Расчет производительности насоса

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

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.

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.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблицы из текста

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м²;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м² площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м².

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

met-all.org

Что необходимо учитывать при расчете водяного электронасоса

Необходимость точного определения параметров насосного оборудования очень важна при обеспечении постоянного водоснабжения частного дома. Если производительность рассчитана неточно, водозаборные устройства будет выкачивать недостаточное количество воды — это потребует его замены и соответственно дополнительных расходов. К еще большим финансовым потерям может привести использование насосного оборудования с большим запасом по параметрам: помимо неоправданных расходов при покупке, в процессе эксплуатации электронасос будет работать с низкой эффективностью, потребляя неоправданно большое количество электроэнергии.

При расчете водяного электронасоса для системы водоснабжения необходимо учитывать следующие параметры водозаборной емкости и водопроводной магистрали.

Глубина водозаборного источника

Знать глубину скважинного или колодезного дна нужно при определении дебита источника, это важно с практической точки зрения — найденное расстояние от поверхности до дна позволит оптимально подобрать помпу с необходимой глубиной погружения и высотой подъема в данном диапазоне.

Статический уровень

Расстояние от водного зеркала источника до поверхности играет роль в установлении высоты подъема и глубины погружения помпы. Статический уровень определяется при отсутствии водозабора и нахождении источника в спокойном состоянии не менее часа или для более высокой точности — суток. Показатель имеет сезонную зависимость и падает в весенний паводок, поэтому следует определять его наиболее высокий уровень в сухую летнюю погоду.

Динамический уровень

Расстояние от водного зеркала до поверхности при работающем электронасосе — динамический уровень, он существенно отличается от статического в неглубоких низкодебитных абиссинских или песочных скважинах с малым напором. В артезианских источниках, где давление воды существенно выше и уравновешивается высоким столбом, динамический уровень при бытовых объемах забора обычно равен статическому.

Знание динамического уровня особенно важно при подборе глубины погружения электронасоса — в отключенном состоянии он будет испытывать нагрузку от столба жидкости высотой от глубины погружения под зеркало динамического уровня (1 — 2 м.) до поверхности статического уровня.

Объем потребления

Расчет производительности насоса зависит от количества проживающих людей и подключенных точек и рассчитывается по калькуляторам водозабора бытовой техникой и сантехническими приборами. Следует учитывать, что потребление не должно превышать дебит источника.

Диаметр скважинных труб или колодца

Данный показатель в основном влияет на выбор модели помпы. В узких неглубоких абиссинских скважинах невозможно установить глубинный погружной электронасос, жидкость поднимают центробежными поверхностными агрегатами с опусканием в источник всасывающей водозаборной трубы. Стандартные погружные скважинные центробежные электронасосы имеют диаметр около 4-х дюймов и рассчитаны на погружение в скважинные отверстия диаметром не менее 100 мм., для некоторых высокопроизводительных погружных моделей с диаметром 6 дюймов требуются наличие скважинных труб шириной не менее 150 мм. Колодезные кольца должны иметь достаточную ширину для установки в них колодезного электронасоса с поверхностным поплавковым выключателем, располагающимся на водном зеркале до 300 мм. от центральной оси помпы.

Качество воды

Жидкость, которую электронасос поднимает на поверхность, имеет разное качество в зависимости от вида источника водозабора. У бюджетных абиссинских видов глубиной не более 8 м., вследствие малого веса и конструктивных особенностей, всасывающие отверстия располагаются в толще водоносного слоя. Скважина дает чистую воду, для ее забора можно использовать центробежные или вихревые виды электронасосов. Более глубокие песчаные скважины в силу значительной массы располагаются на песчаном или глиняном дне водоносного пласта. В зависимости от структуры дна, напора, расстояния входного отверстия напорной трубы, поднимаемая жидкость в песчаных скважинах имеет различную степень чистоты. Для забора из источников чистой воды или с незначительным содержанием примесей, используют глубинные центробежные электронасосы, более замутненную жидкость можно поднимать устройствами винтового принципа действия. Вибрационные модели в силу вредного воздействия на стенки обсадных труб, малой производительности, небольшого времени непрерывного всасывания и низкой эффективности не используются для обеспечения постоянного водоснабжения частного дома. При расчете мощности насоса калькулятор должен учитывать гидравлические потери в водяных фильтрах.

