Расчет насоса для отопления

Агрегаты в системах обогрева зданий дают дополнительные возможности регулировки режима. Несмотря на дополнительные затраты, связанные с приобретением и установкой циркулярного насоса, суммарные расходы быстро окупаются, позволяя оптимизировать режим отопления.

Перед тем как подобрать циркуляционный насос, расчет основных параметров весьма желателен по следующим соображениям:

• недостаточная мощность агрегата сделает отопительную систему малоэффективной, а проживание в доме – некомфортным;
• избыточная мощность приведет к перерасходу затрат на обогрев жилища.

Таким образом, подбор этого специализированного устройства во многом предопределяет успешность работы отопления жилого дома.

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

Видео

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
3. Высокая надежность при работе.
4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

Нужно отметить, что критерии выбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления обязательно включает в себя его расчет по нескольким критериям.

Расчеты насосного оборудования

Перед началом расчета уточним функциональное назначение циркулярных агрегатов, применяемых для систем отопления:

• перекачка теплоносителя по трубопроводящей сети, суммарный объем котрой зависит от размеров помещении, подлежащих обогреву;
• преодоление сопротивления протоку теплоносителя внутри системы, оказываемое трубами и элементами арматуры.

Расчет производительности

Одним из контрольных параметров является производительность насосного оборудования, которая рассчитывается из соотношения:

– количество тепловой энергии, потребляемой в конкретным помещении;

– величина производительности насосного устройства;

– удельная теплоемкость, если как теплоноситель применяется вода, для других видов (трансформаторное масло, антифриз и др.) применяются соответствующие данные;

– разность температуры между прямыми и обратными ветвями отопительной системы, которая может составлять:

• 20^оС – при нормальной системе отопления жилых площадей;
• 10^оС – уровень температуры на нежилых площадях с низкотемпературным отоплением;
• 5^оС – температура теплового носителя в системе теплого пола.

Показатель производительности – паспортная характеристика, в технической документации отражается как кубометров за час. Чтобы результат расчета соответствовал привычной для нас форме, его нужно разделить на величину удельного веса воды.

Видео

Приведем пример расчета: площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, следовательно, чтобы его обогреть понадобятся затраты энергии в 20000 Вт. Помещение оснащено нормальной системой отопления с разностью температур 20^оС. Используя эти числовые значения в приведенной формуле, получаем:

20000/(1,16 х 20) = 862 кг/час,

перерасчет в привычные величины дает результат

862 / 971,8 = 0,887 м³/час.

Для отопления указанного помещения понадобится насос с производительностью не менее 0,9 м³/час. Этот показатель нужно искать в паспорте.

Для расчета этой характеристики можно применить и такую формулу:

G = 3,6Q/(c x dT) кг/час, где

с – удельная теплоемкость носителя, применяемого в отоплении.

Проше всего выбрать насос, если уже известна мощность котла. В этом случае можно применить соотношение:

Q = N x dT, где

Q – производительность агрегата;

N – мощность котла;

dT – разность температур на выходе из котла и на обратке.

На представленном выше фото показано правильное подключение агрегата для системы отопления с использованием байпаса. Такое размещение позволяет пустить поток жидкости обходным путем при необходимости производства ремонтных работ или замены насоса без остановки функционирования отопительной системы. Смотрите как сделать отопление в честном доме самостоятельно.

Важно! Расположение ротора только горизонтальное! Направление потока указано стрелкой на корпусе.

Расчет рабочего давления в контуре

Видео

Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

P – величина давления;

R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;

L – общая  длина

Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;

р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;

q – значение ускорения свободного падения.

При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:

P = R x L x ZF, где

R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;

L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;

ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:

• для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
• при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.

Видео

Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.

Важно! Расчетную величину для любого показателя необходимо увеличить на 15 – 20 %, чтобы не эксплуатировать аппарат на максимальных режимах. Это защитит его от перегрузок и преждевременного выхода из строя.

Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Таблица 1.

Отапливаемая площадь (м2)	Производительность (м3/час)	Марки
80 – 240	От 0,5 до 2,5	25 – 40
100 – 265	Та же	32 – 40
140 – 270	От 0,5 до 2,7	25 – 60
165 – 310	Та же	32 – 60

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Видео

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Основные производители

Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.

Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя  центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.

Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25^о до +110^оС.

Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.

Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.

Источник: trubanet.ru

Принцип работы и назначение насоса

Основная проблема жителей последних этажей многоквартирной постройки и владельцев загородных коттеджей — это холодные батареи. В первом случае теплоноситель просто-напросто не доходит до их жилья, а во втором — не обогреваются самые дальние участки трубопровода. А все это из-за недостаточного давления.

Когда необходимо применять насос?

Единственным правильным решением в ситуации с недостаточным давлением будет модернизация отопительной системы с теплоносителем, циркулирующим под действием силы гравитации. Здесь поможет установка насоса. Основные схемы организации отопления с насосной циркуляцией рассмотрены здесь.

Этот вариант будет эффективен и для владельцев частных домов, позволяя ощутимо уменьшить расходы на отопление. Существенное преимущество такого циркуляционного оборудования — возможность менять скорость движения теплоносителя. Главное, не превышать максимально допустимые показания для диаметра труб своей отопительной системы, чтобы избежать излишнего шума при работе агрегата.

Так, для жилых комнат при условном проходе труб в 20 и более мм скорость составляет 1 м/с. Если установить этот параметр на самое высокое значение, то можно за максимально короткое время прогреть дом, что актуально в случае, когда хозяева были в отъезде и постройка успела остыть. Это позволит получить максимальное количество тепла при минимальных затратах времени.

Принцип работы прибора

Циркуляционный агрегат функционирует за счет электродвигателя. Он забирает нагретую воду с одной стороны и подталкивает в трубопровод, находящийся с другой. А с этой стороны снова поступает новая порция и все повторяется.

Именно за счет центробежной силы тепловой носитель перемещается по трубам системы обогрева. Процесс функционирования насоса немного напоминает работу вентилятора, только циркулирует не воздух по комнате, а теплоноситель по трубопроводу.

Корпус устройства обязательно выполняется из устойчивых к коррозии материалов, а для изготовления вала, ротора и колеса с лопастями обычно используется керамика.

Основные виды насосов для отопления

Все предлагаемое производителями оборудование делится на две большие группы: насосы «мокрого» или «сухого» типа. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, что обязательно нужно учитывать при выборе.

Оборудование «мокрого» типа

Насосы отопления, называемые «мокрыми», отличаются от своих аналогов тем, что их рабочее колесо и ротор помещен в тепловой носитель. При этом электрический мотор находится в герметичном боксе, куда влага попасть не может.

Этот вариант — это идеальное решение для небольших загородных домов. Такие устройства отличаются своей бесшумностью и не нуждаются в тщательном и частом техническом обслуживании. К тому же они легко ремонтируются, настраиваются и могут применяться при стабильном или слабо изменяющемся уровне расхода воды.

Что касается недостатков, то указанная выше категория отличается низкой производительностью. Обуславливается этот минус невозможностью обеспечения высокой герметичности гильзы, разделяющей тепловой носитель и статор.

«Сухая» разновидность приборов

Для этой категории устройств характерно отсутствие прямого контакта ротора с, перекачиваемой им нагретой, водой. Вся рабочая часть оборудования отделена от электрического двигателя резиновыми защитными кольцами.

Главная особенность такого отопительного оборудования — большая эффективность. Но из этого преимущества вытекает существенный недостаток в виде высокой шумности. Решается проблема путем установки агрегата в отдельной комнате с хорошей звукоизоляцией.

При выборе стоит учитывать тот факт, что насос «сухого» типа создает завихрения воздуха, поэтому мелкие частицы пыли могут подниматься, что негативно скажется на уплотнительных элементах и, соответственно, герметичности устройства.

Производители решили эту проблему так: при работе оборудования между резиновыми кольцами создается тонкий водяной слой. Он выполняет функцию смазки и предотвращает разрушение уплотнительных деталей.

Приборы, в свою очередь, делятся на три подгруппы:

• вертикальные;
• блочные;
• консольные.

Особенность первой категории заключается в вертикальном расположении электродвигателя. Такое оборудование стоит покупать только в том случае, если планируется перекачка большого объема теплового носителя. Что касается блочных насосов, то они устанавливаются на ровной бетонной поверхности.

Консольные устройства характеризуются расположением всасывающего патрубка с наружной стороны улитки, в то время как нагнетательный находится на корпусе с противоположной.

