Расчет циркуляционного насоса

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса

Необходимость в применении циркуляционного насоса возникает в случае, когда естественное перемещение теплоносителя в системе отопления не способно обеспечить равномерный нагрев всех радиаторов. Без данного оборудования невозможно обойтись в домах, площадь которых превышает 100м2, где отмечается высокое гидравлическое сопротивление системы. Решив использовать циркуляционное насосное оборудование, вы получаете массу преимуществ, среди которых:

— возможность использовать трубы меньшего диаметра,
— быстрый нагрев помещений,
— возможность размещения нагревательного котла в любом месте коттеджа.

Однако, прежде чем установить данный агрегат, следует провести тщательный расчет мощности циркуляционного оборудования, которое будет использоваться в системе отопления.

Подача (производительность) насосного оборудования

Это один из главных факторов, которые следует учитывать при выборе устройства. Подача – количество теплоносителя перекачиваемого в единицу времени (м3/час). Чем выше подача, тем значительней будет объем жидкости, который сможет перекачать насос. Данный показатель отражает величину объема теплоносителя, переносящего тепло от котла к радиаторам. Если подача низкая, радиаторы будут обогреваться плохо. Если производительность избыточная, расходы на отопление дома существенно вырастут.

Расчет мощности циркуляционного насосного оборудования для системы отопления можно произвести по следующей формуле:
Qpu=Qn/1.163xDt [м3/ч]

При этом Qpu – это подача агрегата в расчетной точке (измеряется в м3/час), Qn — количество потребляемого тепла на площади, которая отапливается (кВт), Dt – разница температур, зафиксированная на прямом и обратном трубопроводе (для стандартных систем это 10-20°С), 1,163 – показатель удельной теплоемкости воды (если будет использоваться другой теплоноситель, формула должна быть откорректирована).

Напор насосного оборудования циркуляционного типа

Напор создается од действием насосного устройства для того чтобы противостоять гидродинамическим потерям, возникающим в трубах, радиаторах, вентилях, соединениях. Другими словами, напор – величина гидравлического сопротивления, которое агрегат должен преодолеть. Для обеспечения оптимальных условий для перекачки теплоносителя по системе показатель гидравлического сопротивления должен быть меньше показателя напора. Слабый водяной столб не сможет справиться с поставленной задачей, а слишком сильный — может стать причиной возникновения шума в системе.

Расчет показателя напора циркуляционного насоса требует предварительного определения гидравлического сопротивления. Последнее зависит от диаметра трубопровода, а также скорости перемещения по нему теплоносителя. Чтобы рассчитать гидравлические потери, нужно знать скорость движения теплоносителя: для полимерных трубопроводов – 0,5-0,7м/с, для труб, выполненных из металла, – 0,3-0,5м/м. На прямых участках трубопровода показатель гидравлического сопротивления будет находиться в пределах 100-150Па/м. Чем больше диаметр труб, тем меньше потери.

Для расчета потерь давления при сопротивлении местном применяют формулу:
Z = ∑ζ x V2 x ρ/2

При этом ζ обозначает коэффициент местных потерь, ρ – показатель плотности теплоносителя, V – скорость перемещения теплоносителя (м/с).
Далее необходимо суммировать показатели местных сопротивлений и величины сопротивлений, которые были рассчитаны для прямолинейных участков. Полученное значение будет отвечать минимально допустимому напору насоса. Если в доме сильноразветвленная система отопления, расчет напора следует произвести по каждой ветки отдельно.

При этом следует учитывать следующие величины потерь для элементов системы:

— котел – 0,1-0,2;
— теплорегулятор – 0,5-1;
— смеситель – 0,2-0,4.

Как вариант можно рассчитать напор циркуляционного насоса для отопления по следующей формуле:
Hpu =RxLxZF/10000 [м]

При этом Hpu – напор насоса, R – потери, которые были вызваны трением в трубах (измеряется Па/м, за основу можно принять значение 100-150 Па/м), L – протяженность обратного и прямого трубопроводов самой длинной ветки или сумма ширины, длины и высоты дома умножена на 2 (измеряется в метрах), ZF – коэффициент для термостатического вентиля (1,7), арматуры/фасонных деталей( 1,3), 10000 — коэффициент пересчета единиц (м и Па).

Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса

Эффективность отопительной системы отопления с принудительной циркуляцией зависит не только от перекачивания необходимого объема теплоносителя в единицу времени, но и от создаваемого напора. Данный параметр должен соответствовать существующим условиям системы отопления. Иначе возникнут проблемы на отдельных участках. Правильно рассчитать все необходимые характеристики поможет специальный калькулятор.

Монтаж циркуляционного устройства

Пояснения к расчетам

Циркуляционный насос предназначен обеспечивать качественное перемещение теплоносителя в необходимых объемах для подачи нужного количества тепловой энергии к устройствам теплообмена. Чтобы произвести расчеты и требуется калькулятор. Важная функция насоса обусловлена его способностью преодолевать гидравлическое сопротивление отопительных контуров. При этом стоит учитывать следующие моменты:

• любая отопительная система состоит из труб разной длины, имеющих собственное сопротивление;
• перемещению теплоносителя препятствуют детали регулировочной и запорной арматуры. Особенно это проявляется в отопительных системах, оборудованных термостатическими устройствами для регулирования температурных режимов.

