Как подобрать насос для системы отопления

Особенности подбора циркуляционного насоса для системы отопления

Для того, чтобы смонтировать систему водяного отопления с принудительной циркуляцией, необходимо правильно подобрать и установить в ней циркуляционный насос, который и будет ее обеспечивать. В настоящее время, существует большое разнообразие моделей разных конструкций и с разными характеристиками. Какой же из них и как выбрать? В данной статье мы рассмотрим, как выполнить подбор циркуляционного насоса для системы отопления самостоятельно.

Основные критерии подбора

Для того, чтобы подобрать циркуляционный насос для системы отопления необходимо определить его основные характеристики, которые потребуются во время его эксплуатации: рабочий напор (давление) и расход (подачу), которые он должен обеспечивать. А для того, чтобы их определить, необходимо знать как мощность самой системы отопления, так и ее гидравлическое сопротивление. Оба эти показатели можно рассчитать более точно, с помощью сложных расчетов или упрощенно, с помощью расчета, который может сделать практически каждый. Его мы и рассмотрим.

Мощность системы отопления и требуемая подача

Как мы уже говорили, выполняя подбор циркуляционного насоса для системы отопления, в первую очередь, требуется определить ее тепловую мощность. Она должна соответствовать количеству теплоты, необходимому для отопления здания, которое, в свою очередь, определяется его площадью и уровнем теплоизоляции наружных конструкций (стен, пола, потолка, окон, дверей). Чтобы рассчитать этот показатель точно, необходимо учитывать их толщину, материал, конструкцию и другие факторы.

Для того, чтобы упростить расчет, можно взять средний показатель 100-150 Вт тепловой энергии на каждый 1 м 2 помещения, с высотой потолка до 3 м. Если здание утеплено достаточно хорошо можно брать меньшее значение. Так, например, для хорошо утепленного дома площадью 100 м 2 потребуется отопление тепловой мощностью 10 кВт. Если циркуляционный насос будет устанавливаться в уже существующую систему с естественной циркуляцией, то ее мощность можно узнать из технической характеристики котла, который установлен.

Теперь, зная необходимую мощность отопления, можно определить требуемую производительность (подачу) циркуляционного насоса по одной из следующих формул:

• Q – тепловая мощность системы отопления (Вт);
• ΔT – разница температур подающей и обратной трубы (для двухтрубных систем обычно принимается в пределах 20°С, а для теплого пола – около 5°С);
• 1,16 – коэффициент удельной теплоемкости воды, Вт ×ч /кг ×°С ( для теплоносителей других типов этот показатель будет несколько другим и его можно узнать из справочной литературы или в интернете).

Еще одна формула, по которой можно вычислить требуемую производительность:

где: с – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды составляет 4,2кДж/кг×°С ).

Например, для рассмотренной выше мощности тепловой энергии 10 кВт и двухтрубной системы водяного отопления по первой формуле получим:

П = 10000/(1,16×20) = 431 кг/ч или 0,43 м 3 /ч (для теплоносителя-воды 1кг=1л).

Гидравлическое сопротивление и требуемый напор

Для того, чтобы сделать подбор насоса для системы отопления по этому параметру необходимо вычислить гидравлическое сопротивление, которое ему необходимо будет преодолеть для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя (воды). Для расчета можно использовать следующую формулу:

• L – длина системы до самого отдаленного радиатора (м);
• R – гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м);
• p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м 3 );
• F – сопротивление соединительной и запорной арматуры (Па);
• g – 9,8 м/с2 ( ускорение свободного падения).

Для точного расчета значения R и F можно найти в справочной литературе. Для упрощенного же можно принять усредненные данные, полученные экспериментальным путем:
R — в пределах 100-150 Па/м;
F – в зависимости от вида:

• в каждом соединительном фитинге теряется дополнительно около 30% к потерям в прямой трубе на этом участке;
• в трехходовом смесителе или подобных устройствах – дополнительно до 20%;
• в терморегуляторах – до 70% от потерь в прямой трубе.

