Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Содержание

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: 3 шага к удачной покупке

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Приветствую, камрады! Сегодня нам предстоит выяснить, как и по каким параметрам нужно выбирать циркуляционный насос для отопления. Поскольку статья ориентирована на новичков в области сантехники и гидродинамики, я приведу предельно простые схемы расчетов его параметров. Приступим.

Популярные модели насосов и их характеристики.

Из всего списка параметров прибора для нас важны всего три характеристики:

  1. Диаметр присоединяемой резьбы. Она указывается в дюймах у импортных насосов и в условных единицах (ДУ) у отечественной продукции;

ДУ, или условный проход указывает на возможность присоединения резьбы к трубе с определенным номинальным диаметром. Тот, в свою очередь, примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы в миллиметрах.

  1. Производительность в кубических метрах в час. Чем она больше, тем равномернее будут прогреты отопительные приборы в начале и в конце контура. Однако здесь есть ограничивающий фактор — гидравлические шумы: при скорости потока свыше 0,7 м/с теплоноситель начинает шуметь на фитингах и дросселирующей арматуре, а при скорости свыше 1,5 м/с — на изгибах розлива и подводок;
  2. Гидравлический напор в метрах. Он указывает на гидравлическое сопротивление трубопровода, которое способен преодолеть насос.

В маркировке прибора на фото указаны максимальная производительность, потребляемая мощность и напор при каждом из доступных значений мощности.

Шаг 1: диаметр резьбы

Здесь все просто: в общем случае размер резьбы должен соответствовать диаметру розлива. Если отопление разведено водогазопроводной резьбой ДУ 20 (или 3/4 дюйма), именно таким должен быть размер присоединяемой резьбы насоса.

Учтите, что для пластиковых и металлополимерных труб производители и продавцы указывают внешний диаметр. При одинаковом внутреннем сечении он отличается от номинального размера стальной трубы на удвоенную толщину стенки. Скажем, насос с размером резьбы 20 мм ставится в разрыв розлива из полипропиленовой трубы диаметром 25 мм.

Особый случай

Размер резьб насоса может быть намного меньше размера розлива, если он используется для модернизации отопительной системы с естественной циркуляцией. В этом случае установка прибора выглядит несколько необычно: он врезается не в разрыв розлива, а параллельно ему; байпас между перемычками комплектуется шариковым обратным клапаном или шаровым краном.

Врезка насоса параллельно розливу с шариковым обратным клапаном на байпасе.

С чем связана столь странная инструкция?

Дело в том, что при такой схеме врезки насоса контур может работать и с естественной, и с принудительной циркуляцией. При работе насоса обратный клапан препятствует потере напора через байпас, а при обесточивании прибора автоматически открывается обратный клапан (или шаровый кран, но уже вручную), и система продолжает работу как гравитационная.

Шаг 2: производительность

Как рассчитать мощность насоса для отопления (точнее, его производительность в кубометрах в час)?

Если параметры отопительного котла или отдельного контура, который предстоит обслуживать насосу, известны заранее, то расчет насоса для системы отопления выполняется по формуле Q = 0,86 x P/dt.

В ней:

  • Q — искомая производительность (м3/час);
  • P — значение тепловой мощности котла или контура в киловаттах;
  • dt — перепад температуры между подающей и обратной нитками. Этот перепад определяет то количество тепла, которое отдает участок отопительной системы.

В типичной автономной системе температуры на выходе котла и на его входе различаются на 20 °С (70/50 — 80/60 градусов).

В автономной отопительной системе температура подачи крайне редко превышает 75-80 градусов.

Насос с регулятором мощности нужно подбирать по производительности в среднем положении регулятора. Это даст возможность скорректировать производительность при ошибке в любую сторону.

Давайте своими руками выполним расчет насоса для частного дома с котлом мощностью 32 кВт. Температуру подачи примем равной 75 градусам, обратки — 55. Наша формула примет вид Q=0,86 х 32 / (75-55) = 1,376 м3/час.

Расчет теплопотерь

Если отопительная система находится на стадии проектирования, то перед расчетом производительности насоса нам придется оценить необходимое зданию или отдельному его помещению количество тепла. Оно должно покрывать теплопотери в нижний пик зимних температур.

Структура теплопотерь жилого дома.

Теплопотери проще всего рассчитать по еще одной формуле — Q=V*Dt*k/860. Переменные в этой формуле в порядке слева направо:

  1. Мощность отопительного котла или участка контура (кВт);
  2. Отапливаемый объем (м3);
  3. Расчетный перепад температуры между улицей и домом в градусах;
  4. Коэффициент рассеивания тепла.

Вычисление объема помещения, думаю, не вызовет затруднений у читателя: азы геометрии мы все проходили в школе. А вот две оставшихся переменных нуждаются в разъяснениях.

