Расчет мощности насоса для отопления


Современную автономную систему отопления невозможно представить без хорошего циркуляционного насоса. С помощью этого полезного устройства можно в несколько раз повысить качество обогрева жилища и эффективность работы отопительного оборудования. Чтобы выбрать из многочисленных предложений производителей модель, которая подходит конкретной системе, следует выполнить правильный расчет насоса для отопления, а также учесть ряд важных практических нюансов.

Для чего нужен насос в системе отопления?

Большинству жителей верхних этажей в многоквартирных домах хорошо знакомо такое явление как холодные батареи. Это результат отсутствия в системе давления, необходимого для ее нормальной работы. Теплоноситель перемещается по трубам медленно и остывает уже на нижних этажах. С такой же ситуацией могут столкнуться и владельцы частного дома: в самой дальней точке отопительной системы трубы и радиаторы слишком холодные. Эффективно решить проблему поможет циркуляционный насос. Обратите внимание, что системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя могут быть вполне эффективны в небольших частных домах, но даже в этом случае имеет смысл подумать о принудительной циркуляции, поскольку при правильной настройке системы это позволит снизить общие расходы на отопление.


Упрощенно такой насос представляет собой мотор с ротором, который погружен в теплоноситель. Ротор вращается, заставляя воду или другую нагретую жидкость перемещаться по системе с заданной скоростью, создавая необходимое давление. Насос может работать в различных режимах. Например, установив устройство на максимум, можно быстро прогреть остывший в отсутствие хозяев дом. Затем восстанавливают настройки, которые позволяют получить наибольшее количество тепла при минимальных расходах. Различают модели циркуляционных насосов с «сухим» и «мокрым» ротором. В первом случае ротор насоса погружен в жидкость только частично, а во втором случае — полностью. Насосы с «мокрым» ротором издают при работе меньше шума.

Как рассчитать параметры насоса?

Правильно подобранный водяной насос для отопления должен решать две задачи:

  • создавать в системе напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление отдельных ее элементов;
  • обеспечивать перемещение по системе достаточного для обогрева здания количества тепла.

Исходя из этого, при выборе циркуляционного насоса следует рассчитать потребность здания в тепловой энергии, а также общее гидравлическое сопротивление всей отопительной системы. Без этих двух показателей подобрать подходящий насос просто невозможно.


Полезная информация о выборе циркуляционного насоса содержится в следующем видеоматериале:

Расчеты производительности насоса

Производительность насоса, которую в расчетных формулах обычно обозначают как Q, отражает количество тепла, которое может быть перемещено за единицу времени. Формула для расчетов выглядит так:

Q=0,86R/TF-TR, где:

  • Q — объемный расход, куб. м./ч;
  • R — необходимая тепловая мощность для помещения, кВт;
  • TF — температура на подаче в систему, градусов Цельсия;
  • TR — температура на выходе из системы, градусов Цельсия.

Потребность помещения в тепле (R) рассчитывается в зависимости от условий. В Европе принято рассчитывать этот показатель, исходя из норматива:

  • 100 Вт/кв. м площади небольшого частного дома, в котором не более двух квартир;
  • 70 Вт/кв. м площади многоквартирного дома.

Если же расчеты проводятся для зданий с низкой теплоизоляцией, значение показателя следует увеличить. Для расчетов по помещениям на производстве, а также по зданиям с очень высокой степенью теплоизоляции рекомендуется использовать показатель в пределах 30-50 кВт/ кв. м.

Расчет гидравлического сопротивления системы

Следующий важный показатель — гидравлическое сопротивление, которое необходимо будет преодолеть циркуляционному насосу. Для этого следует рассчитать высоту всасывания насоса. Обычно этот показатель обозначают как «H». Можно использовать следующую формулу:

H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000, где

  • R1, R2 – потеря давления на подаче и обратке, Па/м;
  • L1,L2 – длина линии подающего и обратного трубопровода, м;
  • Z1,Z2…..ZN – сопротивление отдельных элементов отопительной системы, Па.

Для определения R1 и R2 следует воспользоваться приведенной ниже таблицей:

Гидравлическое сопротивление отдельных элементов и узлов отопительной системы обычно указано в сопровождающей их технической документации. Если по какой-то причине такая документация отсутствует, можно воспользоваться примерными данными:

  • котел — 1000-2000 Па;
  • смеситель — 2000-4000 Па;
  • термостатический вентиль — 5000-10000 Па;
  • тепломер — 1000-15000 Па.

Для других частей отопительной системы смотрите данные в этой таблице:

Количество скоростей циркуляционного насоса

Большинство современных моделей циркуляционных насосов снабжены возможностью регулировать скорость работы устройства. Чаще всего это трехскоростные модели, с помощью которых можно корректировать количества тепла, поступающего в помещение. Так, при резком похолодании скорость работы насоса увеличивают, а в случае потепления — уменьшают, чтобы температура воздуха в комнатах оставалась комфортной для проживания.

Для переключения скоростей существует специальный рычаг, размещенный на корпусе устройства. Большой популярностью пользуются модели циркуляционных насосов, снабженные системой автоматического регулирования скорости работы устройства в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.


Следует отметить, что это лишь один из вариантов такого рода расчетов. Некоторые производители используют при подборе насоса несколько иную методику вычислений. Можно попросить выполнить все расчеты квалифицированного специалиста, сообщив ему подробности устройства конкретной отопительной системы и описав условия ее работы. Обычно рассчитываются показатели максимальной нагрузки, при которой будет работать система. В реальных условиях нагрузка на оборудование будет ниже, поэтому можно смело приобретать циркуляционный насос, характеристики которого несколько ниже расчетных показателей. Приобретение более мощного насоса не целесообразно, поскольку это приведет к ненужным расходам, но работу системы не улучшит.

После того, как все необходимые данные получены, следует изучить напорно-расходные характеристики каждой модели с учетом разных скоростей работы. Эти характеристики могут быть представлены в виде графика. Ниже приведен пример такого графика, на котором отмечены и расчетные характеристики устройства.

Точка А соответствует необходимым показателям, а точкой В обозначены реальные данные конкретной модели насоса, максимально приближенные к теоретическим расчетам. Чем меньше расстояние между точками А и В, тем лучше подходит модель насоса для конкретных условий эксплуатации.

Несколько важных замечаний


Как уже отмечалось выше, различают циркуляционные насосы с «сухим» и «мокрым» ротором, а также с автоматической или ручной системой регулировки скоростей. Специалисты рекомендуют использовать насосы, ротор которых полностью погружен в воду, не только из-за пониженного уровня шума, но и потому, что такие модели справляются с нагрузкой более успешно. Установку насоса осуществляют таким образом, чтобы вал ротора располагался горизонтально. Подробнее про установку читайте здесь.

При производстве высококачественных моделей используется прочная сталь, а также керамический вал и подшипники. Срок эксплуатации такого устройства составляет не менее 20 лет. Не стоит выбирать для системы горячего водоснабжения насос с чугунным корпусом, поскольку в таких условиях он быстро разрушится. Предпочтение стоит отдать нержавейке, латуни или бронзе.

Если при работе насоса в системе появляется шум, это не всегда говорит о поломке. Нередко причина этого явления — воздух, оставшийся в системе после запуска. Перед пуском системы следует спустить воздух через специальные клапаны. После того, как система проработает несколько минут, нужно повторить эту процедуру, а затем отрегулировать работу насоса.

Если запуск производится с использованием насоса с ручной регулировкой, необходимо сначала установить прибор на максимальную скорость работы, в регулируемых моделях при пуске отопительной системы следует просто отключить блокировку.

