Закрыть рекламу ×
Закрыть рекламу ×

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления – расчет КПД и рабочего давления в контуре

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления – расчет КПД и рабочего давления в контуре

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления – расчет производительности

Циркуляторы в системах отопления зданий предоставляют дополнительные возможности регулирования режима. Несмотря на дополнительные расходы, связанные с покупкой и установкой циркуляционного насоса, общие затраты быстро окупаются, что позволяет оптимизировать режим отопления.

Перед тем, как выбрать циркуляционный насос, желательно рассчитать основные параметры по следующим причинам

    Недостаточный КПД устройства сделает систему отопления неэффективной и проживание в доме некомфортным; Избыточная мощность приведет к превышению затрат на отопление квартиры.

Таким образом, от выбора этого специализированного устройства во многом зависит успешность отопления жилого дома.

Какие бывают виды

Отопительный насос является одним из решающих факторов в современных системах, обеспечивая равномерный поток теплоносителя и, следовательно, равномерный нагрев всех тепловыделяющих компонентов.

Эти агрегаты обладают рядом преимуществ, определяемых как:

Они способствуют поддержанию постоянной температуры теплоносителя. Низкое энергопотребление. Высокая эксплуатационная надежность. Удобство использования.

Их основная функциональная задача – устранение сопротивления потоку теплоносителя в трубах.

Циркуляционные насосы бывают двух основных конструкций:

    сухие роторы; мокрый ротор.

Рабочая камера устройства сухого типа отделена от двигателя герметичной перегородкой. Эти устройства имеют тенденцию быть более мощными и эффективными, но при работе излучают шум, поэтому их использование ограничивается установкой в ​​изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в теплоносителе, что продлевает срок их службы. По той же причине они тихие и поэтому могут использоваться внутри зданий, в которых они используются.

Основным недостатком этих устройств является их низкий КПД, что ограничивает их использование в больших системах отопления, но в небольших частных домах они широко используются из-за вышеупомянутой бесшумной работы и долговечности.

Следует отметить, что критерии отбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления требует учета нескольких критериев.

Расчеты насосного оборудования

Перед тем как приступить к расчетам, необходимо определиться с функциональным назначением циркуляционных агрегатов, применяемых в системах отопления:

    прокачка теплоносителя по сети труб, общий объем которых зависит от размеров отапливаемых помещений; преодоление гидравлического сопротивления теплоносителя в системе, которое задается трубами и арматурой.

Расчет производительности

Одним из контролируемых параметров является мощность откачки, которая рассчитывается по коэффициенту

– количество тепловой энергии, потребляемой в данном помещении;

– значение КПД откачки;

– удельная теплоемкость, если в качестве теплоносителя используется вода; для других типов (трансформаторное масло, антифриз и т. д.) действуют соответствующие данные;

– разница температур между подающим и обратным патрубками системы отопления, которая может быть

    20 o C – при штатном отоплении жилого помещения; 10 o C – уровень температуры в нежилом помещении с низкотемпературным отоплением; 5 o C – температура теплоносителя в системе теплых полов.

Производительность – паспортная характеристика, в технической документации она указывается в кубометрах в час. Чтобы результат расчетов соответствовал известному нам виду, его необходимо разделить на значение удельного веса воды.

Приведем пример расчетов: площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, поэтому для его обогрева необходимо 20 000 Вт энергии. Помещение оборудовано обычной системой отопления с перепадом температур 20 o C. Используя эти числовые значения в приведенной выше формуле, получаем:

20000 / (1,16 x 20) = 862 кг / ч,

пересчет к обычным значениям дает результат

862 / 971,8 = 0,887 м3 / ч.

Для обогрева конкретного помещения потребуется насос производительностью не менее 0,9 м3 / ч. Проверьте это значение в таблице данных.

Для расчета этой характеристики также можно использовать следующую формулу:

G = 3,6Q / (c x dT) кг / час, где

где c – удельная теплоемкость среды, используемой для нагрева.

