Provipstroy.ru

Строительный Мастер Provipstroy.ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет циркуляционного насоса для отопления — мощность насоса

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.

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

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.

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.

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

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:

Как рассчитать и правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Для повышения качества отопления необходимо установить циркуляционный насос. Модель, правильно подобранная по основным параметрам, в несколько раз ускорит движение горячей воды по контуру. Это даст более равномерный и качественный обогрев и одновременно поможет снизить расход ресурсов. Результат – хорошая работа отопительной системы и минимальная оплата. Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, чтобы улучшить обогрев дома и оптимизировать расходы на оплату?

Что нужно знать для расчета мощности циркуляционного насоса

Чтобы рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, нужно понимать, какие функции он будет выполнять. У прибора две основные задачи:

  • создание напора воды, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления узлов системы;
  • перекачивание по контуру такого объема горячей воды, который обеспечит эффективный прогрев всех помещений здания.

Для полноценного расчета мощности циркуляционного насоса отопления необходимо определить следующие параметры:

  • Расход насоса (его еще называют производительностью или подачей). Это показатель объема воды, который устройство способно перекачать за 1 час. Расход измеряют в м.куб./ч.
  • Напор. Этот показатель определяет гидравлическое сопротивление, которое преодолевает насос и измеряется в метрах.

Желательно, чтобы расчетами занимался опытный инженер. Если нет возможности обратиться к специалисту, можно выяснить нужные показатели с помощью формул и таблиц. Определив напор и расход насоса, вычисляют нужную производительность и подбирают подходящую модель по каталогу. Если купить прибор с регулируемой производительностью, то задача еще облегчается. В этом случае небольшие ошибки в расчетах не будут принципиально важны.

Как выяснить показатель расхода насоса

Формула расчета выглядит так: Q=0,86R/TF-TR

Q – расход насоса в м.куб./ч;

R – тепловая мощность в кВт;

TF – температура теплоносителя в градусах Цельсия на входе в систему,

Три варианта расчета тепловой мощности

С определением показателя тепловой мощности (R) могут возникнуть трудности, поэтому лучше ориентироваться на общепринятые нормативы.

Вариант 1. В европейских странах принято учитывать такие показатели:

  • 100 Вт/м.кв. – для частных домов небольшой площади;
  • 70 Вт/м.кв. – для многоэтажек;
  • 30-50 Вт/м.кв. – для производственных и хорошо утепленных жилых помещений.

Вариант 2. Европейские нормы хорошо подходят для регионов с мягким климатом. Однако в северных районах, где бывают сильные морозы, лучше ориентироваться на нормы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», в которых учтена наружная температура до -30 градусов Цельсия:

  • 173-177 Вт/м.кв. – для небольших зданий, этажность которых не превышает двух;
  • 97-101 Вт/м.кв. – для домов от 3-4 этажей.

Вариант 3. Ниже предложена таблица, по которой можно самостоятельно определить необходимую тепловую мощность с учетом назначения, степени износа и теплоизоляции здания.

Формула и таблицы расчета гидравлического сопротивления

В трубах, запорной арматуре и любых других узлах системы отопления возникает вязкое трение, которое приводит к потерям удельной энергии. Это свойство систем называют гидравлическим сопротивлением. Различают трение по длине (в трубах) и местные гидравлические потери, связанные с наличием клапанов, поворотов, участков, где изменяется диаметр труб и т.п. Показатель гидравлического сопротивления обозначают латинской буквой «H» и измеряют в Па (паскалях).

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

R1, R2 обозначают потери давления (1 – на подаче, 2 – на обратке) в Па/м;

L1, L2 – длина трубопровода (1 – подающего, 2 – обратного) в м;

Z1, Z2, ZN – гидравлическое сопротивление узлов системы в Па.

Чтобы облегчить расчеты потерь давления (R), можно воспользоваться специальной таблицей, где учтены возможные диаметры труб и приведены дополнительные сведения.