  • Dt вычисляется как разница между санитарной нормой температуры в жилом помещении (для частного дома 20-22 градуса в зависимости от климата региона) и наружной температурой в самую холодную для вашего региона пятидневку;

Распределение температур самых холодных пятидневок зимы по территории РФ.

Изображение Коэффициент рассеивания тепла
06-0,9: отличное утепление (фасад с пенопластовой шубой, тройные стекла).
1-1,9: среднее утепление (стена в пару кирпичей, однокамерные стеклопакеты)
2-2,9: плохое утепление (щитовые стены, окна со стеклами в одну нитку).
3-4: неутепленное строение (холодный склад со стальными стенами)

Как видите, цена экономии на теплоизоляции — многократный перерасход энергоносителей. Простое утепление фасада с заменой окон на энергосберегающие способно в 2-3 раза сократить ваши счета за газ или электроэнергию.

Давайте посчитаем, сколько тепла требуется мансарде площадью 60 квадратных метров со средней высотой потолка 2,4 метра, расположенной в Севастополе (средняя температура пяти самых холодных дней зимы — -14°С). Утепление — по 50 мм минваты и пенопласта, окна — энергосберегающие однокамерные.

  1. Коэффициент рассеивания будем считать равным 0,8;
  2. Объем помещения равен 60 х 2,4 = 144 кубометра;
  3. Максимальная дельта температуры между мансардой и окружающим ее воздухом — (20 — -14) = 34 °С;
  4. Потери тепла равны 144 х 34 х 0,8 / 860 = 4,55 кВт.

На практике мансарда с такими характеристиками обогревается кондиционером с тепловой мощностью в режиме обогрева 4,1 кВт.

Шаг 3: напор

Расчет напора, или способности преодолевать гидравлическое сопротивление циркуляционного насоса проще всего выполнить по схеме, предложенной инженерами немецкой компании Wilo.

Он рассчитывается по формуле J = R х L х k, где:

  1. R —гидравлические потери на одном метре розлива (105-150 Па, или 0,0107- 0,0152 метра напора);
  2. L — длина розлива;
  3. К — коэффициент поправки. Он принимается равным 1,3, если розлив разрывается запорной арматурой, 2,2, если он дросселирован, и 2,6 — если на розливе стоит запорно-регулирующая арматура обоих типов.

Так, в 50-метровом розливе из полипропиленовой трубы (удельное падение напора 0,0107 м/м.пог.) с разрывающими его дросселями общее падение напора составит 0,0107 х 50 х 2,2 = 1,177 метра, или 0,1177 кгс/см2.

50-метровый дросселированный отопительный розлив в моем доме работает с встроенным в котел насосом, создающим напор в 2 метра.

Справка: в многоквартирном доме система отопления функционирует с перепадом между смесью (после водоструйного элеватора) и обраткой всего в 1/5 атмосферы, или 2 метра.

Заключение

Надеюсь, что мои рекомендации помогут вам не ошибиться при выборе насоса. Узнать больше об этих приборах вам поможет видео в этой статье. Жду ваших комментариев к ней. Успехов, камрады!

Источник: https://otoplenie-gid.ru/operacii/raschety/823-raschet-cirkulyacionnogo-nasosa-dlya-sistemy-otopleniya

Расчет и выбор циркуляционного насоса

Большинство систем отопления в частных домах имеют принудительную или комбинированную циркуляцию воды. Неотъемлемой частью такой системы является циркуляционный насос, обеспечивающий движение воды по радиаторам и трубам. Для того чтобы ее работа была максимально эффективной, необходимо сделать правильный расчет и выбор циркуляционного насоса для системы отопления.

Виды циркуляционных насосов

Конструкция типового циркуляционного насоса состоит из корпуса, изготовленного из нержавеющего металла, керамического ротора и вала, оснащенного колесом с лопастями. Ротор приводится в действие с помощью электродвигателя. Подобная конструкция обеспечивает забор воды с одной стороны устройства и ее нагнетание в трубопроводы со стороны выхода. Движение воды по системе происходит за счет центробежной силы. Таким образом, преодолевается сопротивление, возникающее на отдельных участках труб отопления.

Читайте также  Какое давление создает циркуляционный насос

Все подобные устройства разделяются на два типа – сухой и мокрый. В первом случае отсутствует контакт ротора с перекачиваемой водой. Всю его рабочую поверхность от электродвигателя отделяют специальные защитные кольца, тщательно отполированные и подогнанные между собой. Работа насосов сухого типа считается более эффективной, однако в процессе эксплуатации возникает довольно сильный шум. В связи с этим, для их установки оборудуются отдельные изолированные помещения.

