- Сферы использования циркуляционных насосов
- Дополнительные характеристики и возможности
- Grundfos ups 25–40 и его характеристики
- Для чего необходимо выполнять расчет
- Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность
- Расчет мощности источника тепла (АОГВ)
- Расчет производительности насоса
- Расчет необходимой мощности (высоты) напора
- Гидравлическое сопротивление
- Выбираем насос
- Вычисляем уровень производительности насоса
- Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным
- Способы подбора насоса
- Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения
- Как рассчитать и правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления
- Что нужно знать для расчета мощности циркуляционного насоса
- Как выяснить показатель расхода насоса
- Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла
- Как правильно рассчитать производительность насоса
- Количество скоростей циркуляционного насоса
- Несколько важных моментов
- Особенности монтажа циркуляционного насоса
- Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы
- Учимся читать маркировку
- Какие бывают циркуляционные насосы
- С сухим ротором
- С мокрым ротором
- Расчет рабочего давления в контуре
- Таблица для эмпирического подбора насоса
Сферы использования циркуляционных насосов
Основная задача циркуляционного насоса — улучшить циркуляцию теплоносителя через элементы системы отопления. Проблема попадания уже остывшей воды в радиаторы отопления хорошо известна жителям верхних этажей многоквартирных домов. Подобные ситуации связаны с тем, что теплоноситель в таких системах движется очень медленно и успевает остыть, пока не достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном расстоянии.
При использовании автономных систем отопления в загородных домах, циркуляция воды в которых осуществляется естественным образом, также может возникнуть проблема, когда радиаторы, установленные в самых удаленных точках контура, практически не нагреваются. Это тоже следствие недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Установка циркуляционного насосного оборудования позволяет избежать подобных ситуаций как в многоквартирных домах, так и в частных домах. Принудительно создавая необходимое давление в трубопроводе, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым удаленным элементам системы отопления.
Насос увеличивает эффективность существующего отопления и дает возможность улучшить систему, добавив дополнительные радиаторы или элементы автоматики
Системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, передающей тепловую энергию, показывают свою эффективность при отоплении небольших домов. Однако, оснастив такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, уменьшив количество энергии, потребляемой котлом.
По своей конструкции циркуляционный насос представляет собой двигатель, вал которого передает вращение ротору. На роторе установлено колесо с лопастями — крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает нагретую жидкость в напорный трубопровод, образуя поток теплоносителя с необходимым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в разных режимах, создавая разное давление теплоносителя, проходящего через них в системах отопления. Такой вариант позволяет быстро отапливать дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании будет сформирована комфортная температура воздуха, перевести прибор в экономичный режим работы.
Устройство циркуляционного насоса для отопления
Все циркуляционные насосы, используемые для оборудования систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в охлаждающей среде, а в устройствах с «сухим» ротором только часть этих элементов контактирует с перекачиваемой средой. Насосы с «сухим» ротором отличаются большей мощностью и более высоким КПД, но при работе издают много шума, чего нельзя сказать об устройствах с «мокрым» ротором, излучающих минимальное количество шума.
Дополнительные характеристики и возможности
Чтобы выбрать подходящий циркуляционный насос для отопления, еще нужно продумать некоторые детали
Стоит обратить внимание на следующие особенности:
- Рамка. Может быть из чугуна, пластика. Чугунные модели тяжелее и дороже. Пластик имеет более низкую цену. Продолжительность почти такая же.
- Рабочее давление в системе. Для частных домов этот параметр не так критичен, так как рабочее давление редко бывает больше 4 атм, а вот для многоэтажек смотреть обязательно.
- Температура перекачиваемой жидкости. Если котел твердотопливный, желательно, чтобы этот параметр был не ниже + 110 ° С. Для других отопительных котлов с электронным управлением он может быть ниже, так как вы сами там устанавливаете режим работы.
- Требовательна к качеству охлаждающей жидкости. Например, сами циркуляционные насосы Grundfos долго и безотказно работают с чистой охлаждающей жидкостью и быстро ломаются при наличии абразивных частиц и других загрязнений. Так что ставить их в систему центрального отопления не стоит.
- Наличие разных скоростей вращения крыльчатки. Полезная функция для разных режимов работы. Скорость переключается вручную с помощью переключателя, расположенного на корпусе. Лидеры — Grundfos и Willo — имеют модели с электронной регулировкой скорости. Они позволяют легко изменять скорость, адаптируя работу к системе и погодным условиям.
В системах отопления, которые должны работать как с естественной, так и с принудительной циркуляцией, устанавливается байпас для установки циркуляционного насоса
- Диаметр соединения. Он должен соответствовать сечению трубы на месте установки. Есть, конечно, переходники, но устанавливать дополнительные элементы без крайней необходимости не стоит.
- Уровень шума. Хотя практически все циркуляционные насосы работают тихо, чем ниже уровень шума, тем лучше. Особенно, если вы планируете разместить его в жилом районе.