Обсадные трубы артезианских скважин устанавливаются на прочное известковое дно, поднимаемая вода в этом случае самая чистая с очень высоким содержанием железа, для забора можно использовать вихревые или центробежные электронасосы.

Расстояние от дома до источника

При расчетах необходимого напора переводят вертикальные метры в горизонтальные, это соотношение зависит от диаметра и материала трубопровода, влияющих на его гидравлическое сопротивление.

Давление в водопроводе

Электронасос должен не только доставить воду потребителю, но обеспечить в системе необходимое давление. Этот показатель влияет на силу водной струи в кране, и обеспечивает работу автоматики, настроенной на определенный диапазон. В первую очередь это относится к реле давления и холостого хода, при малом давлении автоматика не будет отключать электронасос, его избыточное значение помимо бытовых неудобств может привести к быстрому выходу из строя узлов водопроводной системы.

Расчет основных параметров водопроводной системы

При выборе и расчете электрического скважинного насоса для водопровода необходимо, с учетом приведенных выше данных, правильно подобрать его следующие параметры.

Вид электронасоса по принципу действия. Как указывалось выше, скважинный насос выбирается по принципу работы индивидуально для каждого вида водозаборной емкости.

Глубина погружения. Значение в паспортных данных помпы не должно быть ниже разницы между  динамическим и статическим уровнем.

Объем подачи. Расчет производительности проводят с учетом количества проживающих в доме людей, потребляющей воду бытовой техники (стиральной и посудомоечной машин) и точек забора. Учитываются душевые и ванные, унитазы, биде, мойки и раковины.

Часто требуется ухаживать за растениями на участке, поэтому водоснабжение должно учитывать расходы на полив. Рассчитать мощность и объем подачи можно с помощью таблиц или произведя расчеты калькулятором, суммировав все показатели.

Совсем не обязательно подсчитывать все точки забора воды в доме, чтобы определить мощность насоса, можно по таблицам определить потребление по суточным нормам, средний показатель при этом лежит в пределах 200 л. на одного человека.

Высота подъема. Основной параметр помпы, который подлежит точному расчету. Указанный в паспортных данных напор должен выполнять следующие функции:

• Подъем жидкости из водозаборной емкости на высоту до поверхности с расстояния 1 — 2 м. ниже динамического уровня.
• Горизонтальную подачу потребителю. При расчетах принимают 1 м. вертикального столба равным 10 м. горизонтальных пластиковых труб диаметром 1 дюйм. При снижении диаметра труб подача существенно падает, трубы меньшего диаметра редко используются в водопроводной системе. Невыгодно использовать и стальные трубы, гидравлическое сопротивление которых больше пластиковых и подача уменьшена в 0,7 раза.
• Рабочее давление. Насосу необходимо обеспечивать давление для работы системы, стандартные значения которого 1,4 — 2,8 бар. (1 бар. приблизительно равен 1 атм. или 10 м. вертикального водного столба).

Формула для расчёта напора

H тр – искомое значение для глубинного насоса.

H гео – высота подъема и длина горизонтального участка в вертикальных метрах водного столба.

H потерь – сумма потерь в водопроводной системе, устанавливается по таблицам или расчетами. Данные потери связаны с трением жидкости о поверхность труб, а также падением скорости в коленах и тройниках.

H своб – напор на создание рабочего давления в системе. Данное значение необходимо брать в диапазоне 15 – 30 м.

Расчет производительности и высоты подъема является основной задачей при выборе насосного оборудования. Первый параметр можно установить по нормам потребления на одного человека, при расчете напора суммируют длину вертикального участка, протяженность горизонтальной линии и давление в системе, переведенные в метры водного столба. Расчет мощности в этом случае не понадобится, она будет зависеть от производительности погружного электронасоса и высоты подъема жидкости.

oburenie.ru

При обустройстве водоснабжения и отопления загородных домов и дач одной из самых насущных проблем является подбор насоса. Ошибка в выборе насоса чревата неприятными последствиями, среди которых перерасход электроэнергии – самое простое, а выход из строя погружного насоса – самое распространенное. Самыми главными характеристиками, по которым необходимо выбирать любой насос, являются расход воды или производительность насоса, а также напор насоса или высота, на которую насос может подавать воду. Насос – не то оборудование, которое можно брать с запасом – «на вырост». Все должно быть выверено строго согласно потребностям. У тех, кто поленился произвести соответствующие расчеты и выбрал насос «на глазок», практически всегда бывают проблемы в виде отказов. В данной статье мы подробно остановимся на том, как определить напор насоса и производительность, предоставим все необходимые формулы и табличные данные. Также уточним тонкости расчетов циркуляционных насосов и характеристик центробежных насосов.