Составляющие насосного оборудования для отопления

Формулы для вычисления суммарного гидравлического сопротивления не так просты. Поэтому в предлагаемом калькуляторе используется простой алгоритм, предлагающий результат с минимальной погрешностью. Также в программе учитывается некоторый эксплуатационный резерв. Если приобрести оборудование с показателями, полученными при расчетах, то это является гарантией работоспособности напора отопительной системы.

Получение необходимых показателей зависит от правильного заполнения калькулятора:

• в программе есть графа с длиной труб. При этом нужно указать суммарную длину всех горизонтальных и вертикальных магистралей, относящихся как к обратной магистрали, так и к подаче;
• также в поле для описания применяемой запорно-регулировочной арматуры нужно выбрать пункт в соответствии с условиями определенной отопительной системы.

Чтобы выбрать качественный насос, нужно собрать подробную информацию об устройстве подобного оборудования, а также о способах монтажа и критериях выбора.

Популярные запросы

автоматизация бассейны и фонтаны бытовая техника ванная вентиляторы воздуховоды дачный туалет душевая кабина дымоходы запорная арматура инструмент канализация колодец конвекторы кондиционирование котельное оборудование краны и смесители наружный водопровод насосное оборудование обогреватели освещение очистка воды очистка воздуха печи проектирование работа с трубами радиаторы сварочные работы своими руками септики скважина солнечные батареи схемы отопления теплоноситель теплый пол увлажнение воздуха утепление фильтры электропроводка

Проверка знаний

Выбор редакции

Теплый электрический плинтус: цена и монтаж

Потолочные инфракрасные обогреватели с терморегулятором

Диммеры для светодиодных ламп 220в

Приточная вентиляция в квартире с фильтрацией

Розетки и выключатели — лучшие бренды

Расчет и подбор циркуляционного насоса

Posted February 22, 2017 12:42pm EET by Валентин

Как известно, при проектировании любой системы первостепенное значение имеет точность расчета ее параметров. Однако бывают случаи, когда этого сделать невозможно, поэтому приходится полагаться на приблизительные расчеты, например, при замене циркуляционного насоса в старом здании. Какие же факторы являются решающими при подборе наиболее оптимального циркуляционного насоса и какие практические советы можно дать инженерам и проектировщикам при решении этой задачи? Циркуляционный насос выполняет функцию принудительной циркуляции теплоносителя в системах отопления закрытого и открытого типов.

Циркуляционный ускоритель Вильгельма Оплендера конструкции 1929 года

Основные требования к расчету параметров насоса

С изобретением циркуляционного насоса был сделан решающий шаг от системы отопления с естественной циркуляцией к системе с принудительной циркуляцией горячей воды. Учитывая это, вполне справедливым представляется название, которое дал изобретатель в 20-х годах прошлого столетия первой подобной конструкции, – «циркуляционный ускоритель ».

Теперь циркуляция воды с помощью насоса, как носителя энергии, не только ускоряется, но и отвечает всем требованиям современной техники автоматического регулирования. Поэтому, чтобы сделать правильный выбор и настройка циркуляционного насоса. проектировщик должен рассматривать отопительную систему в ее целостном функциональном назначении. Количественные значения тепловой энергии, которая производится и поставляется, рассчитываются согласно величины общего теплопотребления дома. Перенос энергии к поверхности нагрева обеспечивается насосом. При этом она должна преодолевать сопротивление трения во всех трубопроводах и различных компонентах системы отопления. Этим объясняются оба требования, которые выдвигаются к конструктивным данным циркуляционной помпы: необходимой подаче и обеспечения напора достаточно высокого уровня.

Оптимальное положение расчетной точки, которое впоследствии определяется более точно, – правая часть средней трети. При выборе циркуляционного насоса необходимой мощности следует, кроме того, учитывать конкретные условия ее использования при проектировании нового дома или для переоснащения старого.

Параметры системы отопления нового дома с высоким уровнем точности определяются с помощью компьютерного проектирования. Теплопотребление дома и производительность насоса определяются по нормативам. Потери в результате трения в трубопроводах (в единицах измерения давления – мбар или ГПа) определяются по ненормированным, но стандартизированным методом вычисления, применяемого для расчета систем трубопроводов. Этот метод также позволяет вычислить напор насоса в метрах.

Поскольку проектная документация старых зданий, как правило, долго не хранится, а технические характеристики трубопроводов таких домов (например, диаметр, пути прокладки и т.п.) определить практически невозможно, при их реставрации или переоснащении приходится полагаться на приблизительную оценку и расчеты.

Необходимая подача

Необходимая подача насоса вычисляется по формуле: <1,63*triangle&space;nu&space;>=^>/» /> часгде Q – теплопотребления дома, кВт;
1,163 – удельная теплоемкость воды, Вт•ч/(кг К);
∆υ – разница температуры подающего и обратного потока воды, К

Применение циркуляционных насосов в новых домах

Расчеты по приведенной выше формуле осуществляются автоматически в пределах расчетной программы.
гласно нормативам теплопотребления здания – это сумма величин теплопотребления отдельных помещений. Потери тепла вследствие влияния холодного наружного воздуха составляют не более 50% от суммы, поскольку ветер обдувает лишь один сторону дома. Однако увеличение величины этих потерь добавлением доли на передачу тепла может привести к выбору большего котла и помпы, чем это необходимо. Если теплопотребления помещения рассчитать по этой рекомендации как для квартиры с «частично ограниченным отоплением», то для каждого отапливаемого соседнего помещения учитывается перепад температуры величиной 5 К (рис 3).