- Длина электрического кабеля для подключения к сети. Это неочевидный параметр, но слишком короткий кабель может стать проблемой.
- Способ установки. Возможно вертикальное, возможно, горизонтальное, возможно, универсальное.
Это, пожалуй, все параметры, которые нужно учитывать. Но вечная проблема выбора производителя — это то, с чем вы столкнетесь.
Grundfos ups 25–40 и его характеристики
Корпус устройства изготовлен из сплава чугуна и поэтому способен выдерживать значительные температурные нагрузки. Привод насоса выполнен в виде «мокрого ротора», что делает его практически бесшумным. Оснащен тремя скоростными режимами, настройка которых производится индивидуально для каждого типа жилого помещения.
Описание модели:
- Grundfos — немецкая производственная компания.
- Вверх — тип оборудования.
- S — переключатель скорости устройства.
- 25 — диаметр входного патрубка к насосу, мм.
- 40 — зав.
Оборудование имеет небольшие размеры, не занимает много места и подходит для установки практически в любом месте. Основной фокус использования — это система отопления с металлическими трубами.
Технические характеристики насоса:
- подъем разрешен — до 2,45 метра.
- Патрубки — диаметр 25 мм.
- Напор воды — 4 метра.
- Мощность насоса — 25/35/45 Вт.
- Вес устройства 2,6 кг.
- Ход теплоносителя — 3,5 м3 / час.
- Длина устройства 180 мм.
- Выдерживает давление — до 10 бар.
- Электропитание — работает от 230 В.
Из основных достоинств устройства необходимо выделить — работа выполняется как в постоянном режиме, так и в режиме, регулируемом таймером.
Для чего необходимо выполнять расчет
Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:
- создать такое давление жидкости в трубопроводе, чтобы она смогла преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах системы отопления;
- обеспечить постоянное движение необходимого количества теплоносителя через все элементы системы отопления.
Чтобы циркуляционный насос справился с решением вышеперечисленных задач, такое устройство следует выбирать только после проведения расчета отопления.
При проведении такого расчета учитываются два основных параметра:
- общая потребность здания в тепловой энергии;
- создается суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов системы отопления.
Таблица 1. Тепловая мощность для разных помещений
Определив эти параметры, уже можно произвести расчет центробежного насоса и, исходя из полученных значений, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Выбранный таким образом насос будет не только обеспечивать необходимое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.
Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность
Чтобы понять алгоритм расчета самого циркулярного насоса, необходимо отойти от любых параметров, точность которых не вызывает сомнений. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, где планируется установка автономной системы отопления, и узнать его площадь. Для примера возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м².
Следующим шагом является определение значений, необходимых для расчета.
Вам необходимо знать три основных параметра:
- Qn — мощность источника тепла (кВт);
- Qpu — производительность циркуляционного насоса, показатель объемного расхода теплового вектора для выбранного нами типа среды (м³ / час);
- Hpu — мощность напора, необходимая для преодоления гидравлического сопротивления системы (м).
Расчет мощности источника тепла (АОГВ)
Для каждого помещения, в зависимости от его площади или объема, существуют определенные технические нормы питания источника тепла.
Для расчета этого параметра используйте следующую формулу:
Qn = Sn × Qsp ÷ 1000
Обозначение | Параметр | Единица измерения |
Qn | мощность источника тепла | кВт |
Sn | отапливаемая площадь | м² |
Куд | удельная потребность помещения в тепле | P / м² |
Нам известна площадь отапливаемого помещения (300 м²), а второй показатель зависит от типа конструкции: если это многоквартирный дом, то его значение составляет 70 Вт / м², в нашем случае (отдельно стоящее здание) — составит 100 Вт / м².
Давайте подставим эти значения в формулу и посмотрим, что у нас получится:
300 × 100 ÷ 1000 = 30 кВт.
Итак, мощность теплового узла для нашего помещения составила 30 кВт. Есть еще один способ определить это значение.
Объем отапливаемого помещения и мощность нагревательного элемента указаны в следующей таблице.
Тепловая энергия | Объем помещения нового дома (м³) | Объем помещения старого дома (м³) |
5 кВт | 70 — 150 | 60 — 110 |
10 кВт | 150–300 | 130 — 220 |
20 кВт | 320–600 | 240–440 |
30 кВт | 650–1000 | 460 — 650 |
40 кВт | 1050–1300 | 650–890 |
50 кВт | 1350–1600 | 900–1100 |
60 кВт | 1650–2000 | 1150–1350 |
Напомню, что объем комнаты равен произведению ее площади и высоты.
(V = S × h), где:
- V — объем помещения;
- S — зона обогрева;
- h — высота комнат.
В нашем случае при высоте потолка 2,5 м это будет:
300 × 2,5 = 750 м³
Ищем этот показатель во втором столбце таблицы и получаем те же 30 кВт.