1. Как определить расход и напор погружного насоса
   • Расчет производительности/расхода погружного насоса
   • Расчет напора погружного насоса
   • Расчет мембранного бака (гидроаккумулятора) для водоснабжения
2. Как рассчитать напор насоса поверхностного
3. Как определить расход и напор циркуляционного насоса
   • Расчет производительности циркуляционного насоса
   • Расчет напора циркуляционного насоса
4. Как определить расход и напор центробежного насоса

 

Как определить расход и напор погружного насоса

Погружные насосы обычно устанавливаются в глубокие скважины и колодцы, там, где самовсасывающий поверхностный насос не справится. Такой насос характерен тем, что работает полностью погруженным в воду, а если уровень воды опускается до критической отметки, то отключается и не включится, пока уровень воды не поднимется. Работа погружного насоса без воды «всухую» чревата поломками, поэтому необходимо подобрать насос с такой производительностью, чтобы она не превышала дебет скважины.

Расчет производительности/расхода погружного насоса

 

Производительность насоса не зря иногда называют расходом, так как расчеты данного параметра напрямую связаны с расходом воды в водопроводе. Чтобы насос был способен обеспечивать потребности жильцов в воде, его производительность должна быть равна или быть чуть больше расхода воды из одновременно включенных потребителей в доме.

Этот суммарный расход можно определить, сложив расходы всех потребителей воды в доме. Чтобы не утруждать себя лишними расчетами, можете воспользоваться таблицей примерных значений расходов воды в секунду. В таблице указаны всевозможные потребители, такие как умывальник, унитаз, раковина, стиральная машина и другие, а также расход воды в л/с через них.

Таблица 1. Расход потребителей воды.

После того как просуммировали расходы всех требуемых потребителей, необходимо найти расчетный расход системы, он будет несколько меньше, так как вероятность одновременного использования абсолютно всех сантехприборов крайне мала. Узнать расчетный расход можно из таблицы 2. Хотя иногда для упрощения расчетов полученный суммарный расход просто умножают на коэффициент 0,6 – 0,8, принимая, что одновременно будет использоваться только 60 – 80 % сантехприборов. Но данный способ не совсем удачен. Например, в большом особняке с множеством сантехприборов и потребителей воды могут проживать всего 2 – 3 человека, и расход воды будет намного меньше суммарного. Поэтому настоятельно рекомендуем воспользоваться таблицей.

Таблица 2. Расчетный расход системы водоснабжения.

Полученный результат будет реальным расходом системы водоснабжения дома, который должен покрываться производительностью насоса. Но так как в характеристиках насоса производительность обычно считается не в л/с, а в м3/ч, то полученное нами значение расхода необходимо умножить на коэффициент 3,6.

Пример расчета расхода погружного насоса:

Рассмотрим вариант водоснабжения дачного домика, в котором есть такие сантехприборы:

• Душ со смесителем – 0,09 л/с;
• Водонагреватель электрический – 0,1 л/с;
• Раковина на кухне – 0,15 л/с;
• Умывальник – 0,09 л/с;
• Унитаз – 0,1 л/с.

Суммируем расход всех потребителей: 0,09+0,1+0,15+0,09+0,1=0,53 л/с.

Так как домик у нас с садовым участком и огородом, не помешает добавить сюда поливочный кран, расход которого 0,3 м/с. Итого, 0,53+0,3=0,83 л/с.

Находим по таблице 2 значение расчетного расхода: значению 0,83 л/с соответствует 0,48 л/с.

И последнее – переводим л/с в м3/ч, для этого 0,48*3,6=1,728 м3/ч.

