Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    0
    322

    Расчет циркуляционного насоса для отопления — мощность насоса

    Автономная система отопления, установленная в доме, не сможет полноценно функционировать без циркуляционного насоса. Качество теплоснабжения жилья и эффективность отопительного оборудования можно повысить в несколько раз, если установить данное устройство.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    На отечественном рынке представлены многочисленные модели, как от российских, так и от зарубежных производителей. Покупатель всегда может подобрать устройство, подходящее по техническим характеристикам к конкретной отопительной системе. Но, чтобы сделать правильный выбор, потребуется учесть ряд определенных нюансов и произвести расчет циркуляционного насоса для отопления.

    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.

    Как рассчитать циркуляционный насос для 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.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    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:

    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.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    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:

    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.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    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.

    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.

    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:

    Расчет циркуляционного насоса для системы отопления частного дома

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопленияВыбор циркуляционного насоса осуществляется по нескольким параметрам, из которых первостепенное значение имеют его технические характеристики, в частности мощность.

    Свойства теплоносителя таковы, что он движется под воздействием обычных физических процессов – теплая вода поднимается вверх, проталкивая холодную. Но мощности самого теплового потока не всегда достаточно, что в итоге приводит к снижению эффективности всей системы отопления. Для того, чтобы обеспечить постоянное движение воды по системе с определенной скоростью, необходимо устанавливать на трубопровод циркуляционный насос.

    Это агрегат малой мощности, работающий от электросети 220 В, предназначенный для нагнетания воды из трубопровода и циркуляции ее по всей замкнутой системе отопления. Для того, чтобы правильно выбрать оборудование, следует разобраться в его технических параметрах.

    Технические параметры

    К числу основных можно отнести 3 показателя:

    Эти параметры отражаются в техдокументации на насос, поэтому важно правильно их прочесть и сделать необходимую выкладку.

    Классификация

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    Фото 1 Линейка циркуляционных насосов

    Вся линейка насосов для системы отопления идентична по строению. Основное отличие, которое влияет на производительность и качество работы системы заключается в принципе работы ротора. Так, выделяют 2 основных группы:

    Существуют 2 разновидности циркуляционных насосов по типу деятельности ротора – в контакте с теплоносителем (мокрый) и вне его (сухой).

    Сухой принцип работы подразумевает, что ротор полностью изолирован от теплоносителя. Такие виды насосов относятся к категории промышленных, более мощных, но и более шумных образцов.

    При выборе такого оборудования необходимо предусмотреть отдельное изолированное помещение.

    Принципиальное отличие «сухого» ротора от «мокрого» заключается в наличии прижимных керамических колец, защищающих электродвигатель. Кольца изготавливают из нержавеющей стали, а в качестве смазки выступает тончайший слой воды. Плотное прилегание колец друг к другу обеспечивает пружина, которая по мере износа элементов сжимается сильнее, тем самым уплотняя их.

    «Мокрая» разновидность ротора предусматривает расположение ротора непосредственно в теплоносителе, а электродвигатель надежно защищен от проникновения влаги специальным герметичным металлическим стаканом.

    Это практически бесшумный вид насосов, но с низким КПД, которого, в принципе, достаточно для отопления даже больших домов при условии правильно подобранного оборудования.

    В числе основных преимуществ подобного оборудования можно выделить:

    • компактные размеры;
    • абсолютно бесшумную работу;
    • отсутствие необходимости техобслуживания ввиду того, что сам теплоноситель выступает в качестве охлаждающего элемента и одновременно смазки.

    Расчет мощности насоса с принудительной циркуляцией

    Существует несколько способов рассчитать мощность насоса для конкретной отопительной системы.

    Проведение расчетов и составление выкладки по различным параметрам должен осуществлять специалист, который точно определит необходимую мощность и даст рекомендации по типу котла.

    Соответствие СНиП

    Не секрет, что существуют определенные стандартные параметры определения достаточного количества тепла на определенную площадь. Согласно таких параметров производится установка котлов и насос в многоэтажных домах, на производстве и в общественных зданиях.