Расчет производительности насоса
Правильный расчет мощности насоса дает возможность в любой момент обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя. Определив технические характеристики отопительного котла, можно рассчитать мощность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.
Мы используем следующую формулу:
Qpu = Qn ÷ kτ × Δt
Обозначение | Параметр | Единица измерения |
Qpu | мощность насоса | м³ / час |
Qn | мощность источника тепла (АОГВ) | кВт |
kτ | коэффициент теплоемкости жидкости | — |
т | разница температур на входе и выходе из системы | С |
Если в качестве теплоносителя используется вода, его удельная теплоемкость составляет 1,164. Если используется другая жидкость, значение этого параметра необходимо найти в соответствующих таблицах.
При работающей системе отопления значение перепада температур (Δt) можно рассчитать методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе из системы (Δt = t1 — t2, где t1 — температура на входе в отопительный контур, а t2 — температура на выходе из него).
В противном случае придется использовать стандартные индикаторы. Разница температур на входе и выходе из системы (Δt) колеблется в пределах 10-20 ⁰С.
Берем среднее значение — 15 ⁰С и подставляем полученные результаты в формулу:
Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 м³ / час
Теперь известен один из пунктов технических характеристик циркуляционного насоса.
Расчет необходимой мощности (высоты) напора
Мощность котла отопления и расход насоса известны, следующим шагом будет определение давления теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов системы отопления.
Для этого учитываются тепловые потери на самом длинном участке контура, от источника тепла до дальнего радиатора. Для подачи тепла в любую из его точек напор подаваемой жидкости должен быть больше, чем полное гидравлическое сопротивление всех нагревательных устройств.
Расчет давления теплового насоса выполняется по следующей формуле:
Hpu = R × L × ZF ÷ 10000
Обозначение | Параметр | Единица измерения |
Hpu | Мощность (высота) напор | м |
Р | Утечки в подающем и обратном трубопроводах | Па / м |
L | Длина отопительного контура | м |
ZF | коэффициент гидравлического сопротивления профильной и запорной арматуры системы | — |
В зависимости от диаметра труб значение параметра R находится в пределах 50-150 Па / м (минимальный показатель применим для систем водоснабжения с диаметром трубы от 2 дюймов и выше, для пластика и современного металла трубы потери 150 Па / м). Мы должны использовать максимальное значение для нашей комнаты.
Если точную длину контура (L) определить сложно, то этот параметр рассчитывается исходя из размеров отапливаемого помещения. Длина, ширина и высота дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома 30 м, ширина 10 м и высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2, 5) × 2, то есть 85 метров.
Самый простой способ определить значение ZF: при отсутствии термостатического клапана в системе оно составляет 1,3, а при его наличии — 2,2.
Для расчета берем максимальное значение этого коэффициента и подставляем все полученные значения в формулу:
150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 м.
Предлагаемый метод расчета не единственный. Для более точного определения показателей напора насоса существуют формулы, учитывающие не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.
Гидравлическое сопротивление
Этот термин используется для выражения общей потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение для этой характеристики.
К ним относятся:
- клапаны;
- клапаны;
- фильтры;
- контрольно-измерительные приборы;
- радиаторы;
- конвекторы и тд
Для точного определения потерь в системе обычно используются значения, указанные в технической документации для каждого компонента отопительного контура.
Если это невозможно, вы можете найти эту информацию в таблице ниже:
Системный элемент | Потеря давления | Единица измерения |
Водонагреватель | 1000–5000 | Папа |
Компактный котел | 5000–15000 | Папа |
Теплообменник | 10 000–20 000 | Папа |
Счетчик тепла | 15 000–20 000 | Папа |
Водонагреватель | 2000 — 10000 | Папа |
Тепловой насос | 10 000–20 000 | Папа |
Радиатор | 500 | Папа |
Конвектор | 2000 — 20 000 | Папа |
Клапан радиатора | 10000 | Папа |
Регулирующий вентиль | 10 000–20 000 | Папа |
Обратный клапан | 5000–10000 | Папа |
Фильтр (чистый) | 15 000–20 000 | Папа |
Термостатический клапан | 5000–10000 | Папа |
Смеситель | 2000–4000 | Папа |
В этом случае удобно использовать несколько иную формулу для расчета высоты головы.
H = 1,3 × (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 +…. + Zn) ÷ 10000, где:
- R1, R2 — потери в подающем и обратном трубопроводах (Па / м);
- L1, L2 — длина подающего и обратного патрубков (м);
- Z1, Z2… Zn — перепады давления на отдельных элементах системы (Па).
Число в знаменателе формулы (10000) — коэффициент перевода паскалей в метры.
Выбираем насос
Определив все необходимые параметры для покупки циркуляционного насоса, можно переходить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражаются в прилагаемых к их паспорту графиках зависимости производительности устройства от напора. Эти данные легко найти в Интернете.