Кроме вышеприведенной, можно использовать другую формулу, предложенную специалистами известной германской фирмы Wilo:

где: k – коэффициент учитывающий сопротивление в запорной и регулирующей арматуре и который имеет следующие значения:

• 1,3 – для простых систем без сложной арматуры;
• 2,2 – с регулирующей арматурой;
• 2,6 – для более сложных.

Если один насос будет обеспечивать циркуляцию в системе отопления с несколькими контурами (ветвями), то для его подбора необходимо учитывать суммарное их сопротивление. Если же планируется на каждый контур устанавливать отдельный насос, то каждую такую ветвь магистрали необходимо рассчитывать отдельно, как по тепловой мощности, так и по гидравлическому сопротивлению. При этом этажность здания, при расчете напора, не играет большой роли. Так как в замкнутой системе столбы жидкости подающей и обратной магистрали уравновешиваются.

Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным

Вычислив и зная теперь основные требуемые параметры характеристики циркуляционного насоса можно легко подобрать требуемый вариант, используя графики характеристик, которые есть в инструкции по эксплуатации или паспорте любой модели. Как правило, такие графики имеют две оси: напора (давления) и расхода (подачи).

Рис. 1 Пример графика характеристики циркуляционного насоса

На имеющейся график мы можем нанести полученные ранее результаты, откладывая их значения по соответствующих осях, и на их пересечении получить рабочую точку, которая должна находиться немного ниже линии В графика, отображающего характеристики данного насоса (оптимальный вариант — А2 ). Если точка находится выше (А3 )– такой насос не подходит, он не сможет обеспечивать необходимую циркуляцию. Если рабочая точка будет находиться значительно ниже графика (А1 ), это тоже не очень хорошо, так как циркуляцию он будет обеспечивать, но имея слишком большой запас, будет потреблять больше электроэнергии, да и стоимость его также будет выше, чем насоса с более скромными характеристиками.

Рис. 2 Подбор насоса по графику его характеристик

Если модель имеет не одну, а 2 или 3 скорости, то и линий на графике характеристик будет, соответственно, 2 или 3. В этом случае, необходимо подбор насоса для системы отопления осуществлять по графику той скорости, на которой предполагается его эксплуатировать.

Другие факторы, влияющие на выбор

На подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме рассмотренных выше, основных его параметров характеристики влияют и другие факторы, такие как: надежность, качество изготовления, температурный режим эксплуатации, стоимость, способ соединения и др.

Качество изготовления, надежность и долговечность, как правило, напрямую связаны со стоимостью. Производители, которые предлагают надежные и качественные модели, например: «Grundfos» (Дания), «Wilo» (Германия), «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), соответственно и оценивают свою продукцию.

Циркуляционный насос wilo в системе отопления

Отечественные или китайские модели стоят дешевле, но и гарантия их качества, соответственно, ниже. Здесь уже выбор каждый должен сделать сам, выбрать качественное изделие за более высокую цену или купить более дешевый циркуляционный насос, с сознанием того, что возможно его в скором времени придется менять.

Если есть желание сэкономить, то можно также приобрести б/у «Grundfos» или «Wilo», часто они могут нормально работать дольше новых китайских, но приобретать их лучше у знакомых проверенных специалистов, которые дают определенную гарантию.

Кроме этого, при выборе необходимо обратить внимание на тип и диаметр соединения насоса с трубами системы. Некоторые модели комплектуются соединительными элементами типа «американок», а к некоторым придется подбирать самостоятельно.
Еще один параметр, на который необходимо обратить внимание – температурный режим эксплуатации циркуляционного насоса, который должен быть в паспорте. Особенно это важно, если он будет устанавливаться на подающей трубе в системе с твердотопливным котлом. В этом случае, максимально допустимая температура должна быть не менее 110°С. Если же, насос будет устанавливаться на «обратке», то это не столь важно, так как температура на входе котла редко превышает 80°С.

Видео по теме

Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

Подбор насоса для системы отопления – важный этап проектирования, в результате которого должен быть найден наиболее подходящий по характеристикам агрегат. Мы расскажем об основных критериях и методах такого подбора, и разберем, как выбрать насос для отопления.

На фото — циркуляционные отопительные помпы различных размеров.

Расчет параметров

Основные характеристики

Циркуляционная помпа в трубе отопления.