Источник: aqua-rmnt.com

Для чего нужен циркуляционный насос


Открытые отопительные системы, в которых теплоноситель циркулирует по кругу, работают по следующей схеме: охлажденная вода поступает в котел, и после нагрева за счет теплового расширения поднимается вверх по трубам, нагревая батареи отопления. Далее, по замкнутому контуру она опускается вниз и по горизонтальному трубопроводу с небольшим уклоном снова попадает на нагревательные ТЭНы котла.

Главный недостаток естественной циркуляции – малый размер контура, длина которого не превышает 30 метров, поэтому в большинстве бытовых отопительных систем применяется принудительная циркуляция.

Для перемещения воды по трубам в магистраль устанавливают электронасос, который лопатками своего рабочего колеса проталкивает тепловой носитель. Регулировку температуры в радиаторах отопления производят за счет изменения температуры воды в нагревательном котле, второй метод – регулирование скорости движения водного потока по трубам.

Многие типы циркулярников имеют 2 или 3 (реже 4) скорости, позволяющие повышать нагревательные свойства радиаторов за счет увеличения скорости движения теплоносителя.

Принудительная система циркуляции

Рис.2 Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Устройство циркулярного насоса


В бытовой подаче воды лидирующее место занимают электронасосы центробежного принципа действия – при заборе жидкость поступает на центробежное колесо через входное отверстие, расположенное по центру его оси и выталкивается через боковой выходной патрубок.

В циркулярниках тепловой носитель поступает в рабочую камеру через центральное отверстие, а затем выталкивается лопатками центробежного колеса сквозь расположенный в боковой части его корпуса выходной патрубок. Таким образом, по принципу действия циркуляционные устройства можно отнести к центробежным видам, имеющим коэффициент полезного действия не более 80% и чувствительным к твердым примесям в воде.

Конструктивно электронасос состоит из корпуса, внутри которого помещен защищенный от влаги электродвигатель с рабочим колесом на валу, в основном колеса насосов закрытого типа – состоят из двух дисков, между которыми размещены подающие лопасти.

Вариант установки насоса в однотрубный контур

Рис. 3 Вариант установки насоса в однотрубный контур с теплыми полами

Какие бывают циркуляционные насосы


Насосы в магистрали отопления предназначены для перемещения теплоносителя, их задачей не является повышение давления (для этого устанавливаются повысительные помпы), оно создается лишь для преодоления гидравлического сопротивления.

Объем подачи зависит от скорости перемещения жидкости, и соответственно быстроты вращения рабочего колеса на валу электродвигателя.

Циркулярники относятся к In-Line видам, у которых входной и выходной патрубки расположены на одной линии, а условный проход имеет одинаковое сечение по всей длине.

Отличительная особенность циркулярных электронасосов – зависимость напора от конструкции лопастей колеса на валу электродвигателя и частоты его оборотов, при этом все типы делятся на две группы: при частоте N более 1500 об./мин. агрегаты относят к классу быстроходных, если скорость меньше 1500 об./мин., их называют тихоходными. Изменением мощности можно регулировать подачу Q, которая прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса N.

При эксплуатации оборудования следует учитывать, что изменение мощности потребления P1P2 пропорционально квадрату изменения напора H1H2 и кубической степени изменения частоты вращения N1N2 вала двигателя.

При увеличении частоты вращения вдвое, напор возрастает в 4 раза, а потребляемая мощность увеличивается в 8 раз, такая же пропорция соблюдается и при снижении оборотов.


Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

Рис.4 Отечественные циркуляционные электронасосы для водоснабжения и отопления

Следует учитывать, что тихоходные типы имеют более сложную конструкцию и высокую цену, что в полной степени компенсируется экономией электроэнергии, потребляемой электроприводом, при выборе данной модификации. Если устанавливается агрегат с бесступенчатым регулированием частоты вращения вала электродвигателя в зависимости от температуры проводящего тела, то экономия электроэнергии станет еще больше.

Оптимальный КПД электронасосов получают при расположении его рабочей точки в средней трети части характеристик, для каждой марки производитель указывает оптимальный параметр.

Делая выбор циркуляционного насоса для отопления, рассматривают два основных варианта конструктивного исполнения – с сухим или мокрым ротором.

С сухим ротором

В образцах с сухим ротором в поток теплоносителя погружено только рабочее колесо на валу электродвигателя, вращающееся на подшипниках, которые отделены от ротора и статора мотора скользящими торцевыми уплотнениями. Высокая степень герметизации создается за счет использования двух плотно подогнанных подпружиненных колец из керамики и высокопрочного графита, одно из которых вращается на валу, а другое статически закреплено в корпусе.


При вращении между поверхностями уплотнительных шайб образуется тонкая водная пленка, играющая роль смазки и выполняющая охлаждающие функции. Устройства оснащаются электродвигателями с воздушным охлаждением, мощные образцы имеют крыльчатку для подачи воздуха на мотор.

Коэффициент полезного действия агрегатов с сухим ротором зависит от мощности и составляет 30% – 65% для устройств с мощностью до 1500 Вт, 35% – 75% для модификаций мощностью 1500 – 7500 Вт, и 40 – 80% для моделей мощности 7500 – 45000 Вт.

Обычно мощностной показатель, который необходим для бытового агрегата, редко превышает 1500 Вт, при этом максимальный потолок КПД оборудования с сухим ротором составляет 65%.

Циркуляционные насосы с сухим ротором предназначены для подачи жидкости с большим напором, чаще они используются в системах горячего водоснабжения (ГВС).

Циркулярный электронасос с сухим ротором

Рис.5 Циркулярный электронасос с сухим ротором для отопительной системы – конструктивное устройство

С мокрым ротором

Модели с мокрым ротором используются только в замкнутых контурах отопления, они обеспечивают быстрое перемещение жидкости по трубам, позволяющее уменьшить сечение трубопровода и сократить количество теплоносителя в системе – данные факторы способствуют уменьшению общих расходов на отопительную систему.

Относительно небольшое количество теплопроводящей жидкости повышает скорость реагирования на изменение настроек и облегчает регулировку.

В конструкции модели ротор отделен от статора тонкостенным стаканом и вращается в жидкости на подшипниках, которые смазываются и охлаждаются теплоносителем. Стакан обычно делается из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна, толщина его стенки составляет 0,1 – 0,3 мм, материалом подшипников является прессованная керамика или спеченный графитовый сплав.

Электронасосы с мокрым ротором не имеют уплотнений и охлаждающей клетчатки – благодаря этому они отличаются бесшумной работой. Их частота вращения регулируется ступенчато вручную или с помощью автоматики в непрерывном режиме, отслеживая изменение разности давлений или температуры, при желании автоматика настраивается на включение агрегата в заданное время.

Современные устройства конструктивно построены по модульному принципу, облегчающему их ремонт и эксплуатацию, модели имеют в корпусе винтовую пробку для удаления воздуха при настройке системы.

Импортные модели электронасосов и их параметры рассчитаны на работу от сети однофазного тока переменным напряжением 230 В или от трехфазной сети напряжением 400 В.

КПД агрегатов с мокрым ротором ниже, чем у сухих моделей, из-за большего расстояния между статором и ротором, и как во всех видах возрастает с увеличением мощности и габаритных размеров агрегата. У модификаций с мощностью до 100 ватт КПД составляет 5% – 25%, от 100 до 500 Вт. – 20% – 40%, от 500 до 2500 Вт. – 30% – 40%.

Следует отметить, что при наивысшей мощности электронасоса для частного дома около 1000 Вт КПД видов с сухим и мокрым ротором отличается менее, чем в полтора раза.