В зависимости от количества скоростей в системе координат строятся один, два или три графика, которые указывают точку оптимального соотношения этих значений. Откладываем значение производительности насоса на ось X и высоту его напора на ось Y. Точка пересечения этих параметров должна быть как можно ближе к точке, указанной на графике — их полное сочетание было бы идеальным.
Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим работы. Если вы остановитесь на одной из них, выбор характеристик должен производиться по программе, соответствующей второй скорости, т.е средней. В остальных случаях параметры объединяются по одному из них.
Вычисляем уровень производительности насоса
Для расчета циркуляционного насоса для отопления потребуется воспользоваться следующей формулой:
Q = S * Qsp / 1000
Где это находится:
S — зона обогрева;
Куд — удельный уровень расхода тепловой энергии;
Этот показатель в квартирах и частных домах будет немного отличаться. В квартирах удельный расход тепла составляет около 70 Вт на квадратный метр площади, а в частных домах этот показатель может достигать 100 Вт на квадратный метр.
Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным
После завершения расчетов и определения основных параметров (расхода и давления) будет выбран подходящий циркуляционный насос. Для этого воспользуемся графиками их технических характеристик (Б), которые можно найти в паспорте или в инструкции по эксплуатации. Этот график должен иметь две оси со значениями напора (обычно в м) и расхода (производительности) в м3 / ч, л / хол / с. На этом графике мы сообщаем данные, полученные в ходе расчета, в соответствующем размере и на их пересечении находим точку (A). Если он находится выше характеристической кривой насоса (A3), эта модель нам не подходит. Если точка попадает на график (A2) или находится ниже (A1), это подходящий вариант. Но следует учитывать, что если точка будет значительно ниже графика (А1), это означает, что насос будет иметь чрезмерный запас мощности, что также нецелесообразно, так как он будет потреблять больше электроэнергии, и его стоимость тоже будет быть выше, чем у модели, характерный график, который будет максимально приближен к нашей точке.
Есть модели насосов, у которых не одна, а 2-3 скорости. На графиках их характеристик будет не одна, а соответственно 2 или 3 линии. В этом случае выбор насоса должен производиться в соответствии с графиком скорости, которая будет использоваться, или с учетом всех строк, если будут использоваться все скорости.
Способы подбора насоса
Наиболее правильный способ — провести полный гидравлический расчет и точно определить основные параметры насоса — развиваемый напор и производительность. Так проектируется централизованное теплоснабжение кондоминиумов и промышленных складов.
Далеко не все мастера, занимающиеся монтажом автономных систем водоснабжения, не говоря уже о простых домовладельцах, имеют методику инженерного расчета. Как выбрать циркуляционный насос для отопления самым простым способом:
- В случае замены старого изношенного агрегата приобретается новый с такими же параметрами. На первый план выходят цена и качество продукта.
- Заказать чертеж системы отопления дома для теплотехника. Ниже мы объясним преимущества этой опции.
- Рассчитайте требуемый напор насоса самостоятельно, используя упрощенный метод.
- Поверьте в многолетнюю практику наших специалистов и покупайте прибор, руководствуясь их советами.
Котельная изготовила наш специалист Владимир Сухоруков. Удобный доступ ко всему оборудованию, включая насосы
Рекомендации экспертов. В загородных домах и квартирах площадью до 250 м² достаточно бытового насоса, развивающего напор 4 м водяного столба или 0,4 бара. Для квадрата 250… 500 м² лучше покупать более мощный агрегат с напором 6 м (0,6 Бар), свыше 500 м² — 8 м вод. Ст. Искусство.
Заказ инженерных расчетов и разработка схемы стоит денег, но окупится с лихвой. Когда вы устанавливаете отопление самостоятельно или нанимаете рабочих, запчасти и оборудование на всякий случай покупаются с приличной наценкой. Разумный проектировщик четко обосновывает, зачем нужен насос малой мощности и труба меньшего диаметра. В результате будет экономия материалов и, в будущем, затрат на электроэнергию.
Разновидности насосов, применяемых в схемах автономного теплоснабжения
Если вы просто доверяете цифрам или хотите проверить установщиков, выберите тепловой насос в соответствии с вашими собственными расчетами, используя следующий метод. Не забудьте сравнить расчетные характеристики агрегата с рекомендациями специалистов — скорее всего, результат будет таким же.
Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения
Кавитация — это процесс, при котором молекулы пара образуются в системе отопления из-за снижения давления. Этот процесс происходит, если расход жидкости в трубопроводах уменьшается или увеличивается.
Кавитация системы отопления
Если для системы отопления характерны слишком низкие или слишком высокие температуры, это явление может иметь отрицательный эффект. Образующийся пар собирается в пузырьки и, если они лопаются, повреждает материал, из которого сделаны трубы или другие компоненты системы отопления.
Правильно подобранный прибор и правильно выполненный расчет мощности циркуляционного насоса отопления обеспечат максимально эффективную работу системы отопления и водопровода.