Подбирать насос проще всего, если уже известна мощность котла. В этом случае можно использовать следующий коэффициент:

Q – емкость устройства;

N – мощность котла;

dT – разница температур на выходе из котла и обратке.

На картинке выше показано правильное подключение устройства к системе отопления через байпас. Это расположение позволяет обойти поток жидкости в случае, если насос необходимо отремонтировать или заменить без прерывания работы системы отопления. Посмотрите, как сделать отопление в честном доме.

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

Расчет рабочего давления в контуре

При выборе циркуляционного насоса для системы отопления расчеты следует производить на основании такого показателя, как давление внутри трубопровода. Для этого можно использовать отношения:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

P – величина давления; R – гидравлическое сопротивление для прямых участков трубопровода; L – общая длина Z – величина гидравлического сопротивления в результате работы арматуры, кранов и других элементов оборудования. p – значение плотности теплоносителя при рабочей температуре; q – величина ускорения свободного падения.

Если приведенная выше формула недоступна, можно использовать упрощенную формулу:

P = R x L x ZF, где

R – величина гидравлического сопротивления на прямолинейном участке трубы, которая составляет примерно 100 – 150 Паскалей на 1 метр, выраженная в удобной для расчетов форме, будет 0,01 – 0,015 м на 1 м трубы;

L – общая длина трубы, в двухтрубной системе отопления учитываются подающий и обратный контуры;

ZF – коэффициент увеличения в зависимости от следующих данных:

    для систем с шаровыми кранами, для которых уменьшение зазора трубопровода не представляет особой сложности, и с правильно подобранной арматурой, 1,3; в случае использования дроссельных заслонок или терморегулирующих вентилей его значение составляет 1,7.

При выборе циркуляционного насоса для системы отопления расчет его характеристик оформляется как необходимая процедура.

Важный! Расчетное значение по каждому показателю необходимо увеличить на 15-20%, чтобы прибор не работал в максимальных режимах. Это убережет его от перегрузки и преждевременного выхода из строя.

Практика использования циркуляционных насосов дает возможность подбирать их без расчета требуемых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице ниже.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Площадь обогрева (м 2) Производительность циркуляции (м3 / ч) Бренды
80 – 240 От 0,5 до 2,5 25–40
100 – 265 Одно и тоже 32 – 40
140 – 270 От 0,5 до 2,7 25–60
165 – 310 Одно и тоже 32–60

Примечание. В третьем столбце первое число относится к диаметру патрубка, а второе число – к высоте подъема.

Используя приведенные выше данные, вы легко сможете выбрать подходящий прибор для устойчивой и длительной работы.

Основные производители

Циркуляционные насосы для систем отопления доступны от различных европейских производителей достаточно высокого качества и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Насосы этого концерна, произведенные в Германии, занимают большое место на профильном рынке. Они отличаются высоким качеством и стабильной работой. Практически все модели этого производителя оснащены автоматическим и ручным управлением. Устанавливается не только скорость ротора, но и функции деблокирования, включая давление в системе.

ДУБ. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российском рынке, представляя центробежные насосы более 40 лет. Особенностью продуктов DAB являются дисплеи, используемые на панели управления, которые очень удобны для взаимодействия с установкой и управления процессом работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудование различного назначения. Следует отметить, что этот производитель однозначно и давно получил признание на профильном рынке. Плодотворность и креативность компании, которая ежегодно выводит на рынок до ста новых моделей своей продукции, впечатляют.

Устройства этого производителя для систем отопления обозначаются как ИБП, а линейка продуктов предназначена как для бытового, так и для промышленного применения. Основной особенностью циркуляционных насосов для отопления является их пригодность для работы в очень широком диапазоне температур: от -25o до + 110o C.

Линия продуктов ИБП может работать в 3 рабочих режимах.