При выборе таких моделей следует учитывать наличие воздушных завихрений, образующихся во время работы. Под их воздействием в воздух поднимается пыль, которая может легко попасть внутрь устройства и нарушить герметичность уплотнительных колец. Это приведет к выходу из строя всей системы. Поэтому в качестве защиты между кольцами присутствует тончайшая водяная пленка. Она обеспечивает смазку, предотвращая преждевременный износ колец.

Циркуляционные насосы мокрого типа имеют отличительную особенность в виде ротора, постоянно находящегося в перекачиваемой жидкости. Место расположения электродвигателя надежно отделено герметичным металлическим стаканом. Данные устройства как правило используются в небольших отопительных системах. Они значительно меньше шумят при работе и не требуют дополнительных мероприятий по техническому обслуживанию. Обычно такие насосы периодически ремонтируются и настраиваются до нужных параметров.

Существенным недостатком этих насосов считается низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточной герметичности гильзы, разделяющей статор и теплоноситель. Выбирая нужную модель, следует обращать внимание на то, чтобы в насосе был не только мокрый ротор, но и защищенный статор.

Последние поколения циркуляционных насосов практически полностью автоматизированы. Умная автоматика обеспечивает своевременное переключение уровня обмоток и существенно увеличивает производительность устройства. Такие модели чаще всего используются при стабильном или незначительно изменяющемся расходе воды. Благодаря ступенчатой регулировке, появилась возможность выбора наиболее оптимальных режимов работы и существенной экономии электроэнергии.

Рекомендации по установке насосов

Для того чтобы обеспечить нормальную циркуляцию жидкости в системе отопления, нужно сделать правильный выбор места, где будет установлен насос. Следует определить такое место в области всасывания воды, в котором всегда присутствует избыточное гидравлическое давление.

Чаще всего выбирается наиболее высокая точка трубопровода, от которой расширительный бак поднимается на высоту примерно 80 см. Применение данного способа возможно при условии помещения с большой высотой. Обычно практикуется установка расширительного бака на чердаке, при условии его утепления на зимний период.

Во втором случае трубка переносится от расширительного бака и врезается вместо подающего трубопровода в трубу обратной подачи. Возле этого места находится всасывающий патрубок насоса, поэтому для принудительной циркуляции создаются наиболее благоприятные условия.

Третий вариант установки заключается во врезке насоса в трубопровод подачи, непосредственно за точкой, в которую поступает вода из расширительного бака. Использование такого подключения возможно, если конкретная модель обладает устойчивостью к высокой температуре воды.

Рекомендации по выбору насоса

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления частного дома, должен хорошо выполнять свои основные функции. К каждому такому устройству предъявляются определенные требования.

  1. Агрегат должен обладать необходимой продуктивностью или производительностью работы. Расчет этого параметра осуществляется в условиях минимальной нагрузки на устройство.
  2. Другим критерием выбора является давление, обеспечивающее необходимый напор в трубах и всей системе. В этом случае нужно учитывать условия эксплуатации. Они зависят от объема помещений, вида жидкости в системе, температуры окружающей среды и самого теплоносителя. Большое значение имеет диаметр используемых труб.
  3. При покупке нужно обязательно учитывать внешние факторы, связанные с размерами агрегата, уровнем шума во время работы, сложностями технического обслуживания.

Правильный выбор насоса обеспечивает его надежную и устойчивую работу, продолжительную эксплуатацию в сложных условиях.

Расчет производительности циркуляционного насоса

Перед тем как выбирать нужную модель циркуляционного насоса, следует заняться гидравлическим расчетом системы. Значение рабочей производительности насоса тесно связано с тепловой мощностью рассматриваемой системы отопления. Следовательно, объем теплоносителя, перекачиваемый таким агрегатом, должен обеспечивать тепловую энергию радиаторам во всех помещениях. Поэтому для расчетов потребуется значение тепловой мощности, необходимой для обогрева помещений и всего здания.

В качестве примера можно использовать частный дом, площадь которого составляет 100 м2. Значение тепловой мощности будет соответственно в пределах 10 кВт.

Далее производительность насоса рассчитывается по следующей формуле: G = 3600Q/(ct), в которойGявляется необходимым количеством теплоносителя(кг/ч),Qтепловой мощностью системы (кВт), с – представляет собой удельную теплоемкость воды, равную4,187 кДж/кг ºС, Δt – является разницей температур в подающих и обратных трубах. Для расчетов берется ее температура, составляющая 200С. Таким образом, в соответствии с исходными данными, производительность циркуляционного насоса будет равна: 3600 х 10 х 4,187 х 20 = 429,9 кг/ч или в более крупных единицах – 0,43 т/ч.

При выборе насоса можно заметить, что в техническом паспорте вместо массовых единиц расхода указаны объемные. В этом случае необходимо выполнить перевод массы воды в ее объем с помощью плотности, составляющей 0,983 т/м3 при t = +600С: 0,43/0,983 = 0,44 м3/ч. Полученное значение и будет вычисляемой рабочей производительностью устройства.