Более подробно об устройстве и принципе работы насосов мы говорили в этой статье.

На что ориентироваться при выборе насоса?

Подбор насоса для автономного отопления нужно делать исходя из гидравлических характеристик системы обогрева загородного дома. Поэтому перед посещением магазина предстоит подсчитать оптимальное количество тепла, которое потребуется для поддержания в комнатах комфортной для проживания температуры.

Грамотно выполнить гидравлический расчет поможет дополнительная информация, с которой предстоит ознакомиться. Или можно воспользоваться советами компетентного специалиста.

На оптимальное для конкретного объекта количество тепла влияет множество факторов:

• материал, который использовался для возведения и утепления стен;
• климатические условия;
• особенности перекрытий и полов;
• наличие термостатических вентилей;
• характеристики стеклопакетов, установленных в коттедже.

При выборе насоса для автономного отопления особое внимание следует уделить сфере применения конкретной модели, количеству скоростей и уровню шума. Также не последнюю роль играет производитель и цена оборудования.

Критерий #1 — область применения оборудования

В большинстве случаев специалисты советуют устанавливать насосы отопления, роторы которых целиком погружены в тепловой носитель. Ведь помимо небольшого уровня шума такого рода агрегаты более успешно справляются с высокой нагрузкой.

Как результат, система с «мокрым» оборудованием прослужит дольше, будет легче поддаваться ремонту и не потребует к себе чрезмерного внимания.

Отдавайте предпочтение моделям, для изготовления которых используется прочная сталь и подшипники, а вал выполнен из керамики. Их преимущество заключается в сроке службы, который составляет не менее двух десятков лет.

Если выбор пал на насос отопления «мокрого» вида, то нужно учитывать, что его не стоит устанавливать в систему обогрева коттеджа открытого типа. Ведь в этом случае нагретая вода, которая смазывает механизм, содержит в своем составе разнообразные примеси.

Например, микрочастицы песка могут засорить зазор между ротором и статором, что приведет к скорой поломке насоса.

Что касается открытых систем, то в них такого рода оборудование может функционировать годами. При этом оно не будет нуждаться в каком-либо специализированном обслуживании.

Критерий #2 — расчет оптимальной мощности

Производительность насоса, предназначенного для работы в системе отопления, можно вычислить самостоятельно. Для этого понадобится общая длина трубопровода, по которому оборудованию предстоит перекачивать теплоноситель.

На каждые 10 метров длины берем 0,6 метра напора устройства. Так, для небольшого дома с длиной отопительного контура в 70 метров понадобится насос напором в 4,2 метра.

Можно пойти другим путем и посчитать этот показатель по формуле:

Q = 0,86*R/TF-TR,

Где:

• R — потребность помещения в тепле;
• TF и TR показывают температуру теплоносителя при подаче в систему и на ее выходе соответственно. При этом используются значения в градусах Цельсия.

В европейских странах в качестве параметра R преимущественно используются два значения: 100 Вт/м² — для дома, где расположено одна или две квартиры, и 70 Вт/м² — для многоквартирных построек.

Приведенный выше метод — это только один из множества способов вычисления оптимальной мощности циркуляционного насоса. Выполнить максимально точные расчеты сможет только квалифицированный специалист.

Критерий #3 — количество скоростей и шумность насоса

Основная особенность современных моделей насосов — это возможность их настройки. Регулировать мощность можно путем переключения скорости работы агрегата.

На сегодняшний день больше всего распространены модели с тремя скоростями. Это позволяет при резком похолодании максимально быстро обогреть жилые помещения, а в случае потепления уменьшить производительность прибора, сэкономив при этом электроэнергию.

Если нужно купить оборудование, издающее минимально возможный шум, то лучшим выбором будет насос «мокрого» типа.

В случае установки агрегата с «сухим» ротором при его работе будет слышен посторонний звук, появляющийся в результате вращения вентилятора, охлаждающего электрический двигатель. Поэтому такое устройство лучше устанавливать в отдельной комнате, а для жилой выбрать что-то менее громкое.

Далеко не всегда посторонний шум, появляющийся при запуске, свидетельствует о неисправности. Довольно часто это происходит из-за воздуха, который остался в системе отопления. Для решения этой проблемы рекомендуется перед запуском спустить воздух при помощи специальных клапанов.