Схемы отопления бывают разные, и основное различие – это способ перемещения теплоносителя от котла к радиаторам.

Есть два основных способа:

1. Естественная циркуляция. Происходит под действием гравитации из-за различий плотности горячей и холодной воды. Так как эффективность отопления зависит от расхода горячей воды, то скорости естественной циркуляции в отопительной системе дома чаще всего недостаточно;
2. Принудительная циркуляция. Осуществляется путем инсталляции в трубопровод специального агрегата, который перекачивает теплоноситель с нужной скоростью и напором. Большинство современных схем отопления устроены по принципу принудительной циркуляции.

Основные способы организации работы отопления.

Важно!
Не стоит путать централизованную схему подачи с естественной циркуляцией: теплоноситель в городские квартиры поступает под немалым давлением, которое нагнетается специальным оборудованием.

Чтобы схема работала нормально, инструкция требует расчета всех ее параметров, на основании которых будет выполнен подбор сечений трубопровода, мощности радиаторов, емкости и мощности котла, производительности циркуляционного насоса отопления. Одним из таких параметров является гидравлическая характеристика:

На графике показана зависимость гидравлического сопротивления от интенсивности движения теплоносителя.

На графике мы видим, что сопротивление имеет прямую зависимость от расхода теплоносителя, то есть, чем быстрее движется вода по контуру, тем большее сопротивление она испытывает. Соответственно, растет напор.

Теперь рассмотрим напорно-расходную характеристику циркуляционного устройства:

Выбор насоса для отопления производят на основании напорно-расходной характеристики, указанной производителем.

На этом графике мы видим зависимость потерь напора от интенсивности подачи помпы. Здесь мы наблюдаем обратную зависимость, то есть при выключенном двигателе потери максимальны, а по мере возрастания его мощности потери падают.

Если мы совместим эти два графика, то получим следующую картину:

Перед тем, как выбрать насос для системы отопления, определяют его рабочую точку.

Важно!
Рабочая точка позволяет нам определить, какое сопротивление будет в трубах при максимальной подаче (расходе) теплоносителя.
Это значит, что наш аппарат должен обладать достаточной производительностью, чтобы обеспечить требуемую подачу, но при этом его мощности должно хватить, чтобы справиться с соответствующим гидравлическим сопротивлением.

Расчет производительности

Устройство помпы для отопительного контура.

Так как построить график гидравлической характеристики отопительного контура своими руками будет сложно, мы воспользуемся расчетом по упрощенной схеме. Итак, нам необходимо определить максимальный расход (производительность) и гидравлическое сопротивление. Начнем с производительности.

Тепловая энергия, потребляемая контуром отопления, выражается такой зависимостью:

Формула для тепловой энергии.

В формуле использованы такие величины:

• W – тепловая энергия, необходимая для отопления нашего помещения в ваттах (тепловая мощность контура);
• C – теплоемкость теплоносителя, Вт/литр* °С;
• Q – расход теплоносителя, м3/час;
• t1 и t2 – температура подаваемого и отводимого теплоносителя соответственно.

Подбор насоса для отопления ведется по производительности. Производительность устройства должна соответствовать максимальному расходу теплоносителя, поэтому преобразуем нашу формулу для нахождения расхода:

Q = W/C*(t1 — t2)

Количество энергии W можно найти с помощью таблицы:

Таблица тепловой мощности обогрева.

Теплоемкость воды принимаем равной 1.163 Вт/литр*°С, разницу температур подающего и обратного потока – 20 °С (согласно СНиП). Отсюда получим:

Q = W/1.163*20 = 0.043*W

Важно!
То есть, если нам необходимо определить расход теплоносителя для помещения с теплотой обогрева, равной 10 кВт, то нам понадобится умножить 10000 на 0.043, и мы получим 430 литров в час.

Расчет гидравлического сопротивления

Перед тем, как выбрать насосы для отопления, необходимо определить гидравлическое сопротивление.