Важно! Иногда производительность насоса указывается в л/ч, тогда полученное значение в л/с необходимо умножить на 3600. Например, 0,48*3600=1728 л/час.

Вывод: расход системы водоснабжения нашего дачного домика составляет 1,728 м3/ч, поэтому производительность насоса должна быть больше 1,7 м3/ч. Например, подойдут такие насосы 32 ВОДОЛЕЙ НВП-0,32-32У (1,8 м3/ч), 63 ВОДОЛЕЙ НВП-0,32-63У (1,8 м3/ч), 25 SPRUT 90QJD 109-0.37  (2 м3/ч), 80 AQUATICA 96 (80 м) (2 м3/ч), 45 PEDROLLO 4SR 2m/7 (2 м3/ч) и др. Чтобы более точно определить подходящую модель насоса, необходимо рассчитать требуемый напор.

 

Расчет напора погружного насоса

Напор насоса или высота подъема воды рассчитывается по формуле, представленной ниже. Учитывается, что насос полностью погружен в воду, поэтому такие параметры, как перепад высот между источником воды и насосом, не учитываются.

Расчет напора скважинного насоса

Формула для расчета напора скважинного насоса:

Где,

Hтр – значение требуемого напора скважинного насоса;

Hгео – перепад высот между местом нахождения насоса и наивысшей точкой системы водоснабжения;

Hпотерь – сумма всех потерь в трубопроводе. Данные потери связаны с трением воды о материал труб, а также падением давления на поворотах труб и в тройниках. Определяется по таблице потерь.

Hсвоб – свободный напор на излив. Чтобы можно было комфортно пользоваться сантехприборами, данное значение необходимо брать 15 – 20 м, минимально допустимое значение 5 м, но тогда вода будет подаваться тонкой струечкой.

Все параметры измеряются в тех же единицах, в чем измеряется напор насоса, — в метрах.

Расчет потерь в трубопроводе можно рассчитать, изучив таблицу ниже. Обратите внимание, в таблице потерь обычным шрифтом указана скорость, с которой вода протекает по трубопроводу соответствующего диаметра, а выделенным шрифтом – потери напора на каждые 100 м прямого горизонтального трубопровода. В самом низу таблиц указаны потери в тройниках, угловых соединениях, обратных клапанах и задвижках. Естественно, для точного расчета потерь необходимо знать протяженность всех участков трубопровода, количество всех тройников, поворотов и клапанов.

Таблица 3. Потери напора в трубопроводе из полимерных материалов.

Таблица 4. Потери напора в трубопроводе из стальных труб.

Пример расчета напора скважинного насоса:

Рассмотрим такой вариант водоснабжения дачного дома:

• Глубина скважины 35 м;
• Статический уровень воды в скважине – 10 м;
• Динамический уровень воды в скважине – 15 м;
• Дебет скважины – 4 м3/час;
• Скважина расположена на удалении от дома – 30 м;
• Дом двухэтажный, санузел находится на втором этаже – 5 м высота;

В первую очередь считаем Hгео = динамический уровень + высота второго этажа = 15 + 5 = 20 м.

Далее считаем Hпотерь. Примем, что горизонтальный трубопровод у нас выполнен полипропиленовой трубой 32 мм до дома, а в доме трубой 25 мм. Наличествует один угловой поворот, 3 обратных клапана, 2 тройника и 1 запорная арматура. Производительность возьмем из предыдущего расчета расхода 1,728 м3/час. Согласно предложенным таблицам ближайшее значение равно 1,8 м3/час, поэтому округлим до этого значения.

Hпотерь = 4,6*30/100 + 13*5/100 + 1,2 + 3*5,0 + 2*5,0 + 1,2 = 1,38+0,65+1,2+15+10+1,2=29,43 м ≈ 30 м.

Hсвоб  примем 20 м.

Итого, требуемый напор насоса равен:

Hтр = 20 + 30 + 20 = 70 м.