Критерий #4 — производитель и цена оборудования

После того как были осуществлены все необходимые расчеты, можно приступать к просмотру каталога с циркуляционными насосами. Лучше делать заказ на тех веб-ресурсах, где есть продуманная система фильтрации продукции. Это позволит быстро найти модели с оптимальными характеристиками.

На нынешнем рынке предлагается богатый выбор насосов для систем отопления. Сотни производителей говорят, что их продукция отличается надежностью, качеством и долговечностью. Но далеко не всегда заявленные характеристики соответствуют реальным. Поэтому лучше заказывать оборудование, изготавливаемое производителями, которые заявили о себе на весь мир.

В список известных и надежных фирм, занимающихся выпуском насосов для систем отопления, следует внести такие бренды:

• Halm;
• Wilo;
• Ebara;
• DAB;
• AlfaStar;
• Pedrolo;
• Grundfos.

Стоимость агрегатов для организации принудительной перекачки теплоносителя полностью зависит от мощности, вида насоса и бренда. Как правило, цена оборудования варьируется в диапазоне от 60 до 220 долларов. Рекомендуем ознакомиться с десяткой лучших насосов на отопление по мнению пользователей.

Что касается отечественных производителей, то они бытовое оборудование не изготавливают, а предлагают только модели, предназначенные для использования в промышленных целях.

Особенности монтажа циркуляционного насоса

Чтобы обеспечить эффективную работу системы обогрева дома, следует правильно подобрать место в отопительном кольце для установки оборудования. Рекомендуется найти тот участок, где в области всасывания теплового носителя всегда наблюдается избыточное давление воды. Известно несколько методик, при помощи которых можно искусственным образом добиться этого условия.

Первый способ заключается в подъеме расширительного бака на 0,8 м по отношению к самому высокому участку трубопровода. Реализовать это можно только в том доме, где это позволяют сделать потолки. Неплохим решением будет установить расширительный бак на чердаке. Но в этом случае придется заняться утеплением крыши, чтобы избежать лишних потерь тепла.

Второй метод заключается в перенесении от расширительного бака трубки с подающего стояка и ее врезании в то место, где неподалеку стоит всасывающий патрубок насоса. За счет этого можно создать просто идеальные условия для организации принудительной перекачки горячей воды в системе обогрева дома.

Подробные рекомендации по установке насоса, схема обвязки и пошаговая монтажная инструкция приведена в следующей статье.

Правила и нюансы эксплуатации оборудования

Циркуляционный насос покупается не на год и даже не на два. Поэтому каждый владелец загородного дома должен позаботиться, чтобы оборудование было исправно в течение долгих лет. Добиться надежности и корректности работы устройства можно только в случае правильного и своевременного обслуживания.

В список основных правил эксплуатации насоса отопления необходимо включить следующие аспекты:

• запрещено включать прибор с нулевой подачей;
• убедиться, что оборудование заземлено;
• проконтролировать, чтобы электрический мотор не нагревался выше допустимой нормы;
• проверить соединение в клеммном коробе на наличие/отсутствие повреждений, а все кабели должны быть полностью сухими;
• удостовериться, что во время старта устройства не возникает никакого постороннего шума или вибрации;
• оборудование должно работать с рекомендованным производителем уровнем расхода теплоносителя;
• запрещено запускать циркуляционный насос без воды.

Если оборудование простаивает на протяжении длительного времени, то рекомендуется каждый месяц включать его на 10-30 минут. Такое простое правило поможет избежать окисления и, как результат, блокировки вала.

Особое внимание необходимо уделить температуре теплоносителя. Она не должна превышать 60-65 градусов Цельсия. Если пренебречь этим правилом, то в трубах и внутри насоса будет появляться осадок, который негативно скажется на работе всей системы отопления.

Часто встречаемые поломки

Наиболее распространенная проблема, из-за которой оборудование, обеспечивающее принудительную перекачку теплоносителя, выходит из строя — это его длительный простой.

Чаще всего система отопления активно используется зимой, а в теплое время года отключается. Но так как вода в ней не отличается чистотой, то со временем в трубах выпадает осадок. Из-за накопления солей жесткости между крыльчаткой и насосом агрегат перестает работать и может выйти из строя.