Если самостоятельно провести такие операции, как расчет насоса отопления нет возможности или вы сомневаетесь в их правильности, лучше доверить это дело профессионалу в этой области. Специалист не только поможет в выборе насоса или проведении расчетов, но и непосредственно займется установкой насоса.
Как рассчитать и правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления
Для улучшения качества отопления нужно установить циркуляционный насос. Правильно подобранная по основным параметрам модель позволит в несколько раз ускорить движение горячей воды по контуру. Это позволит обеспечить более равномерный и лучший обогрев и в то же время поможет снизить потребление ресурсов. Результат — хорошая производительность системы отопления и минимальная оплата. Как рассчитать мощность циркуляционного насоса на отопление, чтобы улучшить отопление в доме и оптимизировать затраты на оплату?
Что нужно знать для расчета мощности циркуляционного насоса
Чтобы рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, нужно понимать, какие функции он будет выполнять. У устройства две основные задачи:
- создать достаточный напор воды для преодоления гидравлического сопротивления агрегатов системы;
- прокачка объема горячей воды по контуру, что обеспечит эффективный обогрев всех помещений в здании.
Для полного расчета мощности циркуляционного насоса отопления необходимо определить следующие параметры:
- Расход насоса (также называемый производительностью или расходом). Это показатель объема воды, который устройство может перекачать за 1 час. Расход измеряется в кубометрах / час.
- Агрессия. Этот показатель определяет гидравлическое сопротивление, которое насос превышает, и измеряется в метрах.
к расчетам рекомендуется привлекать опытного инженера. Если нет возможности обратиться к специалисту, то узнать необходимые показатели можно с помощью формул и таблиц. После определения напора и расхода насоса рассчитывают необходимую производительность и выбирают подходящую модель из каталога. Если вы купите устройство с регулируемой производительностью, задача будет еще проще. В этом случае небольшие ошибки в расчетах не будут иметь принципиального значения.
Как выяснить показатель расхода насоса
Формула расчета выглядит так: Q = 0,86R / TF-TR
Q — расход насоса в кубометрах / час;
R — тепловая мощность в кВт;
TF — температура охлаждающей жидкости в градусах Цельсия на входе в систему,
Три варианта расчета тепловой мощности
Могут возникнуть сложности с определением показателя теплоотдачи (R), поэтому лучше ориентироваться на общепринятые нормы.
Вариант 1. В европейских странах принято учитывать следующие показатели:
- 100 Вт / кв.м. — для небольших частных домов;
- 70 Вт / кв.м. — для высотных зданий;
- 30-50 Вт / кв.м. — для промышленных и хорошо утепленных домов.
Вариант 2. Европейские стандарты подходят для регионов с мягким климатом. Однако в северных регионах, где бывают сильные морозы, лучше ориентироваться на нормы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», которые учитывают внешнюю температуру до -30 градусов по Цельсию:
- 173-177 Вт / м2 — для небольших зданий, этажность которых не превышает двух;
- 97-101 Вт / м2 — для 3-4 этажных домов.
Вариант 3. Ниже представлена таблица, по которой можно самостоятельно определить необходимую тепловую мощность с учетом назначения, степени износа и теплоизоляции здания.
Формула и таблицы для расчета гидравлического сопротивления
В трубах, арматуре и любом другом узле системы отопления возникает вязкое трение, что приводит к удельным потерям энергии. Это свойство систем называется гидравлическим сопротивлением. Различают трение по длине (в трубах) и местные гидравлические потери, связанные с наличием клапанов, змеевиков, участков, где диаметр труб варьируется, и т.д. Индекс гидравлического сопротивления обозначается латинской буквой «H» и измеряется в Па (паскаль).
Формула расчета: H = 1,3 * (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 +…. + ZN) / 10000
R1, R2 указывают потери давления (1 — на подаче, 2 — на возврате) в Па / м;
L1, L2 — длина трубопровода (1 — подача, 2 — обратка) в м;
Z1, Z2, ZN — гидравлическое сопротивление агрегатов системы в Па.
Чтобы облегчить расчет потери давления (R), можно использовать специальную таблицу, в которой учитываются возможные диаметры труб и предоставляется дополнительная информация.
Средние данные по элементам системы
Гидравлическое сопротивление каждого элемента системы отопления указано в технической документации. В идеале следует использовать характеристики, указанные производителями. При отсутствии паспортов продукции можно ориентироваться на приблизительные данные:
- котлы — 1-5 кПа;
- радиаторы — 0,5 кПа;
- клапаны — 5-10 кПа;
- смесители — 2-4 кПа;
- счетчики тепла — 15-20 кПа;
- обратные клапаны — 5-10 кПа;
- регулирующие клапаны — 10-20 кПа.
Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла
Часто бывает, что котел был приобретен заранее, а остальные элементы системы подбираются позже, ориентируясь на заявленные производителем показатели мощности ТЭНа. Часто циркуляционный насос приобретается для модернизации систем отопления с естественной циркуляцией, чтобы обеспечить возможность ускорения движения теплоносителя.
Если вам известна мощность котла, воспользуйтесь формулой: Q = N / (t2-t1)
Q — расход насоса в кубометрах / час;
N — мощность котла, Вт;
t2 — температура воды в градусах Цельсия на выходе из котла (поступлении в систему);
Узнав расход и напор циркуляционного насоса, можно найти подходящую по параметрам модель. В этом случае следует ознакомиться с технической документацией устройств и обратить внимание на маркировку. Обычно диаметр форсунок, к которым они могут быть подключены, указывается на корпусе насоса (первая цифра маркировки) и высота подъема жидкости в дециметрах (вторая цифра). Зная необходимые особенности, решиться несложно. Качественная трехступенчатая модель обеспечит комфортную температуру в помещении в любую погоду, даже если расчеты не были идеальными.
Как правильно рассчитать производительность насоса
Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, показывает, сколько теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, обозначаемого буквой Q, выполняется по следующей формуле:
Q = 0,86R / TF — TR.
Параметры, используемые в этой формуле, показаны в таблице.
Таблица 2. Параметры теплового вектора для расчета производительности насоса
Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которое обозначается буквой R, определяется исходя из климатических условий местности, где расположен такой дом. Итак, для домов, работающих в европейском климате, выбраны следующие значения этого параметра:
- малые и средние частные дома — 100 кВт на 1 м2;
- многоквартирные дома — 70 кВт на 1 м2 площади своего помещения.
В том случае, если расчет производительности теплового насоса производится для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, введенное в формулу, необходимо увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимается равным 30-50 кВт / м2.
Количество скоростей циркуляционного насоса
Скорость насоса — это способность инструмента изменять производительность. Узнать наличие режимов несложно — в описании будет указана не одна мощность, а несколько (обычно три).
Так же скорость вращения и производительность указаны в трех версиях. Например: 70/50/35 Вт (мощность), 2200/1900/1450 об / мин (скорость вращения), напор 4/3/2 м.
Есть модели, которые автоматически меняют скорость (а значит, и производительность) в зависимости от температуры окружающей среды.
На корпусе помпы есть специальный переключатель для изменения режима. На ручных моделях рекомендуется устанавливать режим максимальной мощности и при необходимости понижать его. В автоматах достаточно снять регулятор с замка.
Наличие скоростных режимов не только для повышения комфорта. Это также экономически оправдано. Режимное устройство может сэкономить до 40% энергии по сравнению с обычным.
Несколько важных моментов
Поскольку в продаже имеются циркуляционные насосы, оснащенные «сухим» или «мокрым» ротором, с ручным или автоматическим способом регулирования частоты вращения, специалисты рекомендуют приобретать устройство, ротор которого полностью погружен в теплоноситель. Его следует выбирать не только из-за пониженного шума, но и потому, что он более успешно справится с нагрузкой. Установите насос так, чтобы вал ротора располагался горизонтально.
Для производства качественной продукции используется прочный стальной и керамический вал. Срок службы такого циркуляционного насоса — не менее 20 лет. Не стоит выбирать для горячего водоснабжения прибор с чугунным корпусом — он очень быстро разрушается при использовании в таких условиях. Желательно приобретать изделие из нержавеющей стали, бронзы или латуни.
Когда во время работы насоса слышен шум в системе, это не всегда указывает на неисправность. Часто причиной его появления является воздух, попавший в систему после ее запуска. Поэтому перед запуском отопительной конструкции необходимо продуть воздух с помощью специальных клапанов. Когда система проработает пару минут, эту процедуру необходимо повторить и отрегулировать насос.
В случае запуска насоса методом ручной регулировки устройство настраивается на максимальную скорость, а в регулируемых моделях блокировка просто отключается.
Особенности монтажа циркуляционного насоса
Чтобы обеспечить эффективную работу системы отопления дома, необходимо правильно выбрать место в нагревательном кольце для установки оборудования. В зоне забора теплоносителя рекомендуется найти участок, где всегда наблюдается избыточный напор воды. Известны различные методы, которые можно использовать для искусственного достижения этого состояния.
Первый способ заключается в подъеме расширительного бака на 0,8 м относительно самого высокого участка трубопровода. Добиться этого можно только в доме, где позволяют потолки. Хорошим решением будет установка на чердаке расширительного бачка. Но в этом случае вам придется утеплить крышу, чтобы избежать лишних потерь тепла.
Второй способ — перенести трубу от подающего стояка от расширительного бака и погрузить в то место, где рядом находится всасывающий патрубок насоса. За счет этого можно создать идеальные условия для организации принудительной откачки горячей воды в систему отопления дома.