Данный фактор не оказывает сильного влияния на подбор насоса для системы отопления в силу существенных преимуществ моделей с мокрым ротором (бесшумность, высокая пропускная способность, малое сечение трубопровода) перед сухороторными агрегатами.

Циркуляционный насос с мокрым ротором

Рис.6 Насосы с мокрым ротором – конструкция

Технические параметры

Решая, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, рассматривают его физические и технические характеристики, основные из которых:

  • Пропускная способность. Измеряется в метрах кубических в час или литрах в минуту, показывает объем жидкости, который прокачивает электронасос в единицу времени, расход тем больше, чем выше скорость потока. Показатель зависит от диаметра используемого трубопровода и может достигать значений до 15 м.куб./час.
  • Напор. Величина измеряется в метрах водяного столба и указывает высоту, на которую электронасос может вытолкнуть жидкость по вертикально установленному трубопроводу. Максимальный напор циркуляционного электронасоса у разновидностей с мокрым ротором – около 17 метров, хотя могут встречаться агрегаты с более высокими напорными характеристиками, но они неэффективны в эксплуатации (имеют большие габаритные размеры и слишком высокую стоимость).
  • Температурный диапазон. Понятно, что в отопительной системе насосное оборудование должно выдерживать максимальную температуру нагрева теплоносителя с запасом, обычно используемые модификации рассчитаны на максимальную температуру до 110º С, некоторые виды могут работать с жидкостями температурой до +130º С.
  • Уровень шума. В основном для использования в индивидуальных домах выбирают приборы с малым уровнем шума, такими особенностями обладает насосное оборудование с мокрым ротором, шумовые характеристики которого не превышают 35 – 40 Дб.
  • Соединение. В жилых индивидуальных домах используется отопительная магистраль малого сечения до 1,5 дюйма – в этом случае все насосное оборудование устанавливается в магистраль посредством резьбовых соединений (рассчитаны на трубопроводы диаметром до 2-х дюймов). Выходные фитинги большинства бытовых электронасосов оснащены наружной резьбой и легко встраиваются в линию при помощи соединительных муфт – американок.
  • Размерные параметры. Монтажная длина является основным показателем прибора при встраивании в трубопровод (для циркулярных видов стандартные размеры 130 и 180 мм.), также учитывается диаметр входного и выходного патрубков (стандарт 1 и 1,25 дюйма).
  • Класс защиты. По международной классификации стандартный класс защиты насосного оборудования отопительных систем IP44 – это означает, что агрегат защищен от попадания внутрь корпуса твердых механических частиц диаметром более 1-го миллиметра (первая цифра в маркировке), а его электрическая часть полностью закрыта от попадания капель и брызг, летящих под любым углом.

В характеристиках многих центробежных электронасосов для систем подачи воды, указывается и такой параметр, как размер частиц. Для насосных приборов замкнутой отопительной системы этот фактор не играет никакой роли (если не произошло разрушение материалов трубопровода и сантехнической арматуры) – жидкость в закрытом трубопроводе всегда в неизменно чистом состоянии.

По этой причине (открытый ротор с жидкостным охлаждением рассчитан на чистый теплоноситель) электронасосы с мокрым ротором не используют в магистралях горячего водоснабжения индивидуальных домов, где забор осуществляется из скважин или колодцев.

Условные обозначения насосов Grundfos

Рис.7 Пример условного обозначения электронасосов Grundfos

Маркировка

Насосное оборудование от разного производителя имеет свою маркировку, чаще всего на корпусе указывается напор (номинальное или максимальное значение) объем подачи (в метрах кубических в час или литрах в минуту, также номинальный или максимальный показатели) и условный диаметр проходного канала в миллиметрах.

В моделях Grundfos указывается материал изготовления корпуса, вид соединения и монтажная длина, в модельном ряду Wilo основными показателями являются внутренний диаметр условного прохода и максимальный напор.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления – критерии

Делая выбор циркуляционного насоса для системы отопления частного дома, практически всегда отдают предпочтение моделям с мокрым ротором, специально предназначенным для работы в любых бытовых магистралях различной протяженности и объемов подачи.

Данные устройства по сравнению с другими видами обладают следующими преимуществами:

  • низким уровнем шума,
  • небольшими габаритными размерами,
  • ручной и автоматической регулировкой числа оборотов вала в минуту,
  • напорными и объемными показателями,
  • подходящими для всех отопительных систем индивидуальных домов.

Выбор насоса по количеству скоростей

Для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов лучше брать модели со ступенчатой (от 2-х до 4-х скоростей) или автоматической регулировкой частоты вращения электродвигателя.

Если используется автоматика для управления частотой, то экономия электроэнергии по сравнению со стандартными моделями достигает 50%, что составляет около 8% от электропотребления всего дома.

Отличие подделки (справа) от оригинала (слева)

Рис. 8 Отличие подделки (справа) от оригинала (слева)

На что еще обратить внимание

При покупке популярных моделей Grundfos и Wilo велика вероятность подделки, поэтому следует знать некоторые отличия оригиналов от китайских аналогов. Например, немецкие Wilo можно отличить от китайской подделки по следующим признакам:

  • Оригинальный образец чуть больше по габаритным размерам, на его верхней крышке выбит серийный номер.
  • Рельефная стрелка направления движения жидкости в оригинале помещена на входном патрубке.
  • Клапан развоздушивания у подделки желтого цвета под латунь (такой же цвет и в аналогах под Grundfos)
  • Китайский аналог имеет с обратной стороны яркую блестящую наклейку с указанием классов по энергосбережению.

При покупке электронасосов Grundfos в комплектации оригинала обязательно присутствуют две накидные гайки с прокладками, сам паспорт исполнен в черно-белой цветовой гамме – у китайской подделки паспорт цветной и крепежная фурнитура отсутствует.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Рис. 9 Критерии подбора циркуляционного насоса для отопления

Как рассчитать параметры насоса

Определяя параметры циркуляционных насосов для систем отопления, учитывают их следующие основные показатели:

  • Напор. При перемещении теплопроводящей жидкости по магистрали она преодолевает гидравлическое сопротивление труб, радиаторов отопления, сантехнической арматуры. Создаваемое насосом давление позволяет теплоносителю двигаться по трубам, преодолевая это сопротивление, параметр измеряется в метрах водяного столба и показывает, на какую высоту по вертикали может быть поднята рабочая жидкость.
  • Объем подачи. Данный показатель указывает на количество теплоносителя, который подается на отопительные радиаторы в единицу времени, параметр напрямую связан со скоростью вращения рабочего колеса.

Все остальные характеристики насосного оборудования (мощность, частота вращения вала электродвигателя) являются производными от основных параметров. Выбирают мощность и частоту по наилучшим показателям из модельного ряда агрегатов от разных производителей после вычисления необходимого напора и объема подачи.

Если не обращаться за помощью к специалистам, то параметры электронасосов рассчитывают вручную, по таблицам, с помощью онлайн калькуляторов, которые имеются на сайтах некоторых известных производителей, или по компьютерным программам – последний метод является наиболее точным.

Рассчитать основные технические параметры самостоятельно вручную по формулам не слишком сложно, результат можно сравнить с указанными в таблице данными, которые предоставляют некоторые производители. В таблице (рис. 11) отмечена мощность отопительного котла и объем обогреваемого помещения, подходящая модель насоса выбирается по этим данным. Табличные результаты не слишком точны – они не учитывают гидравлическое сопротивление, соответствующее потерям в прямой и обратной линии, но их можно использовать для проверки полученных вручную или на онлайн калькуляторах результатов.