Решается вышеуказанная проблема достаточно легко. Для этого нужно попытаться самостоятельно запустить оборудование, открутив гайку и вручную повернув вал насоса. Нередко такого действия бывает более чем достаточно.

Если прибор все-таки не запустился, то единственным выходом будет демонтаж ротора и последующая основательная чистка насоса от накопившегося осадка солей.

Выводы и полезное видео по теме

О расчете производительности циркуляционного оборудования повествует видео:

Правильная установка является залогом отличной работы любого прибора. Особенности монтажа насоса для отопления в видеоролике:

Система отопления, где для организации движения теплоносителя используется насос, имеет множество достоинств. Но чтобы безошибочно установить ее, придется потратить немного времени на разбор нюансов и выбор оборудования. Только в таком случае можно сделать свой дом поистине теплым и уютным.

Хотите добавить насос в систему отопления, но сомневаетесь в расчетах? Задайте интересующие вас вопросы в блоке комментариев – наши эксперты постараются вам помочь.

А может вы хотите дополнить наш материал полезными замечаниями? Или предложить другой вариант расчета отопительного насоса? Пишите свои замечания и рекомендации под этой статьей.

Источник: sovet-ingenera.com

Ответ

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:

Q_n — необходимая тепловая мощность, в кВт

S_n — отапливаемая полезная площадь здания, и м 2

Q_уд — 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:

Q_н — подача насоса, в м 3 /ч

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

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

t_x — 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:

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

H_н — 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:

H_н = (R x I + &#931Z) / (1000). где

H_н — 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.

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.

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

Перед 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 , 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:

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.

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

GRUNDFOS UPS 25-70

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

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

Видео

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
3. Высокая надежность при работе.
4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

Нужно отметить, что критерии выбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления обязательно включает в себя его расчет по нескольким критериям.

Для чего необходимо выполнять расчет

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

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

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

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

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

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

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

Расчеты насосного оборудования

Перед началом расчета уточним функциональное назначение циркулярных агрегатов, применяемых для систем отопления:

• перекачка теплоносителя по трубопроводящей сети, суммарный объем котрой зависит от размеров помещении, подлежащих обогреву;
• преодоление сопротивления протоку теплоносителя внутри системы, оказываемое трубами и элементами арматуры.

Производительность циркуляционного насоса

Для расчета производительности циркуляционного насоса для системы отопления в доме необходимо знать один из следующих параметров:

• а) Отапливаемая площадь помещений;
• б) Мощность источника тепла (котел).

Если Вам известна отапливаемая площадь всех помещений, сначала надо рассчитать необходимую мощность источника тепла по формуле.

Формула расчета мощности котла в соотношении отапливаемых помещений:

Q — необходимая тепловая мощность, кВт.

S — отапливаемая площадь всех помещений, м2

Q1 — удельное тепло потребление здания:

80 Вт/м2 — многоквартирный дом более 4 этажей

100 Вт/м2 — офисное здание до 4 этажей

120 Вт/м2 — частный дом не более 4 этажей

пример расчета 90 x 120 / 1000 = 10.8 кВт требуется котел для частного дома 90 квадратных метров.

Далее производим расчет производительности насоса по формуле:

Q2 — подача насоса в м3/ч

Q — необходимая тепловая мощность, кВт.

1.16 — удельная теплоемкость воды, Вт.

t1 — температура воды на выходе из котла в C

t2 — температура воды на входе в котел в C

(t1 – t2 ) это разница температур, обычно задается в зависимости от вида системы отопления, для стандартных радиаторных систем это значение 20 C, теплый пол 5, другие низкотемпературные системы 10 или 15 градусов.

Следующим шагом требуется произвести расчет и определить напор насоса.

Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность

Чтобы понять сам алгоритм расчета циркулярного насоса, необходимо оттолкнуться от какого-либо параметра, в точности которого сомневаться не приходится. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, в котором планируется установка автономной отопительной системы, и узнать его площадь. Например, возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м².

Следующим шагом будет определение величин, необходимых для расчета.

Нужно узнать три основных параметра:

• Qn — мощность источника тепла (кВт);
• Qpu — производительность циркуляционного насоса, показатель объемной подачи теплоносителя для выбранного нами типа помещения (м³/час);
• Hpu — мощность напора, необходимого 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 мощности источника обогрева.