    Обеспечение теплом жилого дома также должно соответствовать санитарным правилам, исходя из которых можно рассчитать ориентировочную мощность насоса.

    Так, в соответствии со СНиП 2.04.07-86 на 1 кв.м. помещения при наружной температуре -25–30 0 С должно выделяться следующее количество тепла.

    Параметры объекта (количество этажей)

    Для того, чтобы определить необходимое количество, достаточно перемножить общую площадь помещения на соответствующий показатель.

    Такая формула расчета обоснована при выборе универсального насоса, автоматическая система управления которого сама проверяет конструктивные особенности и настраивает эксплуатируемые характеристики.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    Фото 2 Таблица тепловой мощности необъодимой для различных помещений

    Расчет рабочей мощности по системе отопления

    Гораздо более эффективно рассчитывать мощность циркуляционного насоса, исходя из особенностей и мощностей котла. В этом случае следует руководствоваться следующей формулой:

    • N – расчетная мощность насоса;
    • Nк — мощность котельного оборудования;
    • T1-T2 – разница температур в обратном и подающем контурах. Как правило, этот показатель составляет до 15 0 С.

    На расчет мощности оказывает также влияние и гидравлическое сопротивление в трубопроводе, в соответствии с которым применяется соответствующие коэффициент (понижающий или увеличивающий исходное значение). Основное сопротивление теплоносителя происходит на непрямых участках трубы или с соединительными элементами.

    Так, например, даже на прямом участке трубы гидравлическое сопротивление составляет до 1,5 см/м. Исходя из этого показателя, можно самостоятельно рассчитать сопротивление на протяжении всего трубопровода по следующим показателям:

    • фитинг — 30%
    • запорная арматура, различные краны — 70%
    • трехходовой смеситель — 20%
    • повороты, отводы – 10%

    На увеличение сопротивления этажность здания не влияет. Движение теплоносителя по трубам осуществляется по принципу сообщающихся сосудов, где в системе присутствуют 2 столба с равным уровнем жидкости.

    Видео 1 Расчет отопления, подобор насоса и диаметров

    Рассчитать суммарное сопротивление можно только в том случае, если вся система отопления монтировалась в присутствии заказчика или есть в наличии схема разводки труб. Если такая схема отсутствует либо часть трубопровода скрыта, лучше использовать универсальный тип насоса, исходя из общей площади помещения.

    После того, как получены соответствующие выкладки, можно выбирать насос из каталога, представленного всеми производителями оборудования. При этом обратите внимание на то, что все технические параметры циркуляционных насосов всегда указаны из расчета нагрузки отопительной системы на максимуме. Выбирать следует тот агрегат, чья мощность на порядок ниже. В этом случае получится сэкономить не только на приобретении, но и дальнейшем обслуживании и оплате электроэнергии.

    Рабочий параметр циркуляционного насоса, равно как и любого другого оборудования, всегда ниже расчетного.

    На что обратить внимание при монтаже?

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    Фото 3 Монтаж циркуляционного насоса

    Все циркуляционные насосы пропускают теплоноситель строго в определенном направлении, которое можно определить по маркировке на корпусе самого агрегата.

    1. Монтаж за расширительным баком в обратный контур.

    Это необходимый параметр, соблюдение которого обеспечит длительную и эффективную эксплуатацию насоса. Все приборы оснащены прорезиненными прокладками и уплотнителями, которые деформируются и разрушаются под воздействие горячей среды. Установка насоса на подающую трубу, где температура теплоносителя всегда выше, приведет к тому, что уже в конце сезона насос выйдет из строя.

    Обязательно устанавливайте насос на обратную трубу, куда теплоноситель поступает уже охлажденным.

    1. При наличии уже существующей системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, нет необходимости переделывать всю разводка. Достаточно установить перемычку между подающей и обраткой (байпас) и врезать в нее циркуляционный насос.