Профессиональный и максимально точный расчет гидравлического сопротивления отопительного контура – очень сложная задача, требующая специальных знаний и навыков. Мы же воспользуемся упрощенной методикой, согласно которой напор циркуляционной помпы будет равен:

• H – высота водяного столба в метрах;
• N – количество этажей в здании, включая подвальные этажи;
• k – коэффициент, равный величине усредненных гидравлических потерь на один этаж здания или сооружения. СНиП принимают этот коэффициент равным 0.7 – 1.1 м для двухтрубных схем и 1.16 – 1.85 м для коллекторно-лучевых схем организации подачи.

Двухтрубная схема подачи теплоносителя к радиаторам.

Важно!
Таким образом выходит, что если мы имеем двухэтажный дом с подвалом, оборудованный двухтрубным отопительным трубопроводом, тогда двигатель должен обеспечить напор, равный 3*1.1 = 3.3 метра.

Выбор насоса

Зная основные характеристики, можно приступать к выбору конкретного агрегата.

Итак, мы имеем две величины – сопротивление и производительность. Вернемся к нашему графику с напорно-расходной характеристикой.

Откладываем значение сопротивления на оси Y, а значение расхода – на оси X. Затем подбираем агрегат, график напорно-расходной зависимости которого находится вблизи этой точки:

Необходимо подобрать такой аппарат, рабочая точка которого будет находится как можно ближе к отмеченной нами ранее точке.

Важно!
Как правило, в графике указаны три линии для разных режимов работы мотора.
Лучше всего руководствоваться второй скоростью, а рабочая точка должна располагаться в средней трети диаграммы, так как она соответствует наибольшему КПД.

Насос должен соответствовать диаметру трубопровода.

Само собой, необходимо подбирать устройство, рассчитанное на высокие температуры среды (95 – 110 °С), а также знать диаметр трубы, в которую будет врезан прибор. Цена устройства будет зависеть от производителя и качества.

Правильный выбор циркуляционного насоса для отопительного контура производят на основании расчетов. Если изложенный материал кажется вам слишком сложным, смотрите видео в статье.

Как подобрать насос для системы отопления, чтобы он был эффективный, удобный и надежный

Ни для кого не секрет, что система отопления с принудительной циркуляцией является самой востребованной. Такая большая популярность объясняется наличием множества достоинств при эксплуатации такого оборудования.

Ознакомиться с внешним видом таких насосов можно на фото и видео на нашем сайте. В этой статье мы рассмотрим преимущества этих элементов, их виды, а также раскроем вопрос, как выбрать насос для системы отопления.

Циркуляционный насос Wilo

Виды насосов

В наше время ассортимент насосной продукции очень велик и имеет много разновидностей, но мы рассмотрим наиболее востребованное циркуляционное оборудование, цена на которое общедоступна.

На основании этого мы сможем произвести выбор насоса для отопления.

• Насосы с мокрым ротором. Такой тип оборудования имеет рабочее колесо и ротор. Последний находится все время в жидкости, которая перекачивается.
  От статора колесо отделяется специальным стаканом, он изготовляется из нержавейки.
  Циркуляционный насос для отопления имеет вал, который производится из керамики или металла. Перекачиваемая жидкость, выполняет сразу две функции: смазывает детали, которые трутся, и охлаждает двигатель.
  Если говорить о конструктивных особенностях, то это оборудование собирается по модульному принципу. Выбор модулей происходит исходя от требований, которые предъявляются к элементу (напор, производительность).
  За счет этой конструкции ремонт облегчается и сводится к замене вышедшего из строя модуля. Как выбрать насос для отопления подходящий именно для вашей ситуации, вам смогут помочь продавцы консультанты в специализированных магазинах.

Важно!
При эксплуатации насоса с мокрым ротором не требуется сооружать элементы для удаления воздуха из улитки, так как насос не боится завоздушивания.

• Насосы с сухим ротором. Такое оборудование применяется для перекачки большого количества теплоносителя. За счет особой конструкции двигатель этого насоса не имеет контакт с перекачиваемой жидкостью.
  Отличительная особенность – это наличие уплотнительных элементов между корпусом и сервоприводом. Для уплотнения берутся скользящие торцевые уплотнители. При работе, между поверхностями возникает пленка из воды, она выполняет герметизацию.
  Кольца изготовляются из агломерированного угля, керамики или нержавейки. Материал зависит от условий, в которых будет происходить работа оборудования.
  Этот тип может исполняться в двух вариантах: насосы с муфтовым соединением двигателя и с прифланцованым.
  Стоит отметить, что первый вариант — это большие насосы, которые крепятся на монолитную раму и имеют входной и выходной фланцы одинакового диаметра и расположены на одной оси (их ещё называют прямоточными).

