркуляцию он будет обеспечивать, но имея слишком большой запас, будет потреблять больше электроэнергии, да и стоимость его также будет выше, чем насоса с более скромными характеристиками.

Если модель имеет не одну, а 2 или 3 скорости, то и линий на графике характеристик будет, соответственно, 2 или 3. В этом случае, необходимо подбор насоса для системы отопления осуществлять по графику той скорости, на которой предполагается его эксплуатировать.

Другие факторы, влияющие на выбор

На подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме рассмотренных выше, основных его параметров характеристики влияют и другие факторы, такие как: надежность, качество изготовления, температурный режим эксплуатации, стоимость, способ соединения и др.

Качество изготовления, надежность и долговечность, как правило, напрямую связаны со стоимостью. Производители, которые предлагают надежные и качественные модели, например: «Grundfos» (Дания), «Wilo» (Германия), «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), соответственно и оценивают свою продукцию.

Отечественные или китайские модели стоят дешевле, но и гарантия их качества, соответственно, ниже. Здесь уже выбор каждый должен сделать сам, выбрать качественное изделие за более высокую цену или купить более дешевый циркуляционный насос, с сознанием того, что возможно его в скором времени придется менять.

Если есть желание сэкономить, то можно также приобрести б/у «Grundfos» или «Wilo», часто они могут нормально работать дольше новых китайских, но приобретать их лучше у знакомых проверенных специалистов, которые дают определенную гарантию.

Кроме этого, при выборе необходимо обратить внимание на тип и диаметр соединения насоса с трубами системы. Некоторые модели комплектуются соединительными элементами типа «американок», а к некоторым придется подбирать самостоятельно.
Еще один параметр, на который необходимо обратить внимание – температурный режим эксплуатации циркуляционного насоса, который должен быть в паспорте. Особенно это важно, если он будет устанавливаться на подающей трубе в системе с твердотопливным котлом. В этом случае, максимально допустимая температура должна быть не менее 110°С. Если же, насос будет устанавливаться на «обратке», то это не столь важно, так как температура на входе котла редко превышает 80°С.

v-teple.com