    Заключение, отзывы, советы

    Только при условии правильного расчета мощности насоса и его установки можно обеспечить комфортную длительную эксплуатацию системы отопления. Циркуляционный насос предназначен для того, чтобы с равной скоростью и напором воды обеспечивать ее циркуляцию по всей системе.

    Но при этом не стоит забывать, что установка насоса делает систему энергозависимой, соответственно, при отсутствии напряжения в сети помещение отапливаться не будет. Выходом из такой ситуации станет циркуляционный насос 12 вольт. который работает от аккумуляторной батареи. Этот альтернативный источник питания запустит систему и будет поддерживать ее в рабочем состоянии до того момента, пока не появится напряжение в сети.

    Расчет циркуляционного насоса для системы отопления — примеры вычислений

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления

    В системах с закрытым баком, водяные насосы для отопления дома – неотъемлемый элемент, который должен разгонять теплоноситель до определённой скорости, поддерживать стабильное давление в системе и создавать напор, достаточный, чтобы преодолеть сопротивление, создаваемое трубами и арматурой.

    Но польза от насоса будет и в открытых системах. Хотя они могут функционировать только за счёт гравитации, прибор заметно повысит КПД отопления.

    Чтобы агрегат выполнял свои функции, нужно грамотно произвести расчёт циркуляционного насоса для системы отопления. Как это сделать, будет рассказано ниже.

    Как рассчитать параметры насоса?

    Существует два типа приборов:

    Выбрать между ними не сложно. Если это обычное отопление, а не крупная котельная, лучше взять мокрый тип.

    Однако есть ещё параметр производительности (его называют расходом).

    Эту цифру можно посмотреть в сопроводительной документации и подобрать для определённой системы отопления.

    Другой важный момент – напор помпы.

    Чтобы понять разницу между производительностью и напором, можно проиллюстрировать это на примере бытовых насосов. Прибор с высокой производительностью и маленьким напором – это агрегат, который за считанные минуты осушит затопленный подвал (вода забирается с небольшой глубины).

    А большой напор при маленькой производительности – это погружной насос для скважины. Он может поднять воду и перекачать её на большие расстояния, но воды этой будет немного.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления Системы отопления с естественной циркуляцией имеют много минусов, поэтому сейчас они применяются редко. Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд преимуществ перед самотечной.

    Порядок установки циркуляционного насоса в отопительную систему описан тут .

    Расчеты производительности насоса

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопленияПроизводительность (расход) – это показатель объёма, который перекачивает агрегат за определённое время. Например, литры в минуту, литры в час или метры кубические за те же отрезки времени.

    Для подсчётов нужны три величины:

    1. Разница температуры воды на подаче и обратке (Δt).
    2. Мощность котла (N);
    3. Теплоёмкость воды – это стандартный показатель = 1,16.

    Снятия температур теплоносителя производят на выходе из котла и на входе обратной трубы в котёл. Если нет возможности сделать замеры, берут примерный усреднённый показатель – это:

    • 20 °C для системы с радиаторами;
    • 15°C если установлены скрытые конвекторы;
    • 10 °С для муниципального жилья, в котором радиаторы не перегревают;
    • 5° C для системы тёплый пол.

    Формула для подсчёта требуемой производительности (Q) в л/час:

    Приведём пример для котла мощностью 8 кВт и разницей температур 15 °С.

    Q = 8000 (Вт). (1,16 * 15) = 8000. 17,4 = 460 л/час.

    Превратить л/час в кубометры, можно, просто разделив итог на 1000. То есть 460 л/ч = 0,46 м3/ч. Получается, что для такой системы будет достаточно слабенького циркуляционного насоса.

    Не стоит брать прибор ни с запасом, ни с дефицитом мощности. Как работа с надрывом, так и «в пол силы» негативно скажется на механизме.