Компания Gilex. Отечественный производитель циркуляционных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Аппараты неприхотливы в эксплуатации, могут обеспечивать активную циркуляцию теплоносителей разной плотности в тепловых сетях, что обуславливает широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка плавная. Выгодно отличается от конкурентов по цене.

Заключение

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления и его расчет позволит потребителю сделать лучшую покупку для реальных условий в конкретном помещении.

Предлагаемые здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют сделать этот выбор с полной уверенностью. Желаю тебе удачи!

Расчет насоса для системы отопления: подбираем оптимальный насос по ключевым параметрам

Большинство автономных систем отопления, которые сегодня используются для обогрева дачных и дачных домов, оснащены циркуляционными насосами. Чтобы установить такую ​​гидравлическую машину для достижения требуемых результатов, необходимо произвести предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, исходя из полученных значений, подобрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Правильный выбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу системы отопления и позволит избежать лишних затрат.

Сферы использования циркуляционных насосов

Основная задача циркуляционного насоса – улучшить циркуляцию теплоносителя через элементы системы отопления. Проблема протекания воды в радиаторы отопления хорошо известна жителям верхних этажей многоквартирных домов. Такие ситуации связаны с тем, что хладагент в таких системах движется очень медленно и успевает остыть, прежде чем достигнет удаленной части отопительного контура.

При эксплуатации автономных систем отопления в загородных домах, где циркуляция воды происходит естественным образом, также может возникнуть проблема, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках циркуляции, почти не нагреваются. Это также следствие недостаточного давления теплоносителя и его медленного протекания по трубопроводу. Установка циркуляционного насоса позволяет избежать подобных ситуаций как в многоквартирных домах, так и в частных домах. Форсируя создание необходимого давления в трубопроводе, эти насосы обеспечивают быстрое вытеснение нагретой воды даже к самым удаленным элементам системы отопления.

Насос увеличивает эффективность существующей системы отопления и позволяет расширять ее за счет дополнительных нагревателей или элементов автоматики.

Системы отопления с естественной циркуляцией среды, передающей тепловую энергию, наиболее эффективны при отоплении небольших домов. Однако, если такие системы укомплектовать циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении за счет уменьшения количества энергии, потребляемой котлом.

Циркуляционный насос выполнен в виде двигателя с валом, который передает вращение на рабочее колесо. Ротор снабжен колесом с лопастями – ротором. Ротор, вращаясь внутри рабочей камеры насоса, нагнетает поступающую нагретую жидкость в нагнетательную линию, создавая поток охлаждающей жидкости с необходимым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая разное давление теплоносителя, циркулирующего в системе отопления. Этот вариант позволяет быстро отапливать дом в начале холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании будет создана комфортная температура воздуха, перейти в экономичный режим.

Конструкция циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые в системах отопления, делятся на две большие категории: агрегаты с «мокрым» и «сухим» ротором. К первой категории относятся все компоненты ротора, постоянно погруженные в теплоноситель. В насосах с сухим ротором только некоторые компоненты контактируют с перекачиваемой средой. Насосы с сухим ротором более мощные и эффективные, но они очень шумные во время работы, чего нельзя сказать о насосах с мокрым ротором, которые производят минимальный шум.

Для чего необходимо выполнять расчет

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

Создание такого давления жидкости в трубопроводе, которое сможет преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах системы отопления; Обеспечение постоянного протока необходимого количества теплоносителя через все элементы системы отопления.

Пока циркуляционный насос не справился с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после расчета отопления.

При таком расчете учитываются два основных параметра:

    Общая потребность здания в тепле; Сумма гидравлических сопротивлений всех элементов созданной системы отопления.

Таблица 1: Тепловая мощность для разных помещений

После определения этих параметров можно произвести расчет центробежного насоса и, исходя из полученных значений, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Выбранный таким образом насос не только обеспечит необходимое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и будет работать без чрезмерных нагрузок, которые могут вызвать быстрый выход устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его КПД, показывает, сколько теплоносителя он может передать в единицу времени. Расчет КПД циркуляционного насоса, обозначаемого буквой Q, производится по следующей формуле:

Параметры, которые используются в этой формуле, перечислены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса.