Расчет гидравлического сопротивления 

Чтобы рассчитать гидравлическое сопротивление, необходимо знать производительность и напор циркуляционного насоса. Методика расчета первого параметра уже рассматривалась выше, поэтому основное внимание следует уделить напору. Вначале нужно определить гидравлическое сопротивление, поскольку напор агрегата постоянно сталкивается с необходимостью преодоления сопротивления, возникающего в процессе циркуляции воды.

Чем большим сопротивлением обладает система, тем больше потребуется напор используемого насоса. Его значение определяется в паскалях (Па) или в метрах водяного столба. Например, столб воды, высотой 10 м создает напор в 100000 Па, что соответствует также 1-й атмосфере.

В первую очередь гидравлическое сопротивление определяется в наиболее неблагоприятной части системы. Только после этого подбирается насос, напор которого не должен быть меньше полученного результата.

Общее значение гидравлического сопротивления включает в себя сопротивления на прямых участках и все имеющиеся местные сопротивления. К местным относятся сопротивления, охватывающие изгибы, тройники, редукционные переходы и другие сложные места.

При расчетах в обязательном порядке учитывается предельно допустимая скорость движения воды в трубопроводах. Это позволит предотвратить излишний шум во время работы системы.

Таблица с параметрами, имеющими постоянное значение:

Расположение участков трубопроводов Скорость движения воды в трубах W, м/с Потери давления на трение R, Па/м
Внутри жилого дома. Стояки и отопительные приборы 0,5-0,7 50-100
Внутри жилого дома. Основные распределительные трубопроводы, находящиеся в подвале. 0,8-1,5 100-200
Внутри промышленных зданий. Отопительные приборы и распределительные трубопроводы. 1,0-2,0 100-250

В соответствии с этой таблицей потери на прямых участках определяются с помощью формулы: Rпр = Rxl, где R – потери давления на трение (Па/м), а l – длина отдельных участков трубопроводов.

Таким образом, расчет и выбор циркуляционного насоса для системы отопления вполне возможно выполнить самостоятельно. Однако все вычисления, касающиеся сложных отопительных систем, желательно поручить специалистам, хорошо разбирающимся в данном вопросе.

Источник: https://electric-220.ru/news/raschet_i_vybor_cirkuljacionnogo_nasosa/2016-11-01-1103

Расчет насоса для отопления, характеристики циркуляционного насоса — мощность и скорость

Система отопления в частном или загородном доме нуждается в специальном насосе, который будет помогать теплоносителю, циркулировать по трубам. Благодаря такому циркуляционному насосу удается добиться того, что все помещения в доме нагреваются наиболее равномерным образом.

Установка такого устройства предполагает проведение некоторых расчетов. Расчет насоса для отопления может зависеть от некоторых определенных обстоятельств. Для начала, необходимо определиться с типом насоса. Насос может быть «мокрым» или «сухим».

Их отличие состоит в том, что у первого насоса рабочая область находится под слоем воды, то есть, в перекачиваемой среде.

Такой насос не нуждается в дополнительной смазке или увлажнении. Однако необходимо учесть, что водяной напор или сопротивление во многом могут оказывать влияние на функциональную мощность агрегата. Разберемся же, как рассчитать насос для отопления.

Расчет мощности отопительного насоса

Как рассчитать мощность отопления насоса? Выбирая насос для отопительной системы, необходимо обратить внимание на ту рабочую точку, с которой начинается его работа. В этой же точке будет произведена его установка. Расход и напор воды будут показателями, характеризующими позицию насоса. Для измерения расхода воды используется такое значение, как кубические метры воды в час (скорость насоса в системе отопления), а напор измеряется в метрах. Такие показатели во многом зависят от того, какими характеристиками обладает насос.

Рабочая точка насоса системы отопления

Производя расчет насоса для отопления, лучше всего выбрать такой вариант, при котором мощность его начальной точки будет приравнена к той мощности, которую потребляет сама система отопления.

Данную закономерность можно отследить только на особом графике. Эта процедура поможет определить, если тот или иной насос по своим показателям мощности подходит для вашей отопительной системы.

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД

Где:

р – уровень плотности воды;

Q – уровень расхода воды;

Н – уровень напора воды.

Таким образом и делается расчет мощности насоса для отопления.

Вычисляем уровень производительности насоса

Для того чтобы произвести расчет циркуляционного насоса для отопления, потребуется воспользоваться следующей формулой:

Q = S * Qуд / 1000

Где:

S – обогреваемая площадь;

Qуд – это уровень удельного потребления теплоэнергии;

Данный показатель в квартирах и в частных домах будет несколько отличаться. В квартирах удельное потребление тепла составляет около 70 Ватт на один квадратный метр площади, а в частных домах данный показатель может достигать 100 Ватт на один квадратный метр.