Насос с сухим ротором

Преимущества применения насосов

• Быстрый разгон системы. Это оборудование позволяет выполнить разгон всей системы за пару минут, а соответственно и прогреть жилые комнаты быстрей.
  Системы без циркуляционных насосов, увы, не могут похвастаться таким фактом, потому что у них нагрев помещений проходит долгое время;
• Высокий показатель КПД. При применении этих элементов увеличивается до предельной величины эффективность системы отопления;
• Надежность работы. Эти элементы системы отопления просты и надежны в работе, можно быть полностью уверенным в их безотказной работе, но при условии, что подбор насоса для отопления был сделан верно;
• Эти элементы не требовательны к системе отопления. Благодаря этому можно не бояться за различные контр уклоны и зауженные участков в вашей системе.
  Поэтому установка циркуляционного насоса в систему отопления такого оборудования будет выходом из ситуации, когда нет природной циркуляции.

Циркуляционный насос Grundfos

Подбор насоса

Пожалуй, самый распространенный вопрос на специализированных форумах это как правильно выбрать насос для отопления? Попытаемся «раскрыть вам глаза» в этом деле.

Основной параметр при подборе насоса — это количество тепла, которое необходимо зданию. Количество тепла рассчитывается с учетом самой холодной пятидневки.

Такой расчет можно выполнить своими руками (хорошо, что инструкция для расчета общедоступна, и её можно найти на нашем сайте), но для этого потребуется время, желание и знания (см. также статью как выбрать циркуляционный насос для отопления ).

В проектных организациях такой расчет выполняют при помощи программного обеспечения. При подборе самостоятельно, широкую популярность приобрел метод подбора в зависимости от отапливаемой площади.

Еще один представитель циркуляционных насосов — Pedrollo

Если говорить о Европе, то их нормы говорят о том, что состоящего из двух и меньше квартир дома, потребуют сто ватт мощности на один квадратный метр площади, а для многоквартирных построек — семьдесят ватт на метр.

Если теплоизоляция имеет плохое состояние, то принимаются более высокие показатели. А при качественной теплоизоляции домов потребуется от тридцати до сорока пяти ватт на квадратный метр.

Если вести речь о наших с вами широтах, то типовые расчеты установили что:

• Для зданий имеющих два этажа и наружную температуру воздуха -25 градусов нужно брать сто семьдесят пять ватт на метр, а при температуре -30 градусов — сто восемьдесят ватт на квадратный метр;
• Для построек имеющих три и больше этажа берутся показатели соответственно девяносто восемь и сто два ватта на квадратный метр.

Заключение

Подбор насоса для системы отопления – это очень ответственный шаг и от успешности этого процесса будет зависеть корректная работа всей системы отопления. Цена на эти элементы может иметь разный ценовой показатель, но все же советуем вам обратить свое внимание на проверенные торговые марки: Grundfos, Pedrollo, Oasis.

Эти производители доказали свою профессиональную пригодность на протяжении многих лет.

Один из самых популярных циркуляционных насосов — Oasis

Чтобы повысить надежность системы, советуем вам приобрести насос, способный работать от напряжения двенадцать вольт. Как выбрать насосы для отопления, работающие от 12 вольт и построить надежную систему отопления, мы рассмотрим в следующих статьях. Но забежав наперед, мы скажем, что для этого понадобится дизельный генератор.

Источники: http://v-teple.com/nasosy-dlya-otopleniya/podbor-cirkulyacionnogo-nasosa.html, http://gidroguru.com/otoplenie/teploistochniki/nasosy/1209-kak-podobrat-nasos-dlya-sistemy-otopleniya, http://otoplenie-gid.ru/cirkulyaciya/iskusstvennaya/246-kak-podobrat-nasos-dlya-sistemy-otopleniya

Как вам статья?