Для вычисления этого параметра воспользуемся следующей формулой:

Qn = Sn × Qуд ÷ 1000

Обозначение	Параметр	Единицы измерения
Qn	мощность источника тепла	кВт
Sn	отапливаемая площадь	м²
Qуд	удельная тепловая потребность помещения	Вт/м²

Площадь отапливаемого помещения нам известна (300 м²), а второй показатель зависит от типа сооружения: если это многоквартирный дом, то его значение равно 70 Вт/м², в нашем же случае (отдельно стоящее здание), он составит 100 Вт/м².

Подставим эти значения в формулу и посмотрим, что у нас получится:

300 × 100 ÷ 1000 = 30 кВт.

Итак, мощность отопительного агрегата для нашего помещения составила 30 кВт. Существует еще один метод определения этой величины.

Объем отапливаемого помещения и мощность отопительного агрегата можно найти в следующей таблице.

Тепловая мощность	Объем помещения новый дом (м³)	Объем помещения старый дом (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 помещения равен произведению его площади на высоту.

(V = S × h ), где:

• V — объем помещения;
• S — отапливаемая площадь;
• h — высота комнат.

В нашем случае при высоте потолков 2,5 м, он будет составлять:

300 × 2,5 = 750 м³

Ищем этот показатель во второй графе таблицы и получаем те же 30 кВт.

Расчет производительности насоса

Правильный расчет мощности насоса позволяет обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя в любой ее точке. Определив технические характеристики обогревательного котла, можно вычислить производительность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.

Воспользуемся следующей формулой:

Qpu = Qn ÷ kτ × Δt

Обозначение	Параметр	Единицы измерения
Qpu	производительность насоса	м³/час
Qn	мощность источника тепла (АОГВ)	кВт
kτ	коэффициент теплоемкости жидкости	—
Δt	температурный перепад на входе и выходе системы	⁰С

Если в качестве теплоносителя используется вода, ее удельная теплоемкость составляет 1,164. Если применяется иная жидкость, то значение этого параметра нужно искать в соответствующих таблицах.

При функционирующей отопительной системе значение температурного перепада (Δt ) можно вычислить методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе системы (Δt = t1 – t2 , где t1 – температура на входе отопительного контура, а t2 – температура на выходе с него).

В противном случае придется использовать стандартные показатели. Разница температур на входе и выходе системы (Δt ) колеблется в пределах 10—20 ⁰С.

Возьмем среднее значение — 15 ⁰С и подставим полученные результаты в формулу:

Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 м³/час

Теперь один из пунктов технической характеристики циркуляционного насоса известен.

Расчет необходимой мощности (высоты) напора

Мощность отопительного котла и производительность насоса известны, следующим шагом будет определение напора теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов отопительной системы.

Для этого берутся в расчет тепловые потери на самом протяженном отрезке контура — от источника тепла до дальнего радиатора. Чтобы доставить тепло в любую его точку, мощность напора подаваемой жидкости должна быть выше суммарного гидравлического сопротивления всех отопительных приборов.

Расчет напора насоса отопления производится по следующей формуле:

Hpu = R × L × ZF ÷ 10000

Обозначение	Параметр	Единицы измерения
Hpu	Мощность (высота) напора	м
R	Потери в трубах подачи и «обратки»	Па/м
L	Протяженность отопительного контура	м
ZF	коэффициент гидравл. сопротивления фасонной и запорной арматуры системы	—

В зависимости от диаметра труб, значение параметра R находятся в диапазоне 50–150 Па/м (минимальный показатель применим для водопроводных систем с диаметром трубы от 2-х дюймов и выше, для современных пластиковых и металлических труб потери составляют 150 Па/м). Для нашего помещения необходимо использовать максимальное значение.

Если точную длину контура (L) определить сложно, этот параметр рассчитывают, исходя из габаритов отапливаемого помещения. Показатели длины, ширины и высоты дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома составляет 30 м, ширина – 10 м, а высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2,5) × 2, то есть 85 метров.

Самый простой вариант определения значения ZF выглядит следующим образом: при отсутствии термостатического вентиля в системе он равен 1,3, а при его наличии — 2,2.

Для расчета возьмем максимальную величину этого коэффициента и подставим все полученные значения в формулу:

150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 м.