Расчет тепловой мощности дома

Рис. 10 Расчет тепловой мощности дома

Для чего необходимо выполнять расчет

Ответ на данный вопрос очевиден, для оптимального подбора насосного оборудования необходим предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления, чем точнее вычисления, тем более оптимальным будет выбор. Правильно подобранный насос для отопления будет функционировать в пределах рабочей области, обеспечивающей наивысший коэффициент полезного действия – это позволит сэкономить энергоресурсы.

Также многие циркулярники имеют несколько скоростей регулировки частоты вращения – если вычисления верны, выбирают модель с оптимальной скоростью с таким расчетом, чтобы переключение на другие обороты позволяло комфортно использовать обогрев или экономить энергоресурсы без ухудшения условий проживания.

Расчет производительности насоса

Объем подачи электронасоса вычисляется по нескольким формулам, одна из которых:

Q = P/(1,163 х (Tf – Tr)) или Q = 0,86R/(TF–TR)  (м.куб./ч.)

где:

  • Q – объем прокачиваемого количества теплоносителя в м.куб./ч.;
  • P – тепловое потребление отапливаемых помещений (тепловая мощность) в Вт;
  • (Tf – Tr) – разница температур в трубах, выходящей от котла и подающей воду обратно (для длинных трубопроводов с водяными теплыми полами разность составляет около 20 С.; если используются короткие контуры с небольшим количеством радиаторов отопления, значение берется около 10 С.; если греют только теплый пол небольшой площади, температурный перепад принимают равным 5 С.);
  • 1,163 – коэффициент удельной теплоемкости воды в Вт.*ч./кг.*К. (для антифризов показатель имеет другое значение, определяется по справочной литературе).

Еще одна формула выглядит следующим образом:

Q = 3,6 х P/(С х (Tf – Tr)), (м.куб./ч.)

где: С – теплоемкость (для воды составляет 4,2 кДж./кг.*С), остальные символы аналогичны приведенным в предшествующей формуле.

При расчете тепловой мощности помещения, которое отапливают, руководствуются СНиП 2.04.07-86 для теплосетей, в них для одно- двухэтажных зданий при наружной температуре от -20 до -30º С принимается показатель теплового потребления 173 – 177 Ватт на один квадратный метр, для зданий большей этажности в три-четыре этажа данный параметр составляет 97 – 101 Вт./м.кв.

Понятно, что общая тепловая мощность потребляемой всем домом энергии, которая необходима для подсчетов, складывается из суммирования площадей всех помещений, в которых установлены отопительные радиаторы.

Приведенные выше формулы используются при начальных расчетах магистрали отопления – на их основе в зависимости от потребления тепла помещениями выбирается отопительный котел. Если он установлен, вместо необходимой тепловой мощности в формуле используются параметры котла, пример (мощность котла 50 кВт.):

Q = 50/(1,163 х 20С) = 2,15 м.куб./час. – объем подачи циркулярного насоса для генератора тепла мощностью 50 кВт., данный расход можно использовать для приблизительных вычислений.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Рис.11 Расчет насоса для системы отопления по мощности котла отопления на примере Wilo

Мощность системы отопления и требуемый напор

Напор является второй важной характеристикой насоса, он должен быть больше сопротивления магистрали, для определения его значения вычисляется гидравлическое сопротивление движению воды, формула имеет следующий вид:

H = (F х R × L)/(p × g) или (F х R × L)/10000 (м.)

где:

  • H – напор, выраженный в метрах водяного столба;
  • F – коэффициент для сантехнической арматуры, составляет 1,3 для фасонных деталей и 1,7 для термостатического вентиля или клапана, если в магистрали установлены оба вида комплектующих, коэффициент принимается равным 2,2, при наличии смесителя или гравитационного тормоза значение коэффициента равно 1,2, а общее значение при наличии всех 3-х составляющих следует увеличить до 2,6.
  • R – гидравлическое сопротивление или потери на трение в трубах, выражается в паскалях на погонный метр, лежит в диапазоне от 50 Па./м. до 150 Па./м. Дома старых лет постройки со стальными трубопроводами большого диаметра имеют малое гидравлическое сопротивление по сравнению с современными металлопластиковыми материалами других параметров, при их расчете значение R принимается равным 50 Па./м.;
  • p – плотность теплоносителя, при использовании воды ее показатель 1000 кг./м.куб.;
  • g – максимальная высота подъема водяного столба, ограниченная атмосферным давлением, составляет 10,33 метра (при расчетах округляется до 10) при отсутствии гидравлического сопротивления.

Пример расчета напора в линии, общей длиной 100 метров с металлопластиковыми трубами малого диаметра (гидравлическое сопротивление 150 Па./м.) при наличии фасонных деталей и сантехнической арматуры из термостатических клапанов и смесителя (коэффициент 2,6):

H = 150 х 100 х 2,6/10000 = 3,9 м.

Программа для расчета гидравлических сопротивлений

Рис. 12 Программа для расчета гидравлических сопротивлений

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

Как отмечалось выше, сопротивление, которое препятствует движению воды, при расчетах составляет от 50 до 150 Па./м, для более точного вычисления потерь можно воспользоваться компьютерной программой для определения значения гидравлического сопротивления давлению в трубе одной ветки.

После определения основных данных – напора и объема подачи, из каталога производителя подбирают нужную модель, используя графики зависимости напорных характеристик от объема прокачки. На диаграмме совмещают горизонтальную линию рассчитанного напора и вертикальную ось подачи, затем определяют модель по диаграмме рабочих характеристик.

Как видно из графика характеристик (точка на рис. 13), подходящая модель насоса, исходя из проведенных расчетов в случае выбора Wilo – Star RS 156, 256, 306 с тремя скоростями вращения вала электродвигателя.

Количество скоростей насоса

Известные производители насосного оборудования для отопления оснащают свои агрегаты переключателями частоты вращения вала, в некоторых моделях скорость работы устройства регулируется автоматически. При эксплуатации это создает дополнительные удобства: так как нагревание жидкости происходит довольно долго, для быстрого прогрева помещений можно выставить максимальную скорость работы электронасоса или сэкономить электроэнергию, установив минимальные обороты электродвигателя, когда помещение прогрето.

Количество скоростей, в зависимости от производителя, может составлять от 2-х до 4-х – чем их больше, тем более эффективно можно использовать циркулярник в отопительной системе, а самый экономичный вариант – электронное управление частотой вращения.

Подбор электронасоса по напорным характеристикам

Рис.13 Подбор электронасоса по напорным характеристикам

Производители и цены

Отопление является основной системой частного дома, в отличие от водопровода и канализации, его остановка может нанести существенный финансовый ущерб при поломках в зимнее время и размораживании. Даже если хозяева присутствуют в доме и циркулярник вышел из строя, придется срочно покупать новый прибор, а это не всегда возможно в глухих сельских районах. Также качественное насосное оборудование для отопления повышает комфортность проживания и экономит энергоресурсы – поэтому лучше выбирать модели от известных производителей, избегая описанных выше китайских подделок.

Wilo – известный немецкий производитель, поставляет на рынок широкую линейку бытовых циркулярников серии RS, Stratos, Smart, Top, все модификации имеют следующие особенности:

  • Выпускаются в соответствии с европейской директивой по энергосбережению EnEV для отопительных контуров с тепловой мощностью более 25 кВт, согласно которой допускается только автоматическое регулирование работы насосного оборудования и наличие не менее 3 ступеней регулировки потребляемой электроэнергии.
  • Рассчитаны на европейское напряжение переменного тока в 230/400 В с допустимыми отклонениями 10%.
  • Корпуса в основном сделаны из чугуна.
  • Мощность агрегатов в зависимости от напорных и объемных характеристик лежит в диапазоне от 40 до 200 вт., выбранный ранее электронасос для однодюймовой трубы Wilo – Star RS 256 имеет мощность 99 Вт.
  • Стоимость циркулярных электронасосов Wilo колеблется в пределах от 50 до 100 у.е.