Показатель подачи воды

Уровень подачи воды можно вычислить посредством следующей формулы:

V = Q / (1,16 * T)

Где:

V – это уровень подачи жидкости;

1,16 – это стабильное значение;

T – представляет разницу температур.

Температурная разница, в среднем, может варьировать от 10 до 20 градусов.

Расчет уровня напора воды

Благодаря следующей формуле можно выявить уровень напора водяного насоса:

H = R * L * ZF / 10000

Где:

R – сопротивление трубопровода и отопительной системы;

L – представляет собой наиболее длинный отрезок отопительной системы;

ZF – это коэффициент запаса.

В традиционной схеме отопительной системы такой коэффициент имеет значение 2,2.

Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения

Кавитация – это такой процесс, во время которого в отопительной установке благодаря уменьшению давления образуются молекулы пара. Такой процесс имеет место в том случае, если в трубах снизится или повысится скорость потока жидкости.

Кавитация в системе отопления

Если отопительная система характеризуется слишком низкими или слишком высокими температурами, то такое явление может сказаться отрицательным образом. Пар, который образуется, собирается в пузырьки, и если они лопаются, то, тем самым, наносят повреждение материалу, из которого изготовлены трубы или другие компоненты системы отопления.

Правильно выбранное устройство и верно осуществленный расчет мощности циркуляционного насоса отопления станут гарантией того, что работа системы отопления и системы водоснабжения будет наиболее эффективной.

Если у вас не получается самостоятельным образом произвести такие операции, как как рассчитать насос для отопления, или вы сомневаетесь в их правильности, то лучше доверить это дело профессионалу в данной области. Специалист не только поможет с выбором помпы или произведением расчетов, но также займется непосредственно и установкой насоса.

Автоматизация насосного оборудования

Для нормального функционирования такие насосы должны потреблять электроэнергию. На сегодняшний день электричество не является дешевым, поэтому многие задумываются о том, как сделать работу насоса более экономной с точки зрения потребления электроэнергии.

Устройство для автоматической регулировки, потребляемой насосом электроэнергии, поможет вам в этом деле. Благодаря такому устройству количество потребляемого электричества снизится почти в два раза.

Если приобрести более современное оборудование, то оно позволит сократить до 80% электроэнергии. Однако необходимо учесть, что и циркуляционный насос для отопления, характеристики (такие как мощность, скорость насоса отопления) его должны быть последнего поколения. Автоматизированная система позволяет вести контроль над возможностями агрегата, в том числе и над потребительскими. Достигается экономия за счет того, что на устройство не оказывается полная нагрузка, так как система позволяет использовать весь потенциал устройства.

Источник: http://otoplenie-doma.org/raschet-nasosa-dlya-otopleniya.html

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления — расчет, характеристики, выбор

Известно, что установка циркуляционного насоса в обратную магистраль отопления может существенно снизить затраты на ее эксплуатацию. Действительно, под действием создаваемого давления теплоноситель проходит рабочий контур значительно быстрее и поступает в котел менее остывшим. Поэтому на его нагрев до рабочей температуры затрачивается гораздо меньше энергии, чем для системы естественной циркуляцией.

Установленный в систему отопления циркуляционный насос

Для того чтобы получить максимум пользы от этого эффекта, очень важно правильно подобрать характеристики насоса, соответствующие потребностям всей инфраструктуры отопления.

Основные параметры насосов для систем отопления

В системах отопления используются насосы циркуляционного типа, которые осуществляют подачу жидкости за счет центробежной силы вращения лопастей, установленных внутри корпуса. Основными параметрами таких насосов являются:

  • Производительность. Показывает, какой объем жидкости насос может пропустить через себя за час работы. Измеряется в м3/ч и зависит от гидравлического сопротивления магистрали;
  • Напор. Это как раз и есть то самое гидравлическое сопротивление. Данная характеристика определяет максимальную высоту, на которую насос может поднять столб воды;Циркуляционный насос производства фирмы Wilo
  • Присоединительные размеры. Подбор необходимо производить с учетом диаметра подключаемых труб отопления (чаще всего 25 или 32 мм) и длины корпуса (насос должен уместиться в отведенное для него место);
  • Максимальная температура. задача циркуляционного насоса – перекачивать нагретый теплоноситель. Поэтому лучше лишний раз проверить этот параметр и выбрать устройство, по которому может проходить жидкость с температурой до 110 °C;
  • Производитель. Как и во многих других случаях, лучше покупать изделия проверенных поставщиков. На рынке насосного оборудования это такие компании, как Grundfos, Vortex, Джилекс, Wilo и другие.

Расчет насоса в основном производят по первым двум значениям. Обычно они указываются в инструкции на устройство в виде графика, который называется расходно-напорной характеристикой.