    Расчет гидравлического сопротивления системы

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопленияРасчёта основанного на мощности котла может быть недостаточно, ведь система от системы отличается протяжённостью, диаметром труб, наличием поворотов, количеством радиаторов и арматуры – а это всё препятствия на пути потока.

    Знать гидравлическое сопротивление важно для того, чтобы выяснить требуемый напор.

    Напор – показатель того, на какую высоту теоретически может поднять данная помпа столб воды. Отражает способность насоса преодолевать сопротивление системы.

    Высчитать точный напор в домашних условиях можно, только если есть доступ к технической литературе. Точная формула расчёта такая:

    • H – искомая величина (напор).
    • R – сопротивление прямого участка (100 – 150 – получено опытным путём).
    • L – общая протяжённость труб.
    • Z – табличные данные. Сопротивление каждого фитинга и арматуры.
    • P – плотность теплоносителя.
    • V – скорость движения теплоносителя.

    А для примерных расчётов нужно только будет измерить общую длину труб и оценить количество арматуры.

    На каждые 10 м труб понадобится 0,6 м напора помпы (измеряется подача и обратка, округляется до десятков и полученный показатель умножается на 0,6).

    К результату добавляется от 20 – 70 % (минимальный показатель для простых систем, максимальный – для перегруженных арматурой).

    • Трёхходовой смеситель отнимает 20 % скорости;
    • Фитинг – 30 %;
    • Термореле – 70 %.

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопления Владельцы частных домов не всегда имеют возможности обратиться в сервисный центр по ремонту насосов. Ремонт циркуляционного насоса своими руками должен освоить каждый владелец агрегата.

    Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией описан в этой теме .

    Количество скоростей циркуляционного насоса

    Как рассчитать циркуляционный насос для отопленияСкорости насоса – это способность прибора менять производительность. Узнать о наличии режимов просто – в описании будет указана не одна мощность, а несколько (обычно три).

    Точно также в трёх вариантах указывают и скорость вращения и производительность. Например: 70/50/35 Вт (мощность), 2200/1900/1450 об/мин (скорость вращения), напор 4/3/2 м.

    Существуют модели, которые автоматически меняют скорость работы (а значит, и производительность), в зависимости от температуры окружающей среды.

    Для смены режима на корпусе насоса имеется специальный переключатель. Ручные модели советуется выставлять на максимальный режим мощности и убавлять его в случае необходимости. В автоматических приборах нужно просто снять регулятор с блокировки.

    Наличие скоростных режимов – не только для повышения комфорта. Это оправдано и экономически. До 40% энергии способен сберечь режимный прибор против обычного.

    Несколько дополнительных советов

    1. На долголетие во многом влияет то, из каких материалов сделаны основные детали. Предпочтение стоит отдать помпам из нержавейки, бронзы и латуни.
    2. Обратите внимание, на какое давление в системе рассчитан прибор. Хотя, как правило, с этим не возникает трудностей (10 атм. – хороший показатель).
    3. Устанавливать насос лучше там, где температура минимальная – перед входом в котёл.
    4. На входе важно установить фильтр.
    5. Помпу желательно располагать, чтобы она «высасывала» воду из расширителя. Значит, порядок по ходу движения воды будет таким: расширительный бак, насос, котёл.

    Заключение

    Итак, для того, чтобы циркуляционный насос работал долго и добросовестно, нужно посчитать два основных его параметра (напор и производительность).

    Не стоит стремиться постичь сложную инженерную математику.

    В домашних условиях достаточно будет приблизительного расчёта. Все получившиеся дробные числа округляются в большую сторону.

    Видео на тему

    Источники: http://teplospec.com/montazh-remont/raschet-tsirkulyatsionnogo-nasosa-dlya-otopleniya-moshchnost-nasosa.html, http://www.portaltepla.ru/nasosi/raschet-cirkulyacionnogo-nasosa-dlya-otopleniya/, http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/raschet-sistem-otopleniya/raschet-cirkulyacionnogo-nasosa-dlya-sistemy-otopleniya.html

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here