Насос может быть установлен непосредственно в напорном трубопроводе. Такое решение будет целесообразно только в том случае, если циркуляционное оборудование выдерживает максимально возможную температуру теплоносителя
Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы
На выбор циркуляционного насоса исходя из его мощности и создаваемого им давления, как уже говорилось выше, также влияет такой важный параметр системы отопления, как гидравлическое сопротивление, которое создается всеми элементами ее оборудования. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами системы отопления, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь этим параметром, выбрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, обозначенной буквой H, требуется следующая формула:
H = 1,3x (R1L1 + R2L2 + Z1 …… ..Zn) / 10000.
Параметры, используемые в этой формуле, показаны в таблице.
Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания
Значения R1 и R2, используемые в этой формуле, должны быть выбраны из специальной информационной таблицы.
Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, используемыми для оборудования систем отопления, обычно указываются в соответствующей технической документации. Если в паспорте на устройство таких данных нет, то можно использовать примерные значения гидравлического сопротивления:
- отопительный котел — 1000–2000 Па;
- смеситель санитарный — 2000–4000 Па;
- термоклапан — 5000–10000 Па;
- прибор для определения количества тепла — 1000-1500 Па.
Существуют специальные информационные таблицы, с помощью которых можно определить гидравлическое сопротивление практически для всех элементов оборудования систем отопления.
Зная высоту всасывания, для расчета которой используется приведенная выше формула, можно оптимально подобрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, какой должен быть напор насоса.
Учимся читать маркировку
Формат маркировки циркуляционных насосов — XX-XX или XX-X (например, 25-40 или 25-4). Первые две цифры показывают размер соединения в миллиметрах, последняя — величину давления, создаваемого насосом.
Насос с маркировкой 25-4 подключается к шлангу диаметром 25 мм (1/2 дюйма) и перекачивает воду на глубину до 4 м.
Какие бывают циркуляционные насосы
Насосы в тепловой сети предназначены для вытеснения теплоносителя, их задача не в повышении давления (для этого устанавливаются подкачивающие насосы), оно создано только для преодоления гидравлического сопротивления.
Объем нагнетания зависит от скорости движения жидкости и, следовательно, от скорости вращения крыльчатки на валу электродвигателя.
Круглые трубы относятся к линейным типам, в которых входные и выходные трубы находятся на одной линии, а номинальное отверстие имеет одинаковое поперечное сечение по всей длине.
Отличительной особенностью циркулярных электронасосов является зависимость давления от конструкции лопастей колеса на валу электродвигателя и частоты его оборотов, при этом все типы делятся на две группы: с частотой N более 1500 оборотов приводы в минуту классифицируются как высокоскоростные, если скорость меньше 1500 об / мин, они называются низкоскоростными. Изменяя мощность, можно регулировать расход Q, который прямо пропорционален скорости вращения рабочего колеса N.
При использовании оборудования необходимо учитывать, что изменение энергопотребления P1 P2 пропорционально квадрату изменения напора H1 H2 и кубической степени изменения скорости вращения N1 N2 копье мотор.
При удвоении скорости вращения напор увеличивается в 4 раза, а потребляемая мощность увеличивается в 8 раз, такая же пропорция наблюдается при уменьшении скорости.
Рис.4 Бытовые циркуляционные электронасосы для водоснабжения и отопления
Следует учитывать, что тихоходные типы имеют более сложную конструкцию и высокую цену, что полностью компенсируется экономией электроэнергии, потребляемой электроприводом при выборе данной модификации. Если установить блок с плавной регулировкой частоты вращения вала электродвигателя в зависимости от температуры токопроводящего тела, экономия энергии будет еще больше.
Оптимальный КПД электронасоса получается, когда его рабочая точка находится в средней трети характеристики, для каждой марки производитель указывает оптимальный параметр.
При выборе циркуляционного насоса для отопления рассматриваются два основных варианта конструкции: с сухим или мокрым ротором.
С сухим ротором
В образцах с сухим ротором только рабочее колесо на валу двигателя погружено в поток охлаждающей жидкости, вращаясь на подшипниках, которые отделены от ротора и статора двигателя скользящими торцевыми уплотнениями. Высокая степень уплотнения достигается за счет использования двух подпружиненных высокопрочных керамических и графитовых колец, одно из которых вращается на валу, а другое статически закреплено в корпусе.
При вращении между поверхностями уплотнительных шайб образуется тонкая пленка воды, которая играет роль смазки и выполняет охлаждающие функции. Аппараты оснащены электродвигателями с воздушным охлаждением, мощные образцы имеют крыльчатку для подачи воздуха к двигателю.
КПД агрегатов с сухим ротором зависит от мощности и составляет 30% — 65% для устройств мощностью до 1500 Вт, 35% — 75% для модификаций мощностью 1500 — 7500 Вт и 40 — 80% для моделей с мощность 7500 — 45000 Вт.
Обычно показатель мощности, необходимый для бытового агрегата, редко превышает 1500 Вт, в то время как максимальный предел эффективности для оборудования с сухим ротором составляет 65%.