Подбор насоса в зависимости от напора и производительности

Если у насоса есть несколько рабочих скоростей, то такие характеристики должны приводиться для каждой из них.

Тепловая потребность помещения

Главной отправной точкой, с которой начинается подбор циркуляционного насоса, является потребность помещения в тепле. Ее необходимо рассчитать для максимально холодного времени года. Лучше всего, конечно, обратиться к профессиональным проектировщикам, которые проведут расчет с использованием специальных методик.

Если такой возможности нет, можно подобрать нужное значение приблизительно, исходя из размеров отапливаемого помещения.

Строительные нормы и правила определяют для Московского региона величину необходимой удельной тепловой мощности в 173 кВт/м2 для домов в один и два этажа и 98 кВт/м2 для трех- и четырехэтажных строений.

Общее потребление тепла можно рассчитать, умножив эти цифры на площадь помещения.

Производительность насоса

Значение производительности вычисляется по простой формуле: G = Q/(1,16 х ΔT), где ΔT – разница температур в подающей магистрали и обратке. Обычно она составляет 20 °С для стандартной двухтрубной системы и 5 °С для теплых полов. Q – значение тепловой потребности, полученное на предыдущем этапе.

Напор

Создаваемый напор должен обеспечить преодоление сопротивления трубопровода. В зависимости от этапа, на котором устанавливается насос, оценить этот параметр можно разными способами.

Устройство новой системы отопления обычно начинается с проектирования, в ходе которого требуемый напор вычисляется по известным формулам. Расчет производится с использованием значений, указанных в паспортах на комплектующие: трубы, фитинги, запорную арматуру и т. д.

Для уже существующей системы подбор точного значения гидравлического сопротивления сделать сложно, поэтому в таких случаях проводят приблизительный расчет:

  • Потери на прямых участках трубы. Опытным путем установлено, что на преодоление 1 м магистрали отопления требуется 0,01 – 0,015 м напора;
  • Потери в фитингах. Они оцениваются примерно в 30% от потерь на прямых участках;
  • Часто для того чтобы выбрать температурный режим в комнате, на входе батареи устанавливают терморегулирующие клапаны. Они очень удобны в использовании, но увеличивают общее гидравлическое сопротивление системы примерно на 70%;
  • Устройство, препятствующее естественной циркуляции (обратный клапан), как и трехходовой кран, добавляют к полученному значению еще 20%.

Правильный выбор

Получив требуемые значения параметров (их сочетание называется рабочей точкой), можно приступать к выбору конкретной модели. Теоретически подойдет любой насос, технические характеристики которого не хуже рассчитанных. Однако стоит учесть некоторые рекомендации:

  • Желательно постараться оценить положение найденной рабочей точки на расходно-напорной характеристике каждого циркуляционного насоса. А выбрать лучше тот насос, у которого рабочая точка расположена ближе всего к графику;
  • Принцип «больше — не меньше» здесь не очень актуален: насос с заведомо более высокими характеристиками, конечно, заработает, но будет потреблять лишнюю электроэнергию и, возможно, создавать излишний шум;
  • Необходимо учитывать, что расчет производительности обычно производится исходя из максимальной нагрузки при самой низкой температуре на улице. Такой режим системы отопления будет использоваться всего несколько дней в году. Если вам кажется, что насос немного избыточен, лучше подобрать чуть меньший по мощности;
  • Не забывайте, что у всех современных насосов есть три скорости. Переключая их, можно оптимизировать работу вашего оборудования отопления. В простых моделях это делается вручную, а в более дорогих подбор режима функционирования полностью автоматизирован.

Насосы с электронным управлением

Отопительный сезон в нашем регионе в среднем длится 8 месяцев. Это 5500 – 6000 часов, в течение которых система отопления работает постоянно, и потребляет сотни киловатт электроэнергии. Учитывая, что подбор циркуляционного насоса производится с запасом и на самую холодную пятидневку в году, несложно предположить, какой перерасход электричества происходит в относительно теплые периоды осени и зимы.

Читайте также  Какое давление создает насос малыш

Хорошо сэкономить на оплате счетов за электроэнергию поможет насос с функцией Autoadapt.

Анализ статистики положения термостатов, установленных в системе отопления (открыты или закрыты), который постоянно проводит электронное устройство управления, позволяет осуществить подбор оптимальной скорости вращения крыльчатки насоса.

Наиболее популярные модели насосов с электронным управлением (кликабельно)

Предположим, анализ показал, что в какой-то период термостаты системы большую часть времени были закрыты. Это значит, что в помещении всегда тепло. Прибор автоматически установит минимальную скорость работы насоса, что, конечно, отразится и на потребляемой мощности.