Вывод: учитывая все потери в трубопроводе, нам необходим насос, напор которого равен 70 м. Также из предыдущего расчета мы определили, что его производительность должна быть выше 1,728 м3/час. Нам подходят такие насосы:

• 80 AQUATICA 96 (80 м) 1,1 кВт – производительность 2 м3/час, напор 80 м.
• 70 PEDROLLO 4BLOCKm 2/10 – производительность 2 м3/час, напор 70 м.
• 90 PEDROLLO 4BLOCKm 2/13 – производительность 2 м3/час, напор 90 м.
• 90 PEDROLLO 4SR 2m/ 13 – производительность 2 м3/час, напор 88 м.
• 80 SPRUT 90QJD 122-1.1 (80м) – производительность 2 м3/час, напор 80 м.

Более конкретный выбор насоса уже зависит от финансовых возможностей хозяина дачи.

 

Расчет мембранного бака (гидроаккумулятора) для водоснабжения

Наличие гидроаккумулятора делает работу насоса более стабильной и надежной. К тому же, это позволяет насосу реже включаться для подкачки воды. И еще один плюс гидроаккумулятора – он защищает систему от гидравлических ударов, которые неизбежны, если насос мощный.

Объем мембранного бака (гидроаккумулятора) рассчитывается по такой формуле:

Где,

V – объем бака в л.

Q – номинальный расход/производительность насоса (или максимальная производительность минус 40%).

ΔP – разница между показателями давления включения и отключения насоса. Давление включения равно – максимальное давление минус 10%. Давление выключения равно – минимальное давление плюс 10%.

Pвкл – давление включения.

nmax – максимальное количество включений насоса в час, обычно равно 100.

k – коэффициент, равный 0,9.

Для произведения этих расчетов необходимо знать давление в системе – давление включения насоса. Гидроаккумулятор – незаменимая вещь, именно поэтому все насосные станции оснащены им. Стандартные объемы накопительных баков равны 30 л, 50 л, 60 л, 80 л, 100 л, 150 л, 200 л и более.

 

Как рассчитать напор насоса поверхностного

Самовсасывающие поверхностные насосы используются для подачи воды из неглубоких колодцев и скважин, а также открытых источников и баков запаса воды. Они устанавливаются непосредственно в доме или техническом помещении, а в колодец или другой источник воды опускается труба, по которой вода подкачивается до насоса. Обычно высота всасывания таких насосов не превышает 8 – 9 м, зато подавать воду на высоту, т.е. напор может быть 40 м, 60 м и более. Существует также возможность откачивать воду с глубины 20 – 30 м с помощью эжектора, который опускается в источник воды. Но чем больше глубина и удаление источника воды от насоса, тем больше падает производительность насоса.

Производительность самовсасывающего насоса считается точно так же, как и для погружного насоса, поэтому мы не будем еще раз заострять на этом внимание и сразу перейдем к напору.

Расчет напора насоса, расположенного ниже источника воды. Например, бак запаса воды находится на чердаке дома, а насос на первом этаже или в цоколе.

Где,

Нтр – требуемый напор насоса;

Нгео – перепад высот между местом расположения насоса и самой высокой точкой системы водоснабжения;

Нпотерь – потери в трубопроводе, связанные с трением. Рассчитываются точно так же, как и для скважинного насоса, только не учитывается вертикальный участок от бака, который расположен выше насоса, до самого насоса.

Нсвоб – свободный напор из сантехприборов, также необходимо брать 15 – 20 м.

Нвысота бака – высота между баком запаса воды и насосом.

 

Расчет напора насоса, расположенного выше источника воды – колодца или водоема, емкости.

В данной формуле абсолютно те же значения, что и в предыдущей, только

Нвысота источника – перепад высот между источником воды (колодцем, озером, копанкой, баком, бочкой, траншеей) и насосом.

Пример расчета напора самовсасывающего поверхностного насоса.

Рассмотрим такой вариант водоснабжения загородного дома:

• Колодец находится на удалении – 20 м;
• Глубина колодца – 10 м;
• Зеркало воды – 4 м;
• Труба насоса опущена на глубину 6 м.
• Дом двухэтажный, санузел на втором этаже – 5 м высота;
• Насос установлен непосредственно возле колодца.

Считаем Нгео – высота 5 м (от насоса до сантехприборов на втором этаже).

Нпотерь – примем, что наружный трубопровод выполнен трубой 32 мм, а внутренний – 25 мм. В системе есть 3 обратных клапана, 3 тройника, 2 запорных арматуры, 2 поворота трубы. Производительность насоса, который нам необходим, должна быть 3 м3/ч.