Популярные марки циркулярников

Рис. 14. Популярные марки циркулярников Grundfos, Wilo, DAB

Grundfos – всемирно известный датский производитель насосного оборудования, на рынке представлены модели UP, UPS, UPSD, Solar и их более современные аналоги Alpha2, имеющие следующие особенности:

  • Корпуса изготавливают из чугуна, латуни и нержавеющей стали (маркируются литерой N).
  • Модели UPS оснащены 3-мя скоростями вращения вала, в Alpha2 частота регулируется автоматически.
  • Представлен широкий спектр мощных моделей с объемом подачи до 15 м./ куб. и напором до 15 м.
  • Стоимость электронасосов Grundfos составляет 70 – 100 у.е., цена мощных приборов может доходить до 500 у.е.

Если сравнивать мощность агрегатов Wilo и Grundfos, то аналогичный ранее рассмотренному прибору Star RS 256 от Wilo, Grundfos UPS 25-60 180 потребляет в полтора раза меньше электроэнергии – его мощность составляет 60 Вт. К тому же Grundfos имеет максимальный объем подачи в 4,35 м.куб./ч. против 3,5 м.куб./ч. у Wilo.

DAB – известный итальянский производитель, поставляет на рынок бытовые циркулярные насосы серии A и VA, их отличительные особенности:

  • Наличие 3-х скоростей вращения у однофазных моделей и встроенная защита от перегрузки.
  • Рабочая температура теплоносителя от -10 до +110 С.
  • Для бытового использования наиболее подходит линейка VA, максимальная производительность который составляет 3,5 м.куб. ч. и максимальный напор 6,5 м. (у серии A соответствующие максимальные показатели 16 м.куб.ч. и 11 м.).

Выбор моделей DAB является оптимальным вариантом по соотношению цены и качества, циркулярник DAB VA 35/180 с максимальными производительностью 3 м. куб./ч. и напором 4,3 м. стоит около 60 у.е. – это на 40 у.е. дешевле Grundfos и Wilo.

Параметры насосов DAB

Рис. 15 Параметры DAB

Рекомендации по установке насосов

При установке насосов в магистраль отопления необходимо соблюдать следующие правила:

  • Агрегат устанавливается таким образом, чтобы его вал занимал горизонтальное положение, направление перемещения теплоносителя должно соответствовать стрелке на корпусе прибора.
  • Крепление подобранного устройства производится разводным сантехническим ключом при помощи резьбового крепежа (накидные гайки от фитингов американка) с прокладками.
  • Подсоединение к системе электроснабжения производится согласно электрической схеме включения, при этом используют три провода сечением не менее 0,75 мм. кв. и внешним диаметром, рассчитанным на уплотнительную муфту в коробке.

Перед первым включением проверяют трубопровод на отсутствие посторонних предметов, герметичность резьбовых соединений, правильность подключения проводов и параметры питающей электросети, убеждаются в том, что краны запорной арматуры открыты.

При включении удаляют воздух из насоса выкручиванием резьбовой пробки, проверяют амперметром силу тока в обмотке электродвигателя (она должна соответствовать данным, приведенным на корпусной маркировке), убеждаются в отсутствии повышенной вибрации и шума при работе агрегата.

Подключение и монтаж циркулярника

Рис. 16 Подключение и монтаж циркулярника Grundfos с байпасной веткой

Особенности монтажа

Как правило, циркулярные электронасосы устанавливаются в магистраль с использованием байпаса – параллельного трубопровода с шаровым краном, через который подается теплоноситель при отключенной ветке насоса. Такая конструкция позволяет извлекать циркулярник для настройки, ремонта или замены без слива теплоносителя из системы.

Правильно выбрать циркуляционный насос для отопления – ответственная задача, решение которой лучше доверить специалистам. От выбранного агрегата зависит комфортность и эффективность работы системы отопления (оптимальный КПД устройства), расход электроэнергии, экономия которой при правильном решении может достигать 80%.

При желании можно самостоятельно провести расчеты по формулам, наиболее высокую точность подсчетов получают при использовании компьютерных программ. При работе с программами необходимо понимать, как правильно вносить данные – во многих случаях это требует специальных технических знаний, на получение которых придется потратить некоторое время

Источник: montagtrub.ru

Ответ

Расчет мощности насоса для отопления

Для того чтобы расчет циркуляционного насоса для отопления был осуществлен правильно, необходимо определиться с такими пунктами:

  • в каких целях будет использоваться насос;
  • принцип работы насоса;
  • его основные характеристики.

И только после этого можно рассчитывать мощность циркуляционного насоса.

Непринужденная циркуляция теплоносителя в системе отопления обеспечивается разницей плотностей нагретого и охлажденного теплоносителя. В случаях, когда производительность отопительной системы необходимо повысить или присутствует недостаточность скорости естественного движения теплоносителя, применяется циркуляционный насос. Его использование приводит систему к расчетным величинам.

Монтаж такого вида насоса значительно повышает эффективность работы отопительной системы. Вот почему расчет насоса для отопления так важен. Кроме того, его применение способствует установке трубопроводов с меньшим диаметром и соединению системы с котлами, у которых указаны завышенные требования к характеристикам теплоносителя.

В какой степени циркуляционный насос отвечает потребностям системы отопления, можно определить, исходя из следующих величин:

  • максимальный напор теплоносителя;
  • диаметр трубопровода;
  • температура теплоносителя;
  • максимальный объем потока теплоносителя;
  • химический состав;
  • плотность теплоносителя.

В расчет тепловых насосов для отопления входит много показателей. Одним из них есть оптимальная затрата (объем) теплоносителя, проходящего через свободный участок кольца циркуляции. Затрату рассчитывают по аналогии с расходом теплоносителя для котла: затрата теплоносителя, что проходит через котел, равна мощности котла.

Также в расчете учитывается сопротивление теплоносителя в трубе, которое он преодолевает при помощи циркуляционного насоса. Сопротивление тем больше, чем меньше диаметр трубы. Соответственно и мощность насоса должна быть выше.

Определение диаметра трубопровода происходит, в зависимости от расхода теплоносителя, двигающегося по ним с наибольшей скоростью.

Элементарная формула расчета тепла на отопление при необходимости поможет сделать это любому заинтересованному.

Расчет мощности насоса отопления производится, исходя из такого соотношения: на 10 м длины кольца циркуляции теплоносителя нужно 0,6 м напора. Стоит помнить, что такой способ расчета мощности насоса весьма упрощен, поскольку не включает некоторые моменты и особенности отопительных систем индивидуального пользования. Сложная отопительная система требует максимально точных расчетов.