Практика показывает, что установка циркуляционного насоса с электронным управлением позволяет снизить потребление энергии примерно в три раза.

Практический пример расчета

Допустим, нам надо произвести расчет и подобрать насос для системы отопления двухэтажного частного дома площадью 200 квадратных метров. Общая длина трубопровода, включая обратную магистраль — 40 метров, в системе установлен теплорегулирующий вентиль.

  1. Расчет тепловой потребности. Умножаем нормативную удельную потребность на площадь: 173 кВт/м2 * 200 м2 = 34,6 кВт.
  2. Производительность циркуляционного насоса. Двухтрубная система отопления без теплых полов предполагает перепад температур на входе и выходе котла в 20 °С. Применяя соответствующую формулу, можем рассчитать требуемую производительность. Получаем: G = 34,6 /(1,16*20) = 1,49 м3/ч.
  3. Расчет гидравлического сопротивления трубопровода. Будем использовать приблизительную оценку. Исходя из приведенной методики, получаем: H=40*0,015*1,3*1,7 = 1,33 м.

Теперь необходимо проанализировать технические характеристики насосов, обеспечивающих такие параметры, после чего выбрать из них наиболее подходящий и экономичный. Рассмотрим этот процесс на примере модельного ряда Grundfos.

Циркуляционный насос Grundfos

Принимая во внимание приведенные выше рекомендации, делаем вывод — для решения поставленной задачи лучше всего подойдут следующие модификации:

  • Grundfos UPS 25/40 – рекомендуемый расход 1,55 м3/ч, напор до 4 м;
  • Grundfos UP 20-30 N — рекомендуемый расход 2,5 м3/ч, напор до 2,75 м;
  • Grundfos Alpha 2 L 25 40 — рекомендуемый расход 1,55 м3/ч, напор до 5,5 м.

Первая и третья модели имеют параметры, наиболее близкие к расчетным, а также одинаковую потребляемую мощность (60 Вт на максимальной скорости). Насос серии Alpha чуть дороже за счет более качественных подшипников и наличия встроенного теплового реле. Этот аппарат более надежен и, возможно, проработает дольше своего аналога. Поэтому для нашего тестового случая выбираем Grundfos Alpha 2 L 25 40.

Источник: https://all-for-teplo.ru/nasosy/raschet-i-podbor.html

Циркуляционный насос для отопления: как рассчитать мощность и производительность, формулы, фото и видео

: 1 954

Чуть ниже мы рассмотрим самую распространенную схему расчетов насосов, для того чтобы сделать правильный выбор циркуляционного насоса. Для этого понадобиться знать основные технические характеристики. Циркуляционный насос для отопления частного дома, как рассчитать его мощность.

Во-первых, циркуляционный насос для отопления должен выдерживать высокую температуру проходящей жидкости в системе около 110°C. Другими немаловажными параметрами являются рабочий напор и расход. Рабочий напор или другими словами рабочее давление измеряется в метрах водяного столба. Для рабочего расхода используется единица измерения 1 /ч.

Расчет мощности отопления

Как говорилось уже ранее, прежде чем купить ту или иную современную модель циркуляционного насоса для отопления, необходимо произвести расчеты мощности отопления. Какую температуру воздуха вы хотите? Сколько теплоты должно выделяться, для равномерного отопления помещения?

Для того, чтобы вычислить количество теплоты вы должны знать несколько характеристик отапливаемого помещения. Выясните площадь помещения: в частном или многоквартирном доме. Для отопления многоквартирного дома на 1 м2 требуется 70 Ватт мощности. Для частного дома этот показатель увеличивается до 100 Ватт. Однако нормы могут быть снижены до промежутка 29-49 Ватт на 1 м2. Это происходит в том случае, если здание обладает хорошей теплоизоляцией. Такие нормы установлены в странах Европы.

Таблица тепловой мощности

В России и странах СНГ устанавливаются следующие требования:

  • жилые здания ≤ 3 эт. необходимо отапливать с мощностью от 174 до 177 Ватт на 1 , при условии, что на улице от -25°C до -30°C соответственно;
  • жилые здания ≥ 3 эт. отапливаются с мощностью от 97 до 101 Ватт на 1 при таком же температурном режиме.

Производительность прогрева помещения

Кроме того, прежде чем купить циркуляционный насос для отопления, необходимо вычислить параметры мощности насоса. Точнее производительность, которая понадобится вам для прогревания помещения.

Такую возможность насоса циркуляционного типа рассчитываем по формуле:

 П = Q/(1,16 х ΔT) (кг/ч), где ΔT – разница температур:

  • Рассматривается t°C воды поступающей в систему и t°C воды возвращающейся обратно. Существуют усредненные показатели. Для двухтрубной отопительной системы этот показатель равен 20°C, а для теплого пола 5 °C.
  • 1,16 это удельная теплоемкость воды. Если будет использоваться незамерзающий теплоноситель, следует выяснить этот параметр для него. Благодаря этой формуле рассчитывается производительность отопительной системы в Европе.