Нпотерь = 4,8*20/100 + 11*5/100 + 3*5 + 3*5 + 2*1,2 + 2*1,2 = 0,96+0,55+15+15+2,4+2,4=36,31≈37 м.

Нсвоб = 20 м.

Нвысота источника = 6 м.

Итого, Нтр = 5 + 37 + 20 + 6 = 68 м.

Вывод: необходим насос с напором 70 м и больше. Как показал подбор насоса с такой подачей воды, практически нет моделей поверхностных насосов, которые бы удовлетворяли требованиям. Имеет смысл рассмотреть вариант установки погружного насоса.

 

Как определить расход и напор циркуляционного насоса

 

Циркуляционные насосы используются в системах отопления дома для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя в системе. Такой насос также подбирается, исходя из требуемой производительности и напора насоса. График зависимости напора от производительности насоса является основной его характеристикой. Так как существуют одно-, двух- , трехскоростные насосы, то и характеристик у них соответственно – одна, две, три. Если насос имеет плавно изменяющуюся частоту вращения ротора, то таких характеристик множество.

Расчет циркуляционного насоса – ответственная задача, лучше ее доверить тем, кто будет выполнять проект отопительной системы, так как для расчетов необходимо знать точные теплопотери дома. Подбор циркуляционного насоса выполняется с учетом объема теплоносителя, который он должен будет перекачивать.

 

Расчет производительности циркуляционного насоса

Для выполнения расчетов производительности циркуляционного насоса отопительного контура необходимо знать такие параметры:

• Отапливаемая площадь здания;
• Мощность источника тепла (котла, теплового насоса или др.).

Если нам известна и отапливаемая площадь, и мощность источника тепла, то можно сразу переходить к расчету производительности насоса.

Где,

Qн – подача/производительность насоса, м3/час.

Qнеобх – тепловая мощность источника тепла.

1,16 – удельная теплоемкость воды, Вт*час/кг*°К.

Удельная теплоемкость воды — 4,196 кДж/(кг °К). Перевод Джоулей в Ватты

1 кВт/час = 865 ккал = 3600 кДж;

1 ккал=4,187 кДж. Итого 4,196 кДж = 0,001165 кВт = 1,16 Вт.

tг – температура теплоносителя на выходе из источника тепла, °С.

tх – температура теплоносителя на входе в источник тепла (обратка), °С.

Данная разница температур Δt = tг – tх зависит от типа отопительной системы.

Δt= 20 °С – для стандартных отопительных систем;

Δt = 10 °С – для отопительных систем низкотемпературного плана;

Δt = 5 – 8 °С – для системы «теплый пол».

Пример расчета производительности циркуляционного насоса.

Рассмотрим такой вариант системы отопления дома: дом площадью 200 м2, система отопления двухтрубная, выполнена трубой 32 мм, протяженность 50 м. Температура теплоносителя в контуре имеет такой цикл 90/70 °С. Теплопотери дома составляют 24 кВт.

Вывод: для системы отопления с данными параметрами необходим насос, обладающий подачей/производительностью более 2,8 м3/час.

 

Расчет напора циркуляционного насоса

 

Важно знать, что напор циркуляционного насоса зависит не от высоты здания, как было описано в примерах расчета погружного и поверхностного насоса для водоснабжения, а от гидравлического сопротивления в системе отопления.

Поэтому перед тем как посчитать напор насоса, необходимо определить сопротивление системы.

Где,

Нтр – требуемый напор циркуляционного насоса, м.

R – потери в прямом трубопроводе по причине трения, Па/м.

L – общая длина всего трубопровода отопительной системы для самого дальнего элемента, м.

ρ – плотность перетекаемой среды, если это вода, то плотность равна 1000 кг/м3.

g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.

Z – коэффициенты запаса для дополнительных элементов трубопровода:

• Z=1,3 – для фитингов и арматуры.
• Z=1,7 – для термостатических вентилей.
• Z=1,2 – для смесителя или устройства, предотвращающего циркуляцию.

Как было установлено вследствие опытов, сопротивление в прямом трубопроводе примерно равно R=100 – 150 Па/м. Это соответствует напору насоса примерно 1 – 1,5 см на метр.