Циркуляционные насосы с сухим ротором предназначены для подачи жидкости под высоким давлением, чаще всего используются в системах горячего водоснабжения (ГВС).
Рис. 5 Циркулярный электронасос с сухим ротором для системы отопления — строительный проект
С мокрым ротором
Модели с мокрым ротором используются только в замкнутых отопительных контурах, они обеспечивают быстрое движение жидкости по трубам, что позволяет уменьшить сечение трубопровода и уменьшить количество хладагента в системе — эти факторы помогают снизить общая стоимость системы отопления.
Относительно небольшое количество теплоносителя увеличивает скорость реакции на изменения настроек и облегчает регулировку.
В конструкции модели ротор отделен от статора тонкостенным стеклом и вращается в жидкости на подшипниках, смазываемых и охлаждаемых теплоносителем. Чашка обычно изготавливается из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна с толщиной стенки 0,1 — 0,3 мм, а материал подшипника — экструдированная керамика или спеченный графитовый сплав.
Электронасосы с мокрым ротором не имеют прокладок и охлаждающих волокон, что делает их бесшумными. Скорость их вращения регулируется постепенно вручную или с помощью автоматики в непрерывном режиме, отслеживая изменение перепада давления или температуры, при желании автоматика настраивается на включение агрегата в определенное время.
Конструктивно современные устройства построены по модульному принципу, что облегчает их ремонт и эксплуатацию, в моделях имеется навинчивающийся колпачок в корпусе для удаления воздуха при установке системы.
Импортные модели электронасосов и их параметры рассчитаны на работу от однофазной токовой сети с переменным напряжением 230 В или от трехфазной сети с напряжением 400 В.
КПД агрегатов с мокрым ротором ниже, чем у сухих моделей, из-за большего расстояния между статором и ротором и, как и у всех типов, увеличивается с увеличением мощности и габаритов агрегата. Для модификаций мощностью до 100 Вт КПД составляет 5% — 25%, от 100 до 500 Вт. — 20% — 40%, от 500 до 2500 Вт. — 30% — 40%.
Следует отметить, что при максимальной мощности электронасоса для частного дома около 1000 Вт КПД типов с сухим и мокрым ротором отличается менее чем в полтора раза.
Данный фактор не оказывает сильного влияния на выбор насоса для системы отопления в связи со значительными преимуществами моделей с мокрым ротором (низкий уровень шума, высокая производительность, небольшой участок трубопровода) по сравнению с агрегатами с сухим ротором.
Рис.6 Насосы с мокрым ротором — конструкция
Расчет рабочего давления в контуре
При выборе циркуляционного насоса для системы отопления расчет нужно производить еще и на такой показатель, как давление внутри трубопровода. Для этого вы можете использовать отчет:
P = (R x L + Z) / pxq, где:
- P — величина давления;
- R — гидравлическое сопротивление для прямых участков трубопровода;
- L — общая длина
- Z — гидравлическое сопротивление арматуры, кранов и другой арматуры, используемой в системе;
- p — значение плотности теплоносителя при рабочей температуре;
- q — величина ускорения свободного падения.
Если данные для расчета по приведенной выше формуле отсутствуют, можно использовать упрощенный отчет:
P = R x L x ZF, где
R — величина гидравлического сопротивления на прямом участке трубы, которая составляет примерно 100 — 150 паскалей на 1 метр, выраженная в удобной для расчета форме, будет 0,01 — 0,015 метра на метр участка трубы;
L — общая длина трубопровода, в двухтрубной схеме отопления учитывается как прямой, так и обратный контуры;
ZF — коэффициент масштабирования, который зависит от следующих показателей:
- для системы с шаровыми кранами, для которой уменьшение зазора трубопровода необычно, и при правильно подобранной арматуре принимаем равным 1,3;
- при использовании бабочек или термостатических устройств его значение будет 1,7.
При выборе циркуляционного насоса для системы отопления расчет его характеристик оформляется как необходимая процедура.
Важно! Значение, рассчитываемое по любому показателю, необходимо увеличить на 15-20%, чтобы прибор не работал на максимальных режимах. Это убережет его от перегрузки и преждевременного выхода из строя.
Практика использования циркуляционных насосов позволяет подбирать их без расчета необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.
Таблица для эмпирического подбора насоса
Таблица 1.
Отапливаемая площадь (м2) | Производительность (м3 / час) | Почтовые марки |
80 — 240 | От 0,5 до 2,5 | 25–40 |
100 — 265 | Такой же | 32 — 40 |
140 — 270 | От 0,5 до 2,7 | 25–60 |
165 — 310 | Такой же | 32–60 |
Примечание: в третьем столбце первое число — это диаметр форсунок, второе — высота подъема. Используя предоставленные данные, вы легко сможете выбрать подходящий прибор для стабильной и длительной работы.