Предложенная методика расчета не является единственной. Для более точного определения напорных показателей насоса существуют формулы, в которых учитывается не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.

Гидравлическое сопротивление

Этим термином выражаются суммарные потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение этой характеристики.

К ним можно отнести:

• вентили;
• клапаны;
• фильтры;
• измерительные и регулирующие приборы;
• радиаторы;
• конвекторы и т. д.

Для точного определения потерь в системе обычно пользуются значениями, указанными в технической документации на каждый компонент отопительного контура.

Если же такой возможности нет, найти эту информацию можно в следующей таблице:

Элемент системы	Потери давления	Единицы измерения
Котел	1000 – 5000	Па
Компактный котел	5000 – 15000	Па
Теплообменник	10000 – 20000	Па
Тепломер	15000 – 20000	Па
Водонагреватель	2000 – 10000	Па
Тепловой насос	10000 – 20000	Па
Радиатор	500	Па
Конвектор	2000 – 20000	Па
Радиаторный вентиль	10000	Па
Регулирующий клапан	10000 – 20000	Па
Обратный клапан	5000 – 10000	Па
Фильтр (чистый)	15000 – 20000	Па
Термостатический вентиль	5000 – 10000	Па
Смеситель	2000 — 4000	Па

В этом случае для расчета высоты напора удобно воспользоваться несколько иной формулой.

H = 1,3 × (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 + …. + Zn) ÷ 10000, где:

• R1, R2 – потери в трубах подачи и «обратки» (Па/м);
• L1, L2 – длина линий трубопровода подачи и «обратки» (м);
• Z1, Z2 … Zn – потери давления на отдельных элементах системы (Па).

Число, находящееся в знаменателе формулы (10000), – коэффициент пересчета Паскалей в метры.

Выбираем насос

После того, как все необходимые параметры для приобретения циркуляционного насоса определены, можно приступить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражены в графиках соотношения производительности устройства и высоты напора, приложенных к их паспорту. Эти данные можно легко найти в Интернете.

В зависимости от количества скоростей в координатной системе выстроены один, два или три графика с указанием точки оптимального соотношения этих величин. Откладываем по оси Х значение производительности насоса, а по оси Y высоту его напора. Точка пересечения этих параметров должна находиться как можно ближе к точке, указанной на графике – полное их совмещение будет идеальным вариантом.

Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим эксплуатации. Если вы остановитесь на одной из них, то выбор характеристик необходимо проводить по графику, соответствующему второй скорости, то есть среднему. В иных случаях совмещение параметров производится по любому из них.

Цены на разные модели насосов для системы отопления

насос отопление

Пояснения к расчету производительности

Особенностью подобного расчёта является то, что насос перекачивает не просто жидкость, а именно теплоноситель, то есть, по сути, должен обеспечивать «транспортировку» тепловой энергии, выработанной котлом отопления.

В основе вычислений лежит следующая зависимость:

G = W / (Δt × Kτ)

G — производительность, выраженная в килограммах в час.

W — расчетная мощность отопительного котла.

Δt — перепад температур в трубах подачи и обратки, то есть, по сути, то количество тепловой энергии, которое забирается приборами теплообмена (радиаторами, конвекторами и т.п.)

Kτ — коэффициент, учитывающий теплоемкость теплоносителя.

• Мощность котла известна, а если система отопления планируется «с нуля», то необходимую мощность можно рассчитать по специальному алгоритму.

Как определиться с мощностью котла для системы отопления

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.

Цены на циркуляционный насос Valfex

циркуляционный насос Valfex

Алгоритм подразумевает вычисление требуемой тепловой мощности для каждого из отапливаемых помещений с последующим суммированием. Поможет с этим специальный калькулятор расчета мощности котла.

• Перепад температур принимается в среднем равным:

→ 20 ºС – для радиаторов;

→ 15 ºС – для конвекторов;

→ 10 ºС – для контуров водяного теплого пола.

• Коэффициент Kτ можно взять для воды – он будет равен 1,16.
• Получающаяся единица измерения – не слишком удобна, поэтому калькулятор переведет ее в более понятную – кубометры в час.

После определения необходимой производительности можно переходить к расчету требуемого напора насоса.