Определяется ветка трубопровода – самая неблагоприятная, между источником тепла и самой удаленной точкой системы. Необходимо сложить длину, ширину и высоту ветки и умножить на два.

L = 2*(a+b+h)

Пример расчета напора циркуляционного насоса. Данные возьмем из примера расчета производительности.

В первую очередь рассчитываем ветку трубопровода

L = 2*(50+5) = 110 м.

Нтр = (0,015 * 110 + 20*1,3 + 1,7*20)1000*9,8 = (1,65+26+34)9800=0,063= 6 м.

Если фитингов и других элементов будет меньше, то напор потребуется меньший. Например, Нтр = (0,015*110+5*1,3+5*1,7)9800=(1,65+6,5+8,5)/9800=0,017=1,7 м.

Вывод: для данной системы отопления необходим циркуляционный насос с производительностью 2,8 м3/час и напором 6 м (зависит от количества арматуры).

 

Как определить расход и напор центробежного насоса

 

Производительность/подача и напор центробежного насоса зависят от количества оборотов рабочего колеса.

Например, теоретический напор центробежного насоса будет равен разности напоров на входе в рабочее колесо и на выходе из него. Жидкость, поступающая в рабочее колесо центробежного насоса, движется в радиальном направлении. Это означает, что угол между абсолютной скоростью на входе в колесо и окружной скоростью равен 90 °.

Где,

Нт – теоретический напор центробежного насоса.

u – окружная скорость.

c – скорость движения жидкости.

α – угол, о котором шла речь выше, угол между скоростью на входе в колесо и окружной скоростью, равен 90 °.

Где,

β=180°-α.

т.е. значение напора насоса пропорционально квадрату числа оборотов в рабочем колесе, т.к.

u=π*D*n.

Действительный напор центробежного насоса будет меньше теоретического, так как часть энергии жидкости будет расходоваться на преодоление сопротивления гидравлической системы внутри насоса.

Поэтому определение напора насоса производится по следующей формуле:

Где,

ɳг – гидравлический КПД насоса (ɳг=0,8- 0,95).

ε – коэффициент, который учитывает количество лопаток в насосе (ε=0,6-0,8).

Расчет напора центробежного насоса, требуемого для обеспечения водоснабжения в доме, рассчитывается по тем же формулам, что были приведены выше. Для погружного центробежного насоса по формулам для погружного скважинного насоса, а для поверхностного центробежного насоса – по формулам для поверхностного насоса.

Определить требуемый напор и производительность насоса для дачи или загородного дома не составит труда, если подойти к вопросу с терпением и правильным отношением. Правильно подобранный насос обеспечит долговечность скважины, стабильную работу систему водоснабжения и отсутствие гидроударов, который являются главной проблемой выбора насоса «с большим запасом на глаз». Как результат – постоянные гидроудары, оглушительный шум в трубах и преждевременный износ арматуры. Так что не стоит лениться, просчитайте все заранее.

strport.ru

Принцип функционирования

Для того, чтобы правильно выполнить расчет агрегата этого вида, прежде всего, необходимо знать по какому принципу работает это устройство.

Принцип функционирования центробежного насоса заключается в следующих важных моментах:

• вода через всасывающий патрубок поступает к центру рабочего колеса;
• крыльчатка, размещенная на рабочем колесе, которое установлено на основном валу приводится в движение с помощью электродвигателя;
• под воздействием центробежной силы вода от крыльчатки прижимается к внутренним стенкам, при этом создается дополнительное давление;
• под создавшимся давлением вода выходит через нагнетательный патрубок.

Определение переменных

На производительность центробежного насоса влияют следующие составляющие:

• напор воды;
• необходимая потребляемая мощность;
• размер рабочего колеса;
• максимальная высота всасывания жидкости.

Итак, рассмотрим более детально каждый из показателей, а также приведем формулы расчета для каждого из них.

Расчет производительности центробежного насосного агрегата проводится согласно следующей формуле:

Создаваемый центробежным насосом напор воды рассчитывается по формуле:

Расчет необходимой потребляемой мощности производится по следующей формуле:

Максимальная высота всасывания жидкости рассчитывается по формуле:

septik.guru

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.

sistema-otopleniya.ru