Усредненные данные по элементам системы

Гидравлическое сопротивление каждого элемента системы отопления приведено в технической документации. В идеале следует воспользоваться характеристиками, указанными производителями. При отсутствии паспортов изделий можно ориентироваться на примерные данные:

  • котлы – 1-5 кПа;
  • радиаторы – 0.5 кПа;
  • вентили – 5-10 кПа;
  • смесители – 2-4 кПа;
  • тепломеры – 15-20 кПа;
  • обратные клапаны– 5-10 кПа;
  • регулирующие клапаны – 10-20 кПа.
Читать еще:  Как смягчить воду в системе отопления?

Сведения о гидравлическом сопротивлении труб из различных материалов можно вычислить по таблице ниже.

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Зачастую случается так, что котел приобретен заранее, а остальные элементы системы подбирают позже, ориентируясь на показатели мощности отопительного прибора, заявленные производителем. Нередко циркуляционный насос покупают для модернизации систем отопления с естественной циркуляцией, чтобы обеспечить возможность ускорения движения теплоносителя.

Если известна мощность котла, используют формулу: Q=N/(t2-t1)

Q – расход насоса в м.куб./ч;

N – мощность котла в Вт;

t2 – температура воды в градусах Цельсия на выходе из котла (входе в систему);

Видео: подбор циркуляционного насоса отопления

Выяснив расход и напор циркуляционного насоса, можно найти подходящую по параметрам модель. При этом следует читать техническую документацию к приборам и обращать внимание на маркировку. Обычно на корпусе насоса указан диаметр патрубков, к которым их можно присоединить (первая цифра маркировки), и высота подъема жидкости в дециметрах (вторая цифра). Зная нужные характеристики, легко определиться. А качественная трехскоростная модель обеспечит комфортную температуру в доме при любой погоде, даже если расчеты были не идеальны.

Опишите свой вопрос максимально подробно и наш эксперт ответит на него

Нельзя было придумать как то по проще определять подбор насосов по мощности, ато так всё усложняют своими уравнениями. Эти уравнения в школе надоели.

Добрый день. Гидравлическое сопротивление каждого элемента нужно считать или хватает показателя одной единицы. К примеру: клапан термостатический для радиатора имеет сопротивление 4кПа, необходимо считать сопротивление каждого клапан или хватит показателя одного клапана.

Видео ни о чем! Поэтому стоит усомниться в вышесказанном…

Как произвести расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Но большинство обогревательных приборов способно корректно работать только при условии наличия циркуляционного насоса. Именно ему под силу поддерживать оптимальное давление в системе и не только. А вот что он собой представляет и как выбрать подходящий, вы узнаете по прочтении статьи.

А зачем он нужен

В первую очередь нужно понимать, что отопление с естественной циркуляцией подходит только для небольшого частного дома, но даже в нем с целью экономии денежных средств резонно предусмотреть принудительную циркуляцию. А если этого не сделать в больших по размеру домах, то в дальних комнатах радиаторы прогреваться попросту не будут. Жители многоквартирного дома, проживающие на верхних этажах, не понаслышке знают, что значит отсутствие давления в системе обогрева, когда теплая вода циркулирует по трубам медленно, и в их жилье вряд ли удастся согреться.

Кроме того, эффективно использовать его в комнатах, где установлен теплый пол. Это увеличит его продуктивность. И даже для теплоснабжения открытого типа, хоть и допускается возможность естественной циркуляции воды в отоплении, для ускорения процесса нагрева здания и увеличения теплоотдачи есть смысл установить насос.

В необходимости циркуляционных насосов мы уже убедились и теперь сталкиваемся со второй сложностью. В соответствии с какими требованиями его выбирать:

  • в первую очередь нужно учитывать производительность, пропускную способность помпы, которая измеряется куб. м/ч;
  • напор или давление говорит о предельно возможной высоте подъема столба воды;
  • из-за необходимости качать воду высокой температуры, а это порой до 110 градусов, важно знать, какой максимум он может выдержать.

В основном для расчета достаточно первых два параметра. Еще до того, как выбрать циркуляционный насос, нужно произвести расчет потребностей для конкретного помещения. Специалисты делают это по формуле, но, не владея такой информацией, вполне можно подобрать помпу исходя из размеров отапливаемого помещения. Есть несколько средних показателей, исходя из которых проще подобрать насос под свою систему. Для дома в один или два этажа мощность в цифрах будет 173 кВт/кв. м, а если речь идет о трех и четырех этажном помещении, тогда 98 кВт/кв. м. Общее потребление вычисляют с помощью умножения этих цифр на площадь здания.