Расчет мощности насоса для отопления

1. Производительность насоса Q

Для расчета производительности насоса необходимо знать один из следующих параметров:

а) отапливаемая площадь

б) мощность источника тепла

А. Если известна отапливаемая площадь, сначала надо рассчитать необходимую мощность источника тепла по формуле:

Qn — необходимая тепловая мощность, в кВт

Sn — отапливаемая полезная площадь здания, и м 2

Qуд — удельная теплопотребность здания

70 Вт/м 2 – для здания с более чем 2-мя квартирами

100 Вт/м 2 – для отдельно стоящих зданий с 1-2 квартирами

А, Б. Расчет производительности насоса производиться по формуле:

Qн — подача насоса, в м 3 /ч

1,16 — удельная теплоёмкость воды, в Вт х час/кг х о К

tr — температура воды на выходе из котла, в о С

tx — температура воды на входе в котел, в о С

Разница температур &#916t = tr – tx зависит от типа отопительной системы

&#916t = 20 о К для стандартных отопительных систем

&#916t = 10 о К для низкотемпературных отопительных систем

&#916t = 5 о К для системы теплых полов

2. Напор насоса Н

Самое важное замечание: напор циркуляционного насоса зависти не от высоты здания, а от гидравлического сопротивления отопительной сети. Поэтому необходимо рассчитать это сопротивление. Расчет производится по формуле:

Hн = (R x I + &#931Z) / (&#961 x g). где

Hн — напор насоса, в м

Если речь идет о старом здании, чаще всего можно говорить о приблизительном расчете параметров, поскольку документация вряд ли сохранилась. В этом случае расчет лучше вести по другой формуле:

Hн = (R x I + &#931Z) / (1000). где

Hн — напор насоса, в м

R – потери на трение в прямой трубе, в Па/м

I – общая длина трубопровода до самого дальнего нагревательного элемента, в м

SF – коэффициенты запаса для

1,3 – фитингов / арматуры

1,7 – термостатических вентилей

1,2 – смесителя / устройства, предотвращающего естественную циркуляцию

Опытным путем установлено, что в прямой трубе трубопровода возникает сопротивление порядка R = 100: 150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 1,0: 1,5 см на метр трубопровода. Определяется самая неблагоприятная ветка трубопровода между источником тепла и самым удаленным радиатором. Длина, ширина и высота складываются и умножаются на 2:

I = 2 x (a + b +h)

Для определения сопротивления всех дополнительных частей трубопровода можно использовать коэффициенты запаса ZF, исчисленные опытным путем. Значения этих коэффициентов для фитингов и арматуры составляют примерно 30% от потерь в прямой трубе, то есть:

ZF1 = 1,3

Если в системе установлены термостатические вентили, то значение общего коэффициента запаса будет следующим:

ZF = ZF1 x ZF2 = 1,3 x 1,7 = 2,2

Если же в системе присутствует смеситель, то при расчетах следует учитывать дополнительный коэффициент запаса, то есть:

ZF = ZF1 x ZF2 x ZF3 = 1,3 x 1,7 x 1,2 = 2,6

3. Выбор насоса.

После расчетов 1 и 2 должны получиться значения производительности и напора, определяющие рабочую точку, по которой выбирается модель насоса. У каждого насоса есть своя гидравлическая характеристика. Наиболее оптимальная работа насоса в средней трети графика (очень часто эта зона выделена толстой линией). Очень редко бывает, когда расчетная точка совпадает с гидравлической характеристикой насоса. аще всего эта точка лежит между характеристиками двух насосов. При выборе конкретной модели насоса не нужно выбирать саамы мощный, поскольку, даже менее мощный насос полностью обеспечит систему отопления.

Расчет мощности насоса для отопления

Нынешние схемы водяного отопления немыслимы без дополнительной стимуляции круговорота теплоносителя. В обогревающий контур включается дополнительное прокачивающее устройство, которое заметно ускоряет перемещение горячего гидроконтента.

Расчет мощности насоса для отопления

Без такой поддержки конвекционный оборот жидкости просто не создаст эффективную отдачу теплокалорий. Одна только конвекция порой вообще не в силах дать движение гидроконтента в контурах отопления из-за высокого гидросопротивления.

По упомянутым причинам знание алгоритма, как рассчитать циркуляционный насос. может стать определяющим при проектировании обогрева жилища. Любой прокачивающий жидкость агрегат оценивается по конструкции, надёжности, цене, производителю, простоте монтажа и обслуживания и пр. Но две характеристики всякого нагнетателя всё-таки принимают как главные. Это производительность и создаваемое рабочее давление (водяной столб). Именно эти ориентиры позволяют представить, насколько подходит нагнетатель для конкретной сети.

Установление нужной производительности

По интенсивности потерь тепла, которые несёт отапливаемое строение, в первую голову ориентируются, когда выбирают насос такого рода. Инженерные вычисления здесь предполагают хорошую осведомлённость по нескольким составляющим. Изначально расчёт мощности циркуляционного насоса отопления проводится в привязке к необходимому для прокачки объёму гидроконтента за временную единицу. Если выразить создаваемое при работе устройства давление в паскалях (Па), то выходные киловатты могут определяться так:

НП = 0,001Кю

где Кю – производительность или объём контента, который прокачивается за единицу времени (кубометры в секунду).

Для установления потребной производительности должна быть известна предполагаемая площадь отопления СО или же исходная мощность теплогенератора (котла) КюГ. Если известна только СО, то прежде рассчитывается КюГ :

КюГ = (СО х КюУ) / 1000 ,

где КюГ – необходимая мощность агрегата, который генерирует исходную теплоту

СО – реальная площадь предполагаемого обогрева

КюУ – удельная потребность помещения в тепле.

Последнее значение берётся из специальных справочников. Ориентировочно можно принять:

для частных домов КюУ

200 Вт/кв.м.

Чаще расчёт мощности циркуляционного насоса отопления проводится по таблицам и диаграммам, в которых сведены все нужные исходные характеристики в самых разных случаях применения.

Собственно производительность качающего устройства определяется так:

Кю = КюГ 1,16

Здесь Кю измеряется в куб.м/ч, КюГ – в кВт.

Установление потребного напора

Жидкость в любой гидросети неизбежно находится под определённым давлением. Эффективная подача гидроконтента на требуемую высоту подразумевает искусственное создание некоторого избыточного давления как-либо. При таком раскладе расчёт напора циркуляционного насоса обязателен для гарантированной и правильной работы всякой отопительной схемы. Именно этот механизм вынуждает теплонесущую жидкость «наматывать круги» по отопительному контуру.

Расчет мощности насоса для отопления

На пути гидроконтента встают различные преграды, которые стремятся задержать его «бег». Это разветвления, извивы трубных веток, перепады пропускных сечений. С учётом фильтров, гидроарматуры, управляющих узлов и т. п. на пути воды оказываются препоны, через которые она с превеликим трудом может едва «протиснуться» без активной принудительной прокачки. Собственно заданный нагнетателем напор и создаёт тот «стимул», благодаря которому круговорот обогревающей жидкости всё-таки происходит.

Вычисления делаются с ориентацией на то, что величина водяного столба тут определяется отнюдь не перепадом высот между разными ветками теплопровода, а суммарным гидросопротивлением всей схемы обогрева.

Hn=(D*F+SQ)/1000 ,

И до того, как рассчитать циркуляционный насос по данному показателю, надо установить значение гидравлической резистентности.

Экспериментально зафиксировано, что прямое трубное колено имеет сопротивление протеканию воды

120-150 Па/м.

Значение из этого диапазона ставим вместо D. Чтобы его преодолеть, нужно создавать соответственно давление в лишние 0,012-0,015 м водяного столба.

Расчёт протяжённости F ведётся по самой сложной трубной ветке от котла до радиатора. Её длина, умноженная на 2, подставляется в формулу вместо F.

SQ – коэффициент запаса для

1,3 – фитингов. арматуры

1,7 – термостатических вентилей

1,2 – смесителя( устройства, предотвращающего естественную циркуляцию)

Закончив расчёт напора циркуляционного насоса, используют этот результат наряду с мощностью для обоснованного выбора необходимого нагнетающего устройства.

Как подобрать нужную модель нагнетателя?

Полученные из расчётов величины мощности и напора используются для подстановки в диаграммы, на которых находится оптимальная точка динамического равновесия системы (сопротивление в сети равно напору нагнетателя).

Наибольший КПД работы последнего достигается, когда соотношение действительно работающей и потребляемой мощностей приближается к единице. Слишком мощный агрегат не годится, так как помимо лишних энергозатрат будет ещё провоцировать усиленный износ всей сети.

В реальной практике значения для формул округляются в большую сторону. По окончании расчётов выбирается механизм с показателями чуть меньшими. При таком раскладе удаётся без лишних трат приблизиться к наибольшей производительности обогревающего комплекса.

Расчет мощности циркуляционного насоса отопления

Расчет циркуляционного насоса для отопления производят с учетом всех технических характеристик выбранного оборудования для определенной системы отопления. Существуют специально разработанные нормативные требования, учитывающие все гидравлические режимы в различных тепловых системах.

Индивидуальный расчет циркуляционного насоса для отопления должен учитывать постоянное проектное давление в подающем и обратном трубопроводе при существующем режиме работы электрической сети. Агрегат должен быть оборудован устройством частотной регулировки оборотов двигателя для контроля перепадов давления теплоносителя вне зависимости от его расхода.

В рекомендациях о том, как рассчитать циркуляционный насос для отопления, упоминают такое явление, как кавитация. Оно представляет собой резкие скачки давления в насосе вследствие увеличения объема жидкости за счет образования пузырьков пара и последующим его уменьшением за счет схлопывания этих пузырьков. Чтобы уменьшить и исключить кавитационные проявления, нужно обеспечить такое давление во всасывающем патрубке, которое будет больше давления насыщения воды. Давление насыщения напрямую зависит от температуры теплоносителя – чем холоднее вода, тем меньше давление насыщения.

Большинство производителей насосного оборудования указывают кавитационную характеристику каждой модели (NPHS), которая численно равна такому минимальному давлению во всасывающем патрубке, при котором кавитация в насосе гарантированно исключена.

Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

Расчет мощности насоса для отопленияПеред тем, как рассчитать циркуляционный насос для отопления, нужно выполнить правильный подбор оборудования. Его осуществляют, исходя из схемы зависимости напора, принудительно поддерживаемого насосом, от объема воды, который через него проходит. Чтобы исключить гидравлическую разбалансированность в системе выбирают насос с запасом по напору до 20 % и по расходу до 30 %. В ряде прочих преимуществ насоса с «мокрым» ротором является пониженное шумообразование при его эксплуатации.

В рекомендациях о том, как рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, учитывают тот факт, что расход жидкости в отопительной системе прямо пропорционален тепловой нагрузке и обратно пропорционален изменению температуры теплоносителя.

Перед тем, как рассчитать напор циркуляционного насоса, нужно изучить гидравлические расчеты, представленные в проектах устройства агрегата. При определении напора обязательно учитывают давление естественной циркуляции системы, возникающей из-за различной плотности воды при перепадах температур на различных участках контура. Естественное давление будет положительным, если центр нагрева теплоносителя ниже центра понижения температуры и отрицательным, если центр нагрева выше центра понижения температуры.

Расчет параметров циркуляционного насоса включает определение оптимальной требуемой мощности оборудования. Величину мощности агрегата определяет значение передающего усилия от электродвигателя на муфту или рабочий вал оборудования. Параметр мощности выше полезной мощности на величину потерь от трения в рабочем колесе и общих гидравлических потерь.

Существуют рекомендации о том, как рассчитать мощность циркуляционного насоса, исходя из диаметра трубопровода. На каждые 10 метров циркуляционного контура нужно примерно 0,6 метров напора, обеспечиваемого насосом. Это достаточно общий расчет, не учитывающий индивидуальные особенности каждой отопительной системы. В сложной многоконтурной системе необходим более точный расчет по специальным формулам, которые учитывают множество факторов.

Существует специальная программа для расчета циркуляционного насоса, которая при вводе нужных параметров рассчитывает оптимальные показатели оборудования, подходящего для каждой конкретной теплосистемы.

Программы осуществляют расчет, исходя из разных вводимых значений. Например, насос подбирают исходя из его типа, материала изготовления, значений скорости работы и напряжения в электросети. Также существуют программы, осуществляющие выбор агрегата по модели и названию и т.д.

После расчетов на экран выводится полная техническая характеристика выбранного оборудования, проиллюстрированная, как правило, таблицами и графиками.

Похожие материалы

Врезка циркуляционного насоса в систему отопления проводится после подбора агрегата, оптимально подходящего для данной системы. Установка оборудования пройдет быстрее, если оно заранее укомплектовано всеми необходимыми.

Расчет мощности циркуляционного насоса отопления

Новичок

Помогите выбрать циркуляционный насос для отопления

Доброго времени суток!

Требуется помощь людей сведущих.

Система отопления почти собрана, а вот с насосами определиться не могу.

Сегодня основательно обложился методиками, кривыми и формулами. попытался рассчитать свою систему отопления. Но результаты вызывают некоторые сомнения.

Собрана двухконтурная система отопления. 1-ый контур для котла, остальное для нагревательных элементов.

Длина теплотрассы до распределяющего коллектора около 20 м.

Принял, что прямая труба и обратка 50 м. Труба полипропилен 40.

Для передачи всей мощности получилось, что нужен переток 1,4 м3/ч.

С учетом среднего гидравлического сопротивления котла напор 3,3 м.

Насоса UPS-32-40 для котельного контура вроде как хватает с лихвой.

Тут меня ничего не смущает, хотя может я и не прав в чем-то.

Дальше интереснее.

Будет 3 контура отопления.

1 этаж, теплый пол, 2 этаж.

1 этаж — 8 радиаторов, всего 60 секций. Одноконтурная система отопления.

Общая длина тоже около 50 м. Труба полипропилен 25.

Хочу снимать не менее 10 кВт мощности.

Получилось, что нужен переток 0,6 м3/ч.

Сопротивление с учетом радиаторов и вентилей 5 м.

Тут уже нужен насос USP-25-60. Не многовато ли? Может где-то ошибка?

Теплый пол. 4 контура. Самый длинный 60 м. Труба на 16 полиэтилен (специальная для теплых полов). Все 4 контура <200 м. Отапливаемая полами площадь 60 кв. м. покрытие плитка. Хотелось бы снять с нее порядка 5 кВт. Не знаю, будет или нет обжигать пятки Расчет мощности насоса для отопления, но запас заложить хочется.

Цифры получились интересные — напор 8 м при расходе 1 м3/ч (по каждому кольцу принял в 4 раза меньше). Насоса USP-25-60 уже недостаточно.

На этом считать закончил.

Пожалуйста подскажите какие цифры должны были получится при таких параметрах.

Чувствую, что сильно ошибся где-то.

Расчет мощности циркуляционного насоса отопления

Циркуляционные насосы позволяют избавиться от проблем, возникающих в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. В тепловых системах с циркуляционным насосом обеспечивается хорошая циркуляция теплоносителя в отопительных приборах, возможно расположение котла в произвольном месте, а также использование труб меньшего диаметра, чем в системах с естественной циркуляцией.

Выбор циркуляционного насоса является задачей, которую предстоит решить при проектировании системы с принудительной циркуляцией. По каким параметрам нужно выбрать циркуляционный насос для ситемы отопления?

В первую очередь, циркуляционный насос должен быть предназначен для систем отопления, то есть он должен выдерживать высокие (до 110 град. С) температуры. и работать на воде или других теплоносителях, применяемых в отопительных системах.

Затем нужно определиться с техническими характеристиками самого насоса. Важнейшие из них напор и подача. О том, что означают эти понятия можно узнать в статье Напор, подача и мощность насоса .

Для того, чтобы правильно выбрать технические параметры насоса используют его характеристику — спциальный график отражающий измение наопра и от расхода. На этот график насосится гидравлическая характеристика системы. определяемая ее гидравлическим сопротивлением. Пересечение этих графиков определит рабочую точку, которая укажет какой расход и напор обеспечит насос в данной системе.

Однако, производители не всегда публикуют характеристики насосов в виде графиков, а приводят только номинальные и предельные параметры работы. Кроме того, могут возникнуть сложности в определение гидравлической характеристики системы. По этим причинам подбор насоса часто осуществляют по значению номинального расхода и максимального напора.

Как определить требуемую подачу циркуляционного насоса в системе отопления

Подача (производительность) насоса — количество жидкости переносимое через его выходной патрубок в единицу времени. Оценить требуемую подачу насоса можно используя зависимость:

Расчет мощности насоса для отопления

Если вы хотите приблизительно определить необходимую подачу насоса, то можно воспользоваться правилом: за один час насос должен перекачивать объем, равный трем объемам всей системы отопления. Следует выбирать насос обеспечивающий запас 10-20 % по производительности.

Как определить требуемый напор циркуляционного насоса

Напор центробежных насосов чаще всего выражают в метрах. Значение напора позволяет определить какое гидравлическое сопротивление он способен преодолеть. В замкнутой системе отопления напор не зависит от ее высоты, а обуславливается гидравлическими сопротивлениями. Для определения требуемого напора необходимо произвести гидравлический расчет системы. В частных домах при использовании стандартных трубопроводов, как правило, достаточно насоса, развивающего напор до 6 метров.

Не стоит опасаться того, что выбранный насос способен развить больший напор чем вам нужно, т.к развиваемый напор определяется сопротивлением системы, а не числом указанным в паспорте. Если максимального напора насоса не хватит, чтобы прокачать жидкость через всю систему, циркуляции жидкости не будет, поэтому следует выбирать насос с запасом по напору .

Что означают цифры в обозначении циркуляционного насоса

Обычно вслед за названием циркуляционного насоса следуют цифры, например Циркуль 25-60. Первая цифра обозначает округленный диаметр патрубков, а вторая — напор в дециметрах.

Марка насоса

Если вы определились с характеристиками, то вам остается выбрать только марку циркуляционного насоса. Предлагаем несколько наиболее известных марок.

Насосы Циркуль фирмы Джилекс

Компания ДЖИЛЕКС — известный производитель центробежных, вихревых, погружных насосов и насосного оборудования. Производство компании находится в России в Климовске Московской области. Преимуществом насосов компании Джилекс можно назвать хорошее качество и приемлемые цены.

Расчет мощности циркуляционного насоса отопления

Как выбрать и купить циркуляционный насос

Перед циркуляционными насосами задачи стоят несколько специфические, отличные от водяных, скважинных, дренажных и т. п. Если последние предназначены для перемещения жидкости с конкретной точкой излива, то циркуляционные и рециркуляционные просто «гоняют» жидкость по кругу.

К подбору хотелось бы подойти несколько нетривиально и предложить несколько вариантов. Так сказать, от простого к сложному — начать с рекомендаций производителей и последним описать как рассчитать циркуляционный насос для отопления по формулам.

Подобрать циркуляционный насос

Этот простой способ подобрать циркуляционный насос для отопления порекомендовал один из менеджеров по продаже насосов WILO.

Принимается, что теплопотери помещения на 1 м. кв. составят 100 Вт. Формула для расчета расхода:

Общие теплопотери дома (кВт) х 0,044 = расход циркуляционного насоса (м. куб./час.)

Например, если площадь частного дома составляет 800 м. кв. требуемый расход будет равен:

(800 х 100) / 1000 = 80 кВт — теплопотери дома

80 х 0,044 = 3,52 м. куб./час — требуемый расход циркуляционного насоса при температуре в помещении 20 град. С.

Из ассортимента WILO для таких требований подойдут насосы TOP-RL 25/7,5, STAR-RS 25/7, STAR-RS 25/8.

Расчет мощности насоса для отопления

Касательно напора. Если система спроектирована в соответствии с современными требованиями (пластиковые трубы, закрытая система отопления) и нет никаких нестандартных решений, как-то высокая этажность или большая протяженность отопительных трубопроводов, то напора вышеуказанных насосов должно хватить «с головой».

Опять же, такой подбор циркуляционного насоса приблизительный, хотя в большинстве случаев он удовлетворит требуемым параметрам.

Подобрать циркуляционный насос по формулам.

Если есть желание перед тем как купить циркуляционный насос разобраться с требуемыми параметрами и подобрать его по формулам, то пригодится следующая информация.

определяем требуемый напор насоса

H=(R x L x k) / 100, где

H — требуемый напор насоса, м

L — длина трубопровода между наиболее удаленными точками «туда» и «назад». Другими словами это длина наибольшего «кольца» от циркуляционного насоса в системе отопления. (м)

Пример расчета циркуляционного насоса по формулам

Есть трехэтажный дом размерами 12м х 15м. Высота этажа 3 м. Дом отапливается радиаторами ( ∆ T=20°C) с терморегулирующими головками. Произведем расчет:

  • требуемая тепловая мощность

N (от. пл) = 0,1(кВт/м.кв.) х 12(м) х 15(м) х 3 этажа = 54 кВт

  • вычисляем расход циркуляционного насоса

Q = (0.86 х 54) / 20 = 2,33 м.куб/час

  • вычисляем напор насоса

Производитель пластиковых труб компания TECE рекомендует применять трубы с диаметром при котором скорость течения жидкости будет 0,55-0,75 м/с, удельное сопротивление стенки трубы — 100-250 Па/м. В нашем случае, для отопительной системы можно использовать трубу диаметром 40мм (11/4"). При расходе 2,319 м.куб/час скорость потока теплоносителя будет 0,75 м/с, удельное сопротивление одного метра стенки трубы 181 Па/м (0,02 м. вод.ст).

Определив рабочие характеристики циркуляционного насоса можно приступать к его подбору. Для такой системы можно купить циркуляционный насос

WILO YONOS PICO 25/1-8

Расчет мощности насоса для отопления

GRUNDFOS UPS 25-70

Расчет мощности насоса для отопления

Почти все производители, включая таких «грандов» как WILO и GRUNDFOS, размещают на своих сайтах специальные программы для подбора циркуляционного насоса. У вышеупомянутых компаний это WILO SELECT и GRUNDFOS WebCam.

Программы очень удобны, пользоваться ими достаточно просто. Особое внимание нужно уделить правильному вводу значений, что у неподготовленных пользователей часто вызывает затруднения.

Купить циркуляционный насос

При покупке циркуляционного насоса особое внимание следует уделить фирме-продавцу. В настоящее время на рынке Украины «гуляет» очень много контрафактной продукции. Чем объяснить, что розничная цена циркуляционного насоса на рынке может быть в 3-4 раза меньше, чем у представителя компании производителя?

Мы рекомендуем, перед тем как купить циркуляционный насос, выяснить его розничную цену на сайте производителя. Цена насосов у торгующих организаций вряд ли будет ниже более чем на 10-15%. И то, это — максимум. Если разница больше — лучше отказаться от покупки циркуляционного насоса в таком магазине.

По данным аналитиков, циркуляционный насос в бытовом секторе является лидером по энергопотреблению. В последние годы компании предлагают очень интересные новинки — энергосберегающие циркуляционные насосы с автоматической регулировкой мощности. Из бытовой серии у WILO это YONOS PICO, у GRUNDFOS — ALFA2. Такие насосы потребляют электроэнергии на несколько порядков меньше и существенно экономят денежные расходы владельцев.

Источник: sistema-otopleniya.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.