Потребность дома в тепле для отопления, обозначенная буквой R, определяется климатическими условиями местности, где расположен дом. Поэтому для домов, эксплуатируемых в условиях европейского климата, следует выбирать следующие значения этого параметра:

    частные дома малой и средней площади – 100 кВт на 1 м 2; Многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м2 помещения.

Если расчет КПД теплового насоса выполняется для зданий с низкой теплоизоляцией, значение теплового КПД, используемое в формуле, должно быть увеличено. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимается на уровне 30-50 кВт / м 2.

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

Как упоминалось выше, на выбор циркуляционного насоса с учетом его эффективности и создаваемого им напора также влияет важный параметр системы отопления, которым является гидравлическое сопротивление всех компонентов системы. Зная сопротивление отдельных элементов системы отопления, можно рассчитать напор всасывающего насоса и, исходя из этого параметра, выбрать модель по КПД и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса используется следующая формула, обозначаемая буквой H:

Параметры, используемые в этой формуле, показаны в таблице 3.

Таблица 3: Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в этой формуле, должны выбираться в соответствии с конкретной информационной таблицей.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, используемыми в системах отопления, обычно приводятся в их технических паспортах. Если в паспорте устройства таких данных нет, можно использовать примерные значения гидравлического сопротивления:

    отопительный котел – 1000-2000 Па; гидроаккумулятор – 2000-4000 Па; термостатический вентиль – 5000-10000Па; прибор для количественного определения тепла – 1000-1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, которые можно использовать для определения гидравлического сопротивления практически для каждого элемента оборудования в системах отопления.

Зная высоту всасывания, которая рассчитывается по приведенной выше формуле, можно оптимально подобрать насосное устройство с точки зрения его КПД, а также определить, какой должен быть напор.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащены регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, который обычно имеет три ступени регулирования, можно настроить работу насоса в соответствии с расходом жидкости, подаваемой в систему отопления. Например, когда на улице очень холодно, а значит и в доме, насос можно включить на максимальную скорость, а когда тепло, выбрать другой режим.

Управляющим элементом, с помощью которого можно изменять частоту вращения циркуляционного насоса, является рычаг на корпусе устройства. Некоторые модели циркуляционных насосов оснащены системами саморегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматическим регулированием мощности

Приведенная выше методика является лишь одним из примеров расчетов, которые необходимы для выбора циркуляционного насоса для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют разные методы расчета напора насоса (а также КПД и других параметров таких устройств), что позволяет подобрать такое оборудование по его КПД и создаваемому давлению. Во многих случаях хозяин дома, где необходимо смонтировать систему отопления, может даже не задумываться о том, как рассчитать мощность насоса и как выбрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают использование сайтов для расчета параметров циркуляционного насоса и его выбора для систем отопления или теплых полов.

При выборе мощности циркуляционного насоса следует учитывать, что все предварительные расчеты основаны на значениях максимальных нагрузок, которые могут возникнуть при эксплуатации данного типа оборудования.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что дает возможность выбрать насос, технические параметры которого несколько ниже расчетных. Выбор насоса с меньшей мощностью на этом основании не повлияет на КПД насоса в системе отопления. Если КПД выбранного вами насоса намного выше расчетных значений, это не улучшит КПД системы отопления, но увеличит затраты на электроэнергию.

Использование схемы для облегчения выбора циркуляционного насоса из нескольких моделей по характеристикам напора, расхода и скорости вращения. На этой диаграмме используются фактические значения напора и расхода, необходимые для нормальной работы системы отопления, а также значения, соответствующие конкретным моделям насосов, работающих на разных скоростях. Чем ближе точки на обеих диаграммах друг к другу, тем больше насос подходит для системы отопления.

Ссылка на основную публикацию