Полезная информация о циркуляционных насосах

Правила и нюансы эксплуатации оборудования

Циркуляционный насос покупается не на год и даже не на два. Поэтому каждый владелец загородного дома должен позаботиться, чтобы оборудование было исправно в течение долгих лет. Добиться надежности и корректности работы устройства можно только в случае правильного и своевременного обслуживания.

В список основных правил эксплуатации насоса отопления необходимо включить следующие аспекты:

• запрещено включать прибор с нулевой подачей;
• убедиться, что оборудование заземлено;
• проконтролировать, чтобы электрический мотор не нагревался выше допустимой нормы;
• проверить соединение в клеммном коробе на наличие/отсутствие повреждений, а все кабели должны быть полностью сухими;
• удостовериться, что во время старта устройства не возникает никакого постороннего шума или вибрации;
• оборудование должно работать с рекомендованным производителем уровнем расхода теплоносителя;
• запрещено запускать циркуляционный насос без воды.

Если оборудование простаивает на протяжении длительного времени, то рекомендуется каждый месяц включать его на 10-30 минут. Такое простое правило поможет избежать окисления и, как результат, блокировки вала.

В случае появления каких-либо сбоев или проблем в работе насоса следует в кратчайшее время вызвать мастера. Это поможет избавиться от множества проблем и незапланированных финансовых трат

Особое внимание необходимо уделить температуре теплоносителя. Она не должна превышать 60-65 градусов Цельсия. Если пренебречь этим правилом, то в трубах и внутри насоса будет появляться осадок, который негативно скажется на работе всей системы отопления.

Цены на циркуляционный насос ВИХРЬ

циркуляционный насос ВИХРЬ

От этого небольшого прибора во многом зависит эффективность всей системы отопления. Подробнее о назначении, конструкции, выборе и правилах монтажа циркуляционных насосов для отопления – в специальной публикации нашего портала.

Регулировка скоростей циркуляционного насоса

У большинства моделей циркуляционного насоса имеется функция регулировки скорости работы прибора. Как правило, это трехскоростные устройства, позволяющие управлять количеством теплоты, которое направляется на обогрев помещения. В случае резкого похолодания увеличивают скорость работы прибора, а при потеплении ее уменьшают, притом, что температурный режим в комнатах остается комфортным для пребывания в доме. 

Чтобы переключать скорость, имеется специальный рычаг, расположенный на корпусе насоса. Очень востребованы модели циркуляционных устройств с автоматической системой регулирования данного параметра в зависимости от температуры снаружи здания.   «Как правильно сделать подбор циркуляционного насоса для системы отопления – правила расчета и выбора».

Видео

С практическими рекомендациями по расчету насосного оборудования для отопительных контуров можно познакомиться, просмотрев это видео.

Часто встречаемые поломки

Наиболее распространенная проблема, из-за которой оборудование, обеспечивающее принудительную перекачку теплоносителя, выходит из строя — это его длительный простой.

Чаще всего система отопления активно используется зимой, а в теплое время года отключается. Но так как вода в ней не отличается чистотой, то со временем в трубах выпадает осадок. Из-за накопления солей жесткости между крыльчаткой и насосом агрегат перестает работать и может выйти из строя.

Решается вышеуказанная проблема достаточно легко. Для этого нужно попытаться самостоятельно запустить оборудование, открутив гайку и вручную повернув вал насоса. Нередко такого действия бывает более чем достаточно.

Если прибор все-таки не запустился, то единственным выходом будет демонтаж ротора и последующая основательная чистка насоса от накопившегося осадка солей.

Выводы и полезное видео по теме

О расчете производительности циркуляционного оборудования повествует видео:

Правильная установка является залогом отличной работы любого прибора. Особенности монтажа насоса для отопления в видеоролике:

Система отопления, где для организации движения теплоносителя используется насос, имеет множество достоинств. Но чтобы безошибочно установить ее, придется потратить немного времени на разбор нюансов и выбор оборудования. Только в таком случае можно сделать свой дом поистине теплым и уютным.

Хотите добавить насос в систему отопления, но сомневаетесь в расчетах? Задайте интересующие вас вопросы в блоке – наши эксперты постараются вам помочь.

А может вы хотите дополнить наш материал полезными замечаниями? Или предложить другой вариант расчета отопительного насоса? Пишите свои замечания и рекомендации под этой статьей.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

Источник: intehstroy-spb.ru