Нормативный тепловой поток в доме

Этот метод вычисления наиболее пригоден для расчета мощности отопительного радиатора, необходимого для обеспечения потребности в тепле в каждом конкретном случае. Полученные при этом показатели мощности котла на 15-20% завышены. Поэтому при определении параметров насоса необходимо учитывать следующую закономерность:

Q необх. потребл.=0,85*Q норм. потребл.

Специалисты на основании многолетнего опыта придерживаются мнения, что в случае получения предельного значения следует выбирать меньшее из двух насосов. Причиной этого является отклонение реальных данных от расчетных.

Применение циркуляционных насосов в старых домах

Теплопотребления старого дома можно определить лишь приблизительно. При этом основой расчетов является удельное теплопотребление на квадратный метр отапливаемой полезной площади. В ряде нормативных таблиц приводятся ориентировочные значения теплопотребления зданий в зависимости от года их постройки. В нормативе HeizAnlV (Германия) указано, что можно отказаться от осуществления основательного исчисления теплопотребления, если приборы, которые производят тепло, заменено центральным отоплением и их номинальная тепловая мощность не превышает 0,07 кВт на 1 м2 полезной площади дома; для отдельно стоящих домов, состоящих не более чем из двух квартир, этот показатель составляет 0,10 кВт/м2. Опираясь на вышеприведенную формулу, можно вычислить удельный подачу насоса:

где V – удельная подача насоса, л/(ч • м2);
Q- удельный тепловой поток, Вт/м2 (номинальная тепловая мощность равна 70 Вт/м2 в многоквартирных домах и 100 Вт/м2 в отдельных домах на одну или две семьи).

Взяв за пример систему отопления в многоквартирном доме со стандартной разницей температуры подающего и обратного потока 20 К, получаем следующие расчеты:

V=70 Вт/м2: (1,63 Вт*час/(кг*К)*20К)= 3,0[л/(час*м2)]

Следовательно, на каждый квадратный метр жилой площади помпа должна подавать за час 3 литра воды. Специалисты-теплотехники должны всегда помнить эту величину. Если величина перепада температур другая, с помощью расчетных таблиц можно быстро осуществить необходимые перерасчеты.

Определение производительности по удельным теплопотреблением

Сделаем расчеты для дома средней величины, состоящий из 12 квартир по 80 м2 каждая, общей площадью около 1000 м2. Как видно из таблицы, циркуляционный насос при ∆υ = 20 К должен обеспечивать подачу 3м3/ч. Для обеспечения потребности в тепле такого дома временно избирается нерегулируемый насос типа Star-RS 30/6.

Более точный подбор соответствующего насоса возможен только после определения величины необходимого напора.

Определение напора системы отопления

Потери давления в системе отопления определяются через расчеты параметров сети отопительных трубопроводов. При этом рассматривается самая длинная нить трубопровода, поскольку в ней, как правило, наибольшие потери давления. Поэтому необходимым является выравнивание давления во всех нитях трубопроводов, которое обеспечивается применением дифференциального регулятора давления .

В противном случае вода, идя по пути наименьшего сопротивления, будет течь короткими участками трубопроводов обратно к отопительному котлу и сбалансированное поставки тепла будет невозможным.

Вычисление параметров тепловых насосов

Основой исчисления параметров насоса, необходимого для использования в системе отопления старого здания, является определение потерь давления, которые включают, с одной стороны, потери в прямых отрезках трубопроводов, в фитингах и сантехническом оборудовании, а с другой – в других компонентах системы отопления (котел, смесители, и т.д.). Эти расчеты осуществляются по следующей формуле:

где R – удельная потеря давления в прямых отрезках трубопроводов, Па/м (можно взять с номограмм);
l – длина самой длинной нити трубопровода (суммарная длина подающего и обратного трубопроводов), м;
Z – работа показатели дополнительной потери давления в фитингах и других элементах трубопроводов, Па.

Напор циркуляционного насоса высчитывается по формуле:

где p- плотность среды, что подается, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2.

В вычислительных программах сначала добавляют потери давления на разных участках трубопровода, а затем делят на обе полученные величины:

Величина напора наносится на вертикальную ось кривой характеристики насоса.

Осуществление расчетов параметров насоса, необходимого для обеспечения отопления старого здания, связанные с определенными трудностями. В то время как размеры и другие характеристики наружных стен старых зданий можно достаточно точно измерить, определить параметры проложенных в нем трубопроводов практически невозможно. Так же невозможно получить данные о состоянии внутренней поверхности труб, например, о возможных отложений, коррозии и т.д. В таком случае специалисты прибегают к так называемой методики предельного значения, которая заключается в определении предельной величины потери давления, которая влечет возникновение механического шума в отопительных трубопроводах, и настройке теплового насоса с помощью дифференциального регулятора давления на это предельное значение (см. рис. 5), в результате чего удается обеспечить равномерное распределение тепла по всей отопительной сети.

Последовательность этого процесса такова: исходя из размеров дома определяется самая длинная нить трубопровода от котла до самого отдаленного радиатора отопления (суммарная величина длины, ширины и высоты дома, умноженная на два с учетом длины подающего и обратного трубопроводов). Практический опыт свидетельствует, что величина сопротивления старых трубопроводов колеблется в пределах 100-150 Па/м. Следовательно, разница потерь давления определяется по формуле:

где R – удельная потеря давления на трение, Па/м;
l – максимальная длина (суммарная длина длина подающего и обратного трубопроводов), м;
Dk – дополнительный коэффициент.

Показатели дополнительных коэффициентов взято из практического опыта. Потери давления в прямых отрезках трубопроводов составляют:
• в фитингах и сантехническом оборудовании – около 30 % эустомыПК1 = 1,3;
• в термостатических вентилях – около 70 % эустомыДК2 = 1,7;
• смесители – около 20 % эустомы ДК3 = 1,2.

Дополнительный коэффициент при наличии фитингов и термостатических вентилей (1,3•1,7) составляет 2,2; при наличии фитингов, термостатических вентилей и смесителя(1,3•1,7•1,2) – 2,6.

Пример 12-квартирного дома

Рассмотрим подробнее упомянутый выше пример 12-квартирного дома. который состоит из 3 этажей по 4 квартиры каждый. Отопительный котел находится в центре дома под лестничной клеткой. Поскольку оба отопительные контуры являются параллельными и имеют одинаковую длину, можно отказаться от выравнивания давления с помощью дифференциального регулятора давления. Максимальная длина трубопроводов составляет 30 м, отсюда суммарная длина подающего и обратного трубопроводов составляет около 60 м. Предполагается, что внутреннее сопротивление труб равна 130 Па/м. Система отопления оснащена смесителем. В ходе ремонта дома в отопительную систему монтируют новые термостатические вентили.

Примерные параметры для дома после ремонта в соответствии с формулой ∆p = R • l • ДК являются следующими:
130 Па/м • 60 м • 2,6 = 20280 Па = 203 ГПа.
Для определения параметров помпы, как известно, действительны следующие соотношения:
1 ГПа = 1мбар = 1 см.
Таким образом, необходимый напор циркуляционной помпы составляет H = 203 см = 2,0 м.

Выбор циркуляционного насоса

Предварительно выбранная помпа Star-RS 30/6 (см. таблицу) полностью соответствует требованиям этого дома. Ее было вмонтировано вместо помпы типа S 40/80 r, которая была слишком большой.

Главной составной кривой характеристики насоса есть изображение потребляемой мощности двигателя насоса (см. нижнюю часть рис. 4). Как видно из рисунка, потребляемая мощность повышается с увеличением подачи. Три линии соответствуют изменении мощности при относительно постоянной частоте вращения насоса.

Описанные в статье формулы и последовательность осуществления расчетов приведены на рисунке, из которого видно, что расчеты для новых и старых зданий осуществляются по-разному.

При подборе соответствующего циркуляционного насоса для системы отопления старого дома следует также учитывать следующие факторы:
• ранее использовались большие насосы;
• в связи с техническим развитием наблюдается значительное повышение уровня гидравлической мощности;
• теплоизоляция старых домов неоднократно совершенствовалась, соответственно, уровень потребления тепловой энергии уменьшался, что, в свою очередь, позволило использовать в системе отопления котлы и насосы меньших размеров.

Таким образом, если невозможно получить точные расчеты, как, например, в случае со старыми зданиями, при подборе соответствующего циркуляционного насоса приходится полагаться на приблизительные оценки, большинство из которых проверена временем и подтверждена практическим опытом.
Автор: Ергардт Бушер, Клаус Вальтер “Вибрать помпу несложно. Шаг за шагом к правильному выбору циркуляционной помпы необходимой мощности”
(журнал “М+Т” №01.2003)

teplosten24.ru

В заключение

Определив так называемую рабочую точку “циркуляционника” (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис. 1).

Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика.

Пример в качестве проверки

Правильность расчетов по представленной методике можно проверить, сравнив их результаты с итогами точных вычислений в реальном проекте, выполненном в соответствии со СНиП.

По заданию требовалось расcчитать циркуляционный насос для двухтрубной системы отопления с поэтажной разводкой трубопроводов от коллектора.

Предварительно было определено, что потребность здания в тепле составляет 45,6 кВт, необходимый для отопления расход теплоносителя 2,02 куб.м/ч. Схема трубопроводов до самого отдаленного радиатора включает четыре участка и теплорегулирующий вентиль.

Суммарные потери давления в них равняются:

Согласно СНиП 2.04.05-91*, на неучтенные потери давления к этой величине следует добавить 10%:

Таким образом, “циркуляционник” для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м.

При расчетах по методике, изложенной в статье, получаем:

что не слишком отличается от величины, полученной ранее.

remontyes.ru

Зачем нужен циркуляционный насос

Не секрет, что большинство потребителей услуг теплоснабжения, проживающих на верхних этажах высотных зданий, знакомы с проблемой холодных батарей. Ее причиной является отсутствие необходимого давления. Поскольку, если нет циркуляционного насоса, теплоноситель двигается по трубопроводу медленно и в результате остывает на нижних этажах. Именно поэтому важно правильно сделать расчет циркуляционного насоса для систем отопления.

С аналогичной ситуацией часто сталкиваются хозяева частных домовладений – в наиболее отдаленной части отопительной конструкции радиаторы намного холоднее, чем в начальной точке. Оптимальным решением в данном случае специалисты считают монтаж циркуляционного насоса, как он выглядит видно на фото. Дело в том, что в небольших по площади домах отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителей достаточно эффективны, но и тут не помешает подумать о приобретении насоса, поскольку, если правильно настроить работу данного устройства, затраты на обогрев сократятся. 

Что собой представляет циркуляционный насос? Это прибор, состоящий из мотора с ротором, погруженным в теплоноситель. Принцип его работы заключается в следующем: вращаясь, ротор заставляет нагретую до определенной температуры жидкость двигаться по системе отопления с заданной скоростью, в результате чего создается нужное давление. 

Насосы могут функционировать в разных режимах. Если сделать установку циркуляционного насоса в системе отопления на максимальную работу, дом, остывший в отсутствие хозяев, прогреть можно очень быстро. Затем потребители, восстановив настройки, получают при минимальных затратах необходимое количество тепла. 

Циркуляционные приборы бывают с «сухим» или «мокрым» ротором. Его в первом варианте погружают в жидкость частично, а во втором – полностью. Отличаются они между собой тем, что насосы, укомплектованные «мокрым» ротором, при работе меньше шумят (прочитайте также: «Почему шумит циркуляционный насос отопления и как это исправить»). 

Порядок расчета параметров насоса

Циркуляционный насос должен решать две основные задачи:

• создавать в отопительной системе такой напор теплоносителя, который будет способен преодолевать гидравлическое сопротивление, возникающее в отдельных элементах конструкции;
• обеспечивать нужную производительность и тем самым способствовать передвижению по системе тепла, достаточного для обогрева дома. 

Исходя из поставленных задач, расчет циркуляционного насоса для отопления, требуется для определения потребности дома в тепловой энергии и гидравлического сопротивления всей системы. Не зная этих параметров, выбрать устройство для принудительного передвижения теплоносителя невозможно. 

Расчет производительности насоса

Производительность этого прибора обычно обозначают в формулах буквой Q. Данная величина отражает перемещенное за единицу времени количество тепла.

Для расчета пользуются формулой: 

Q=0,86R:TF-TR, где

R — необходимая для обогрева помещения тепловая мощность (кВт);
TF — температура теплоносителя в подающей трубе системы (°С);
TR — температура в трубопроводе на выходе из системы (°С).

В европейских странах показатель R зависит от условий эксплуатации, его принято рассчитывать в соответствии с нормативами: 

• в домах, где не больше двух квартир, мощность циркуляционного насоса для отопления принимают равной 100 Вт/м²;
• в многоквартирных зданиях — 70 Вт/м². 

Когда расчет насоса выполняется для построек с плохой теплоизоляцией, значение вышеприведенных показателей необходимо увеличить. Если здание хорошо утеплено, используют показатель R, находящийся в пределах от 30 до 50 Вт/м². 

Расчет гидравлического сопротивления

Еще одним важным показателем при выборе циркуляционного насоса является гидравлическое сопротивление, именно его нужно будет преодолеть устройству.

Прежде всего, нужно узнать высоту H всасывания насоса по следующей формуле: 

H=1,3х(R1L1+R2L2+Z1….+ZN):10000, где

R1, R2 — величина потери давления на трубе подачи и обратке (Па/м);
L1,L2 — длина подающей и обратной частей трубопровода (м);
Z1,…..ZN – данные о сопротивлении, которое имеют отдельные элементы отопительной конструкции (Па).

Чтобы определить величины R1 и R2 пользуются табличными данными, приведенными в специальных справочниках. 

Гидравлическое сопротивление, когда производится расчет циркуляционного насоса для отопления, для узлов и элементов конструкции теплоснабжения обычно указывается производителем в прилагаемой к устройству технической документации.

Можно пользоваться примерными данными: 

• котел отопительный — 1000-2000 (Па);
• вентиль термостатический — 5000-10000 (Па);
• смеситель — 2000-4000 (Па);
• тепломерное устройство -1000-15000 (Па).

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.  Читайте также: «Как правильно сделать подбор циркуляционного насоса для системы отопления – правила расчета и выбора».

Другие варианты расчетов насосов

Вышеприведенный способ расчетов является одним из вариантов вычисления необходимых параметров. Ряд производителей используют иную методику. Также можно доверить расчет циркуляционного насоса квалифицированному специалисту. Зная подробности конструкции конкретной системы и условия ее работы, он профессионально сделает все вычисления. 
 
Обычно определяют максимальную нагрузку для работы системы теплоснабжения. В действительности она будет ниже, поэтому разумно будет приобрести устройство, параметры которого немного ниже расчетных данных. Расчет мощности циркуляционного насоса отопления отражает оптимальный результат. Приобретать более мощный прибор не целесообразно и работа системы не улучшится, а расходы возрастут. 

После получения результатов расчетов необходимо обратить внимание на напорно-расходные данные о моделях насосов с учетом скоростей его работы. Характеристики можно отразить на графике с двумя координатами – напором и производительностью, а затем определить точку пересечения этих величин. Исходя из графического изображения, подбирают нужную модель насоса для отопления для конкретного дома. 

Точка А на рисунке соответствует требуемым параметрам по результатам вычислений, а точка В обозначает реальные характеристики определенной модели устройства, указанные производителем. Циркуляционный насос тем больше подходит для условий эксплуатации в конкретной отопительной системе, чем меньше расстояние между этими двумя точками. 

Несколько важных моментов

Поскольку в продаже имеются циркуляционные насосы, укомплектованные «сухим» или «мокрым» ротором, с ручным или автоматическим способом управления скоростями, специалисты советуют приобретать устройство, ротор которого погружен в теплоноситель полностью. Выбирать его следует не только по причине пониженного шума, но и потому, что он справится с нагрузкой успешнее. Насос следует монтировать так, чтобы вал ротора находился в горизонтальном положении. 

Для производства высококачественного изделия применяют прочную сталь и керамический вал. Срок эксплуатации такого циркуляционного насоса составляет минимум 20 лет. Не следует выбирать для горячего водоснабжения устройство с чугунным корпусом – он очень быстро разрушается при использовании в таких условиях. 

Предпочтительнее покупать изделие из нержавейки, бронзы или латуни. 

Когда при работе насоса в системе слышен шум, это не всегда говорит о наличии поломки. Часто причиной его появления является воздух, попавший в систему после ее запуска. Поэтому перед началом работы отопительной конструкции нужно спустить воздух при помощи специальных клапанов. Когда система поработает пару минут, данную процедуру необходимо повторить и отрегулировать насос.  Читайте также: «Правильный подбор насоса для системы отопления – как рассчитать и подобрать оптимальный».

В случае запуска насоса с ручным способом регулировки, прибор устанавливают на максимальную скорость, а в регулируемых моделях просто отключают блокировку.

Видео о расчете циркуляционного насоса для отопления:

teplospec.com

Функции, разновидности и принцип действия циркуляционных насосов

Для чего нужен циркуляционный насос (помпа)? Согласно принципу действия систем с принудительным циркуляцией, движение нагретой жидкости происходит благодаря избыточному давлению, создаваемому насосным оборудованием.

Соответственно, на помпу возлагается решение двух задач:

1. Обеспечение высокой скорости движения теплоносителя;
2. Создание избыточного давления, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления, возникающего в элементах системы.

Первая является основной с точки зрения эффективности и экономичности отопления. Действительно, при высокой скорости движения теплоносителя разница его температур в подающем и обратном трубопроводах уменьшается – жидкость просто не успевает остывать. В результате:

• Даже при значительной длине магистралей обеспечивается равномерное распределение тепла в обслуживаемых помещениях;
• Для подогрева жидкости требуется меньший расход энергоресурсов (по сравнению с гравитационными системами экономия может составлять до 20-30 %);
• Источники тепла (котлы, нагреватели других типов) работают в щадящем режиме;
• Появляется возможность создания закрытых (герметичных) систем, в которых может быть использован теплоноситель с высокими показателями теплоемкости (например, антифриз, смесь или водный раствор гликолей и др.).

Владельцу такой системы ее проектирование, монтаж и эксплуатация обходятся значительно дешевле.

Устройство циркуляционного насоса для отопления включает несколько основных узлов и деталей:

• Рабочее колесо (крыльчатку), обеспечивающее перекачивание жидкости;
• Электродвигатель для привода рабочего колеса;
• Перекачивающей камеры с впускным и выпускным (подающим и напорным) патрубками, которые присоединяются к трубопроводам;
• Корпуса;
• Клеммной коробки для электрических подключений и установки регулирующих органов (в случае модификации устройства с регулировкой скорости).

Как это работает:

1. В перекачивающую камеру через впускной патрубок поступает теплоноситель.
2. Здесь он захватывается крыльчаткой, приводящейся во вращение электродвигателем.
3. При повышенном давлении отправляется в выпускной патрубок, присоединенный (как и впускной) к магистрали отопительной системы.

Производители предлагают множество различных конструкций насосного оборудования. Большинство из них модно отнести к одному из двух классов:

• Устройства с «мокрым» ротором;
• Помпы с «сухим» ротором.

В первом крыльчатка, как правило, выполняется в едином блоке с ротором электродвигателя. В результате ротор оказывается погружен в перекачиваемую жидкость.

Основной особенностью конструкции второго типа является ротор, изолированный от крыльчатки и теплоносителя за счет торцевого уплотнения.

Каждое из решений имеет собственные достоинства и недостатки. В варианте с «мокрым» ротором жидкость выполняет одновременно функции смазки и теплоотвода. Это позволило получить компактные конструкции с минимальным уровнем рабочего шума. Именно такие насосы получили широкое распространение для бытовых приложений – ГВС и автономного отопления.

Вариант с «сухим» ротором отличается более высокими значениями КПД и максимальной мощности, что определило использование такого оборудования в системах, требующих высокой производительности, например, мини-котельных, осуществляющих теплоснабжение многоквартирных домов.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления начинают с расчета требуемых значений технических характеристик. Ответ на вопрос, циркуляционный насос для отопления как выбрать, предполагает, прежде всего, расчет двух основных показателей – производительности и напора.

Расчет базируется на тепловой мощности системы отопления. Для практического применения приемлемую точность дает методика укрупненного расчета.

Расчет производительности насоса

Необходимую для нормальной работы отопительного оборудования производительность определяют по формуле:

Q = 0,86 * P/dt

где

Q — производительность помпы в куб.м/ч,

Р – тепловая мощность в кВт,

dt – разница между температурами теплоносителя в подающей и обратной ветви отопительной магистрали.

Для определения тепловой мощности потребуются:

• объем помещений,
• теплопроводность ограждающих конструкций и их площадь,
• количество окон и другие сведения, например, наружная температура в отопительный сезон.

Методики расчета и справочную информацию приводятся в нормативных документах или на специализированных ресурсах.

Для укрупненного расчета подойдет вариант с удельными показателями — мощностью для отопления 1 кв.м помещений. По европейским нормам они составляют:

• Для малоэтажных частных жилых домов – 100 Вт/кв.м;
• Для квартир в многоквартирных многоэтажных домах – 70 Вт/кв.м;
• Для помещений в производственных зданиях и жилых помещениях с утеплением высококачественными теплоизоляционными материалами – 30-50 Вт/кв.м.

Европейские нормы хорошо работают для регионов с умеренным климатом. Для более суровых условий следует использовать нормативы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», ориентированные на температуры наружного воздуха вплоть до -30 градусов:

• Для одно- и двухэтажных зданий – 173-177 Вт/кв.м;
• Для зданий с бОльшим количеством этажей – 97-101 Вт/кв.м.

Разница температур на подаче и обратке зависит также от различных факторов и лежит в пределах 5-20 градусов. Основную роль здесь играет тип системы отопления. Для низкотемпературных, где температура теплоносителя не превышает 40 градусов (например, в для систем «теплый пол») принимают меньшие значения, для высокотемпературных – большие. Так, если выбирается дополнительный насос в системе отопления квартиры в многоквартирном доме, типовой величиной является разница температур 20 градусов.

Нередко встречается ситуация, когда необходимо произвести расчет насоса для системы отопления, в которой уже установлен котел, а насосное оборудование приобретается позже для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов.

Для расчетов потребуется:

N (кВт) — мощность котла

dt1 — разность между температурами теплоносителя на выходе источника тепла и обратной ветви магистрали.

Производительность насоса определяется по соотношению

Q = N/dt1

В данном видео подробно рассказано, как производить необходимые расчеты:

Расчет напора

Следует знать, выбирая циркуляционные насосы для систем отопления — технические характеристики во многом определяются именно этим показателем. Напор (максимальный) в обязательном порядке входит в систему заводских обозначений. К примеру, насос циркуляционный Wilo Star RS 25 4 создает максимальный напор 4 м.

Нередко этот показатель называют высотой подъема, что может ввести пользователя в заблуждение. В функции насосного оборудования не входит подъем жидкости, а напор необходимо развивать, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, создаваемое элементами системы.

Именно из этих соображений ведется расчет параметра.

H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

Здесь,

H – высота всасывания (подъема) или требуемый напор насосного оборудования;

R1, R2 – удельные потери давления на подающей и обратной ветви магистрали, Па/м;

L1, L2 – длина трубопроводов подачи и обратки соответственно;

Z1, Z2, ZN – сопротивления элементов системы.

Удельные потери в трубопроводах систем зависят от:

• их диаметра,
• материала,
• скорости перемещения теплоносителя,
• других свойств изделий и особенностей их эксплуатации.

В справочной литературе, а также на специализированных сайтах приводятся соответствующие таблицы. В некоторых источниках приводится и дугой вариант — значения гидравлического сопротивления (потери напора) для 1 м или 100 м труб в зависимости от расхода и скорости теплоносителя, а также материала и диаметра труб.

Для других элементов типовые значения составляют:

• Котлы – 1000-5000 Па, компактные модели – 5000-15000 Па;
• Радиаторы отопления – 500 Па;
• Обратные клапаны – 5000-10000 Па;
• Вентили на радиаторах – 10000 Па;
• Регулирующие клапаны – 10000-20000 Па.

Точный расчет гидравлического сопротивления достаточно сложен. Оценить необходимый напор можно по укрупненному соотношению

H = N * K

где

N – этажность обслуживаемого здания (с учетом подвала, чердака и т.д.);

K – эмпирическая усредненная величина гидравлических потерь для одного этажа. Это значение лежит в пределах 0,7 – 1,1 м для традиционных двухтрубных систем, и 1,16-1,85 м систем коллекторно-лучевой архитектуры (например, для того же «теплого пола»).

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Мощность является одним их характеристических параметров оборудования, важным для выбора конкретной модели. Определяют ее из соотношения (результат получают в кВт)

Pн = (p * Q * H) * КПД / 367

где

р – плотность теплоносителя;

Q – расчетная величина расхода;

Н – расчетная величина напора.

Для предварительного расчета КПД принимают в пределах 0.75-0.85, что обеспечит необходимый запас по мощности при выборе оборудования.

Как выбрать циркуляционный насос для конкретной системы

В заводских обозначениях моделей указываются два параметра:

• присоединительные размеры,
• напор.

Так, если рассматривать циркуляционный насос 40 25, 40 обозначает развиваемый напор 4 м, а 25 – установку на трубопроводы диаметром 25 мм (1’’). Аналогично, циркуляционный насос Wilo Star RS 25 7 предназначен для установки на 1-дюймовые (25 мм) трубопроводы, а высота подъема (максимальный напор) для него составляет 7м.

Конечно, это важная информация, но ее недостаточно для правильного подбора устройства. Производители, выпускающие насосы циркуляционные для отопления, в технических характеристиках приводят также:

• максимальную производительность,
• мощность,
• КПД.

Однако и знания этих величин хватит только для предварительного определения множества конкретных моделей, которые могут подойти для работы в системе — их производительность, напор и мощность должны быть больше, чем рассчитанные на предыдущем шаге значения.

Подбор модели ведут по приведенной в технической документации напорно-расходной (рабочей) характеристике. Расчетная рабочая точка (расход и напор) должна находиться на этой кривой, причем оптимальный вариант – в ее средней трети. При таком выборе обеспечивается максимальный КПД устройства и остается пространство для регулирования.

Другие важные критерии выбора

При выборе модели оборудования следует также обратить внимание на:

• Материалы узлов и деталей агрегата. К примеру, с точки зрения долговечности и надежности устройства предпочтение стоит отдать крыльчаткам из нержавеющей стали и композитных материалов и корпусам не из чугуна, а из нержавеющей стали или латуни.
• Количество скоростей. При прочих равных предпочтительнее использовать многоскоростные (наиболее распространенный вариант – трехскоростные) модели. Они предоставляют широкие возможности для регулирования. Следует обратить внимание на то, что при выборе рабочая точка должна находиться на характеристике, соответствующей средней скорости.
• Возможность подключения систем автоматики. Автоматика для циркуляционного насоса отопления позволит существенно экономить ресурс системы и энергоносители.
• Напряжение питания. Циркуляционный насос для отопления на 12 вольт лучше с точки зрения электробезопасности (а некоторые модели – и по возможностям регулирования), но требует соответствующего источника.

Замечания по монтажу и запуску

Для долговременной работы оборудования и его высокой эффективности следует соблюдать некоторые правила:

• Монтаж насоса производят так, чтоб его вал находился горизонтально. Для оборудования с «мокрым» ротором такое требование является обязательным! Ориентация трубопроводов (вертикальный, горизонтальный или наклонный участок) значения не имеет.
• Клеммная коробка должна располагаться сверху. Это обеспечит безопасность даже в случае возможных протечек.

• Современные агрегаты позволяют установку и на подачу, и на обратку, но расположение на обратном участке снизит тепловые нагрузки и увеличит ресурс оборудования.
• При монтаже обязательно предусмотреть байпас для циркуляционного насоса. Это позволит при отсутствии электропитания использовать отопительную систему в режиме с естественной циркуляцией.
• В качестве рабочей выбирается средняя скорость оборудования. Запуск системы осуществляется на самой высокой скорости (в системах с автоматикой отключается блокировка).
• После запуска следует удалить скопившийся воздух через предусмотренные в конструкции специальные клапаны.

Производители и цены

При покупке оборудования следует отдать предпочтение известным торговым маркам. В большинстве случаев это станет гарантией высокого качества, надежности и долговечности изделий. Среди лучших вариантов следует рассматривать:

• Grundfos. Компактное и функциональное оборудование, одни из важнейших преимуществ которого является экономичность. Производитель предлагает широкий ассортимент устройств – с «сухим» ( Grundfos UPS) и «мокрым» (Grundfos Alpha2) ротором по ценам (в зависимости от комплектации, производительности, набора функций) от 5 до 60 тыс. руб.
• DAB – циркуляционные насосы от итальянского производителя. Отличаются высоким качеством материалов и сборки, надежностью. В ассортименте насосы с сухим и мокрым ротором, рассчитанные на различные производительности и напоры. Маленький насос циркуляционный DAB наиболее востребованных серий VA и VB можно приобрести по цене 3,5 – 6 тыс.руб.
• Wilo. Оборудование настоящего немецкого качества. Надежность, функциональность, экономичность – вот что отличает оборудование производителя, причем касается это даже устройств самых распространенных серий, например Wilo Star RS, предлагающиеся по ценам от 4 до 7 тыс. руб.
• Oasis – циркулярный насос еще одного немецкого производителя «Forte Technologie&Produktion GmbH». Качественное оборудование для решения широкого круга задач. Получает насос циркуляционный «Оазис» отзывы только положительные благодаря надежности и привлекательным ценам в диапазоне от 3 до 7 тыс.руб.
• Джилекс. Циркуляционные насосы российского производства, не уступающие лучшим зарубежным аналогам. Серия Циркуль – это качественные материалы, надежность по выгодным ценам порядка 3-5 тыс.руб.

Как правильно выполнять установку, смотрите:

klimatlab.com

А можно всех посмотреть

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

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

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

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

Шаг 1: диаметр резьбы

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

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

Особый случай

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

С чем связана столь странная инструкция?

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

Шаг 2: производительность

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

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

В ней:

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

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

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

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

Расчет теплопотерь

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

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

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

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

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

• K берется из таблицы:

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

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

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

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

Особый случай

Во многих настенных электрических и газовых котлах насос уже установлен изготовителем наряду с группой безопасности и расширительным бачком. Это превращает котел в полноценную и самодостаточную котельную, которая подключается непосредственно к отопительному розливу.

Шаг 3: напор

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

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

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

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

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

Заключение

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

otoplenie-gid.ru

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