В России расчеты для отопления производятся по следующей формуле:

 П = 3,6 х Q/(c х ΔT) (кг/ч). В этой формуле «с» — это удельная теплоемкость воды, она равна 4,2

Вычисление силы давления

Для того, чтобы циркуляция жидкости в системе отопления происходила правильно, в первую очередь нужен хороший напор. Благодаря созданному напору, жидкость будет преодолевать естественное сопротивление. Самостоятельно вычислить силу давления на жидкость для преодоления гидравлического сопротивления возможно. Для этого выберите точку в системе, находящуюся на самом дальнем расстоянии от устройства, приводящего жидкость к принудительному движению, то есть от насоса.

Это самый последний радиатор в цепи:

 J = (F+R х L)/p х g (м).

Рабочая точка насоса

При этом L – длина участка, выраженная в метрах; R – гидравлическое сопротивление на участке пути трубопровода, измеряется в ; p – плотность рабочего тела в ; F – сопротивление трубопровода в Па; g – ускорение свободного падения, равное 9,832 м/.

Все вышеперечисленное находится в свободном доступе и указано в каталогах от производителей либо в технической инструкции, сопровождающей товар. Для того, чтобы упростить процесс расчета, можно получить приблизительную оценку сопротивления.

Проводя эксперимент, были получены следующие данные: R находится в пределах от 105 до 150 .

При прохождении через каждый соединительный шов трубопровода, теряется 30 %, а терморегулирующий вентиль отнимает до 70 %. Смеситель, который расположить в узле управления добавит 20 %. Довольно простым способом правильного подбора циркуляционного насоса предложили Э. Бушер и К. Вальтер, специалисты компании Wilo.

По их расчетам:

 J = R х L х k

Где k – коэффициент, который отвечает за увеличенную нагрузку. Было принято, что в ОС (отопительная система), не имеющей сложную конструкцию водопроводных труб k = 1,3; в ОС с терморегулирующим вентилем k = 2,2, а с обеими устройствами k = 2,6.

Выбор

Совершенно необходимо, чтобы график напора и расхода жидкости в системе был приближен к точке работы по максимуму. Исходя из вышеперечисленных формул и вычислений на графике координат, где абсцисса – расход, ордината – напор, отметим точку пересечения рассчитанных показателей.

Рабочие характеристики циркуляционного насоса Е4 и Е6

Выполнив чертеж, ищем в каталоге циркуляционный насос с нужными нам показателями. Циркуляционный насос, имеющий параметры выше, чем необходимые, покупать не следует. Стоимость такого оборудования будет выше, и работа такого насоса будет нерациональна в целом.

Важно, что, установив циркуляционный насос с электрическим регулятором, вы добьетесь значительной экономии электроэнергии, установив при этом динамический режим его работы.

Обратите внимание при выборе циркуляционного насоса на шумность оборудования. Не стоит шумный насос устанавливать вблизи жилых комнат. Насосы с мокрым ротором работают гораздо тише.

Проверка результатов

Проверяем результат наших расчетов мощности для насоса на примере заранее продуманного проекта, который разрабатывался, учитывая все нормы. Возьмем конкретные цифры и рассчитаем заданные параметры.

Сначала определили необходимый уровень вырабатываемой тепловой энергии, требующейся для обогревания здания. Он составил 45,6 Квт. Расход жидкости в системе равен 2,02. На пути у последнего в цепочке радиатора отопления находится несколько препятствий.

Это терморегулирующий вентиль и 4 соединительных шва на трубопроводе. При этом учитываем коэффициенты неучтенных потерь в 10%.

Тогда получается: H = (0,141 + 0,29+0,63 + 0,11 )*1,1 = 1,295 м.

Из этого расчета становиться ясно, что циркуляционный насос, который подходит для указанной системы, должен создавать напор в 2,02  и 1,295 м. Циркуляционный насос Deutsche Vortex HZ 401 и насос Grundfos UPS 25-40 полностью удовлетворяют этим параметрам.

Важно знать! Если выбор стоит между насосами с подачей выше и ниже на 1,5 %, выбирайте с более низкой подачей. В расчетах изначально присутствует коэффициент запаса.

Данная методика позволит сделать ваш выбор циркуляционного насоса правильным. Даже не являясь специалистом в этой области, владея данной информацией, вам будет сложно ошибиться с выбором. Теперь вы полностью умеете подбирать по инженерной схеме циркуляционный насос для отопления.

Не получили ответ на свой вопрос? Спросите нашего эксперта: Спросить

Источник: http://SdelatOtoplenie.ru/raschet-parametrov-cirkulyacionnogo-nasosa.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: