Как рассчитать производительность насоса для отопления?

Содержание

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления — Постройка

Как рассчитать производительность насоса для отопления?

Функционирование современных систем отопления, в которых используется принудительное движение теплоносителя по контурам отопления было бы невозможно без циркуляционного насоса.

Подбор циркуляционного насоса

Именно это устройство обеспечивает движение теплоносителя по магистралям системы отопления, системы теплый пол, системы рециркуляции ГВС. В сложных многоконтурных системах домов большой площади и этажности таких насосов может быть несколько.

Эффективная теплоотдача системы отопления напрямую зависит от соответствия параметров циркуляционного насоса параметрам системы в целом. Чтобы ориентироваться в теме, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, ознакомимся с его устройством и основными параметрами.

Устройство насоса

Циркуляционный насос в разрезе
Устройство насоса «сухого» типа

Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Технические параметры циркуляционного насоса

С функциональными возможностями устройства можно ознакомиться из его технического паспорта. Выбрать циркуляционный насос для отопления Вам помогут знания о таких параметрах:

  1. Расход насоса ( подача, производительность) — объемная величина (единица -м3/ч), численно равная максимальному объему воды, который может прокачать через себя насос за один час времени.
  2. Напор циркуляционного насоса — это максимальное значение гидравлического сопротивления, которое оказывают все элементы отопительных контуров движению жидкости, и которое способен преодолеть насос (при его расходе = 0). Измеряется в м (метрах).
  3. Характеристика насоса — производная величина, определяемая взаимосвязь напора насоса и его производительности. Так для однорежимного (односкоростного) насоса существует только одна характеристика, для двух и более — соответственно две и… Что говорить о насосах с плавно регулируемой производительностью?..

Классификация циркуляционных насосов

Насосы циркуляционные от различных производителей друг от друга существенно не отличаются. Все они классифицируются по типу ротора. Различают:

  • насосы с «мокрым» ротором
  • насосы с «сухим» ротором.

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой.

К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды).

Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики.

Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса.

Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

И перед тем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, следует запомнить, что «прописка» такого насоса желательна в отдельном помещении. Отличительной особенностью устройств «сухого типа» является достаточно громкий звук функционирования.

Маркировка циркуляционных насосов

После названия марки насоса на его корпусе указаны цифры. Например, Grundfos UPS 25-50.

Первые две цифры — это диаметр присоединительных патрубков. В нашем случае 25 мм (1 дюйм) — диаметр резьбы гаек, поставляемых в комплекте с циркуляционным насосом.

Второе число обозначает максимальную высоту подъема теплоносителя в системе. В нашем примере высота подъема 5 м, то есть он может создавать избыточное давление до 0,5 атм.

Читайте также  Как рассчитать длину кабеля для проводки?

Согласно этих величин выполняют подбор циркуляционного насоса для отопления после того, как теоретически выполнили расчет напора циркуляционного насоса и расчет мощности циркуляционного насоса отопления.

Кстати, потребляемая мощность насоса регулируется ступенчато (3 положения) или плавно (электронное управление электродвигателем насоса). О силе потребляемого тока при определенной отдаваемой мощности можно узнать из таблички, закрепленной на корпусе насоса.

Насосы, оборудованные электронным блоком управления, отличаются повышенной экономичностью и способны самостоятельно регулировать свои рабочие характеристики, анализируя расход и давление воды в системе.

Расчет циркуляционного насоса выполняют, исходя из потребности строительной конструкции в тепле – эта величина является базовой точкой при расчете циркуляционного насоса для отопления.

Значение величины принимается соответствующим наиболее холодному времени года. Согласно, СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” для одно-двухэтажных зданий на 1 м2 общей площади 173-177 Вт/м2 при температуре «за бортом» -25 — 30 °C.

Дома в три-четыре этажа имеют показатели от 97 до 101 Вт/м2 соответственно.

  • Умножив это «нормы» на число «квадратов» отапливаемого помещения, получим величину потребности строения в тепле.
  • Также расчет параметров циркуляционного насоса можно выполнить, исходя уже из мощности котла.
  • Необходимое значение рассчитывается по формуле:

$$Q=frac{N} {t_2 — t_1}$$

  1. где:
  2. (Q) — рассчетная величина, соответствующая расходу насоса, (литров/ч);
  3. (N) — мощность основного нагревателя (котла), (Вт);
  4. (t_2)— температура теплоносителя на входе в подающую трубу (на выходе из котла), (°C);
  5. (t_1) — температура теплоносителя в «обратке» (на входе в котел), (°C).
  6. Подставив необходимые параметры в формулу, мы получим требуемый расход насоса.
  7. Температура теплоносителя, «выходящего» из котла обычно находится в промежутке от + 85 до 95 °C, температура «обратки» в диапазоне 60-70 °C.
  8. Величину необходимого для преодоления гидравлического сопротивления напора определяют по специальным формулам. Для упрощенного подбора можно воспользоваться такой информацией:
  • прямолинейные участки труб оказывают сопротивление 100-150 Па/м, что эквивалентно требуемому напору насоса — 0,01-0,015 м на каждый метр трубопровода магистрали.Внимание! В расчетах учитывается полная длина контура (подающей трубы и обратной).
  • Фитинги забирают до 30% от рассчитанного «прямого» сопротивления;
  • Трехходоовой смеситель — 20%;
  • Терморегулирующие вентили — 70%.

!

При расчетах гидравлического сопротивления всей отопительной магистрали не принимается во внимание высота (этажность) здания. То есть, величина высоты, на которую насос должен будет поднимать воду, тут роли не играет!

Это объясняется тем, что система замкнутая. Поэтому высота подающей линии равняется высоте обратной — столбы жидкости в них уравновешены между собой.

Суммарное гидравлическое сопротивление определяется только суммой сопротивлений всех поворотов, тройников, вентилей…

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Используя рассчитанные данные напора и расхода, определяют необходимую характеристику насоса, который затем подбирают по каталогу.

Так как подбирая циркуляционный насос для системы отопления мы оперировали максимальными данными нагрузки на насос, то для его повседневной работы будет достаточно выбрать менее мощный вариант. Он и «потише» будет при меньшей свой стоимости, и электроэнергии «кушать» будет меньше.

Особенности монтажа

При установке насосов необходимо учитывать такое правило: «Вал насоса должен располагаться горизонтально!»

Такие устройств «качают» теплоноситель только в одном направлении. Поэтому при монтаже насоса необходимо соблюдать правильное направление его установки.

Можно подобрать циркуляционный насос для отопления с естественной циркуляцией.

В таком случае, проводится модернизация существующей отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя установкой циркуляционного насоса.

«Врезанный» в такую систему насос позволяет улучшить равномерность прогрева всех радиаторов. Кроме этого практически замечена экономия газа на 20-30% при интеграции такого насоса в контуры отопления.

Насос устанавливается на обводной байпас, врезанный в «обратку» системы, а в магистральную трубу необходимо установить обратный клапан, который позволит системе функционировать и при внезапном отключении электроэнергии.

Источник:

Расчет и подбор насоса для отопления: формулы, примеры, инструкции

Современную автономную систему отопления невозможно представить без хорошего циркуляционного насоса.

С помощью этого полезного устройства можно в несколько раз повысить качество обогрева жилища и эффективность работы отопительного оборудования.

Чтобы выбрать из многочисленных предложений производителей модель, которая подходит конкретной системе, следует выполнить правильный расчет насоса для отопления, а также учесть ряд важных практических нюансов.

Для чего нужен насос в системе отопления?

Большинству жителей верхних этажей в многоквартирных домах хорошо знакомо такое явление как холодные батареи. Это результат отсутствия в системе давления, необходимого для ее нормальной работы. Теплоноситель перемещается по трубам медленно и остывает уже на нижних этажах.

Читайте также  Как рассчитать насос для системы отопления?

С такой же ситуацией могут столкнуться и владельцы частного дома: в самой дальней точке отопительной системы трубы и радиаторы слишком холодные. Эффективно решить проблему поможет циркуляционный насос.

Обратите внимание, что системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя могут быть вполне эффективны в небольших частных домах, но даже в этом случае имеет смысл подумать о принудительной циркуляции, поскольку при правильной настройке системы это позволит снизить общие расходы на отопление.

Упрощенно такой насос представляет собой мотор с ротором, который погружен в теплоноситель. Ротор вращается, заставляя воду или другую нагретую жидкость перемещаться по системе с заданной скоростью, создавая необходимое давление. Насос может работать в различных режимах.

Например, установив устройство на максимум, можно быстро прогреть остывший в отсутствие хозяев дом. Затем восстанавливают настройки, которые позволяют получить наибольшее количество тепла при минимальных расходах. Различают модели циркуляционных насосов с «сухим» и «мокрым» ротором.

В первом случае ротор насоса погружен в жидкость только частично, а во втором случае — полностью. Насосы с «мокрым» ротором издают при работе меньше шума.

Как рассчитать параметры насоса?

Правильно подобранный водяной насос для отопления должен решать две задачи:

  • создавать в системе напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление отдельных ее элементов;
  • обеспечивать перемещение по системе достаточного для обогрева здания количества тепла.

Исходя из этого, при выборе циркуляционного насоса следует рассчитать потребность здания в тепловой энергии, а также общее гидравлическое сопротивление всей отопительной системы. Без этих двух показателей подобрать подходящий насос просто невозможно.

Полезная информация о выборе циркуляционного насоса содержится в следующем видеоматериале:

Расчеты производительности насоса

Производительность насоса, которую в расчетных формулах обычно обозначают как Q, отражает количество тепла, которое может быть перемещено за единицу времени. Формула для расчетов выглядит так:

Q=0,86R/TF-TR, где:

  • Q — объемный расход, куб. м./ч;
  • R — необходимая тепловая мощность для помещения, кВт;
  • TF — температура на подаче в систему, градусов Цельсия;
  • TR — температура на выходе из системы, градусов Цельсия.

Потребность помещения в тепле (R) рассчитывается в зависимости от условий. В Европе принято рассчитывать этот показатель, исходя из норматива:

  • 100 Вт/кв. м площади небольшого частного дома, в котором не более двух квартир;
  • 70 Вт/кв. м площади многоквартирного дома.

Если же расчеты проводятся для зданий с низкой теплоизоляцией, значение показателя следует увеличить. Для расчетов по помещениям на производстве, а также по зданиям с очень высокой степенью теплоизоляции рекомендуется использовать показатель в пределах 30-50 кВт/ кв. м.

С помощью этой таблицы можно более точно рассчитать потребность в тепловой энергии для помещений различного назначения и с различным уровнем теплоизоляции

Расчет гидравлического сопротивления системы

Следующий важный показатель — гидравлическое сопротивление, которое необходимо будет преодолеть циркуляционному насосу. Для этого следует рассчитать высоту всасывания насоса. Обычно этот показатель обозначают как «H». Можно использовать следующую формулу:

H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000, где

  • R1, R2 – потеря давления на подаче и обратке, Па/м;
  • L1,L2 – длина линии подающего и обратного трубопровода, м;
  • Z1,Z2…..ZN – сопротивление отдельных элементов отопительной системы, Па.

Для определения R1 и R2 следует воспользоваться приведенной ниже таблицей:

В этой таблице представлены дополнительные данные для более точного расчета гидравлического сопротивления, возникающего в отопительной системе частного дома

Гидравлическое сопротивление отдельных элементов и узлов отопительной системы обычно указано в сопровождающей их технической документации. Если по какой-то причине такая документация отсутствует, можно воспользоваться примерными данными:

  • котел — 1000-2000 Па;
  • смеситель — 2000-4000 Па;
  • термостатический вентиль — 5000-10000 Па;
  • тепломер — 1000-15000 Па.

Источник: https://xn--80anhrcladek5a8h.xn--p1ai/instrumenty-i-oborudovanie/podbor-tsirkulyatsionnogo-nasosa-dlya-sistemy-otopleniya.html

Как рассчитать производительность насоса для отопления?

Как рассчитать производительность насоса для отопления?

Современную систему отопления нельзя представить без такого важного узла, как циркуляционный насос, так как сейчас в 99.9% случаях отопительную систему дома делают с принудительной циркуляцией теплоносителя. Системы с естественной циркуляцией остались в прошлом так, как они не эффективны. Поэтому во время проектировки или уже в магазине перед мастером встает вопрос как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления.

Существуют различные методы расчета насоса, но все они, как правило, сложные и ими пользуются в основном профессионалы своего дела. Мы же с вами пойдем по более упрощенной схеме, сведя к минимуму многочисленные формулы.

Читайте также  Как рассчитать сопротивление в катушке трансформатора?

Но это не значит, что конечный результат будет неправильный, просто будет небольшая погрешность, которую производители циркуляционных насосов уже учли и делают запас в мощности при написании технических параметров к ним.

Почему так важно подобрать оптимальную мощность насоса

Слишком слабый насос, установленный в систему отопления, не будет способен обеспечить в полной мере теплом всё отапливаемое помещение. Здесь всё ясно. Но что же будет, если насос значительно превышает необходимую мощность для системы отопления?

  • Во-первых, чем мощнее насос, тем он дороже.
  • Во-вторых, потребность в электричестве прямо пропорционально его производительной мощности, что будет сказываться на потреблении электричества.
  • В третьих, из повышенной мощность в системе отопления могут создаваться сильные завихрения, отчего могут наблюдаться вибрации и повышенный шум при его работ.

Технические параметры циркуляционного насоса, по которым делают выбор

Основными техническими параметрами, по которым нужно делать выбор после расчета являются:

  • Диаметр подключаемой трубы, измеряемый в миллиметрах.
  • Максимальная эксплуатационная температура в °C
  • Производительность, в литрах/час или м3/час
  • Напор, измеряемый в метрах.

Диаметр подключаемой трубы

Диаметр подключаемой трубы циркуляционного насоса в основном бывает 25 мм и 32 мм. Диаметр трубы походящей и отходящей от насоса не должен быть меньше, указанного в параметрах насоса.

Максимальная рабочая температура

Насос для отопления должен выдерживать температуру до 110 C. Поэтому для своих отопительных систем выбираем именно такой.
Если с предыдущими двумя параметрами всё просто и ясно, то со следующими двумя дела обстоят куда сложнее, но это основной стержень этой темы.

Производительность

Чтобы рассчитать требуемую производительность насоса, сначала нужно узнать необходимую потребность помещения в тепле.

Потребность помещения в тепле

Согласно СНиП тепловая потребность жилых зданий в тепловой энергии представлена в таблице ниже. Чтобы узнать общую потребность дома или квартиры в энергии нужно площадь дома умножить на число, подходящее вашему жилищу из таблицы.

Допустим одноэтажный утепленный новый дом требует 80 вт/час на 1 м2. Площадь дома 150 м2. 80×150=12000 вт/час энергии требуется этому дому при низкой наружной температуре воздуха. Переведем это число в кВт: 12000/1000= 12 кВт/час.

Конечная необходимая производительность

Узнав потребность дома в тепле можно узнать нужную производительность циркуляционного насоса по формуле ниже: G=Q/(1.

16×∆T), где Q–необходимая тепловая потребность в энергии (которую мы рассматривали выше); 1,16–это тепловая емкость воды (если в качестве теплоносителя вместо воды используется другая жидкость, то необходимо уточнить тепловую ёмкость данного теплоносителя) ∆T– разница между температурой подающей и обратной трубой (обычно для радиаторного отопления эта разница составляет 20 C, для тёплого 5 C.) И так, продолжаем приводить пример с учётом ранее полученного значения в 12 кВт: G=12/(1.16×20), итого ~0,52 м3/час необходимо, что бы насос прокачивал теплоносителя через себя.

С производительностью вопрос решён, но остается ещё один параметр, который нужно учесть при выборе насоса.

Напор

Напор циркуляционного насоса это сила с которой давит насос. Если напор насоса будет недостаточным для преодоления гидросопротивления всей системы, то и производительность его будет падать.
Техническая характеристика насоса, такая как напор измеряется в метрах.

Вычисляется необходимый показатель с помощью сложных вычисления и формул. Но как показала практика в среднем на 10 метров длины системы отопления необходимо 0,6 метра напора насоса. Поэтому смело придерживайтесь этим расчетам и не забивайте себе голову лишней информацией.

Несколько заключительных нюансов по подбору насоса

Весь расчет при подборе насоса для системы отопления рассчитан на максимальную нагрузку на систему в холодное время года, когда температура окружающего воздуха опускается до критических. Как правило, такое бывает редко, возможно несколько дней за сезон. Поэтому приобретать насос нужно с регулятором мощности.

Это нужно для экономии энергии, когда система отопления работает не в полную мощность, ну и продления срока службы самого циркуляционного насоса. Ещё раз повторимся, что приведённый здесь метод расчета необходимого циркуляционного насоса для отопления максимально упрощенный, так как профессиональный расчет очень сложен. Но, как правило, этого хватает, что бы сделать правильный выбор.

Поэтому, если у кого-то есть сомнения в этом способе, советуем поискать другие варианты.

Успехов!

(15,00

Источник: https://1000eletric.com/kak-rasschitat-proizvoditelnost-nasosa-dlya-otopleniya/