Что такое напор и как ее рассчитать

Система отопления подразумевает процесс сопротивления магистрали, который именуется напором насоса. Определить его можно в зависимости от того, для какой системы он делается, уже установленной или новой. Если речь идет о второй, то расчет осуществляется по специальной формуле. А вот для действующей получится сделать только приблизительные подсчеты. При этом нужно учесть:

  • на каждый метр трубы понадобится 0,01-0,015 м напора;
  • учитываются потери тепла в фитингах, которые в среднем составляют 30% от первого результата;
  • вычитаем 20% потерь за счет обратного клапана;
  • еще бывают терморегуляторы.

Сама формула выглядит так: H = R × L × ZF.

Как ею пользоваться

  • R обозначает сопротивление на прямых участках (лучше подставлять большее значение – 0,015 м);
  • L подразумевает длину труб, формирующих систему. Здесь считается весь метраж в оба направления;
  • ZF означает коэффициент вентиля и фитинга, который равен 1.3 (потери в 30%), а если имеет место клапан терморегуляции, то еще 1,7.

А теперь давайте рассмотрим, как выглядит расчет циркуляционного насоса для системы отопления на конкретном примере. Предположим, что дом имеет 100 м 2 , а система однотрубная. Протяженность каждой стены составляет 10 м, а сумма труб 10 × 4 = 40 м. Используя формулу, просто подставляем конкретные числа: 0,015 × 40 × 1,3 = 0,78. К этому результату добавляем хотя бы 10%. Зачем? Потому что насос нужно брать с запасом мощности.

Несколько важных деталей

Только после проведения расчетов удастся подобрать нужную модель. Это значит, что годиться любой агрегат, параметры которого не ниже подсчитанных. Но имеются еще некоторые нюансы, которые следует знать:

  1. Всегда считайте с учетом максимальной нагрузки и самой низкой температуры воздуха. Но это не значит, что нужно брать наиболее мощный насос, просто немного сильнее, чем получилось в результате расчетов.
  1. Есть готовые графики с характеристиками для каждой линейки насосов, присмотритесь и выберите ту модель, у которой цифры ближе всего к вашей.
  2. Слабый насос не сможет обеспечить нужный напор и прогреть помещение до желаемой температуры.
  3. Если мощность будет намного больше необходимой, затраты на электроэнергию значительно увеличатся.
  4. Ширина трубы должна соответствовать диаметру патрубка, что способствует поддержанию напора в системе.

Пару слов о гидрострелке

Данное устройство осуществляет защиту и балансировку всей системы обогрева. Устанавливают его с целью продлить срок теплообменника в котле и охраны целостности отопления. Гидрострелка хорошо подойдет для многоконтурной системы. Легко справится с задачей очистки от накипи и ржавчины. Еще удалит из системы воздух, что защитит металлические детали от разрушения. Подобный механизм достаточно просто смастерить самому, но для его расчетов потребуются формулы, с учетом различных параметров.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления

1. Отправной точкой при выборе циркуляционного насоса для системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года.

Согласно европейским стандартам на отопление 1 кв.м в доме с 1–2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, проектировщик берет в расчет более высокое удельное потребление тепла.

Для жилых домов с улучшенной теплоизоляцией и производственных помещений требуется 30–50 Вт/кв.м.

СНиП 2.04.07-86* “Тепловые сети” рекомендует рассчитывать максимальный тепловой поток на отопление 1 кв.м общей площади жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым типовым проектам, по следующим укрупненным показателям:

    — для 1–2-этажных зданий – 173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха –25 град C и 177 Вт/кв.м при –30 град C;

— для 3–4-этажных зданий – соответственно 97 и 101 Вт/кв.м.

По СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и кондиционирование” расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет –26 град C, в Хабаровске этот показатель равен -31 град. С.

2. Определив потребление тепла (G, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:

    DT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C);

1,16 – удельная теплоемкость воды (Вт*ч/кг*град C). Если используется другой теплоноситель, в формулу необходимо внести соответствующие коррективы.

Такую методику расчета предлагают заграничные проектировщики. В обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91* приведена следующая формула:

    c – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C.

Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.метров.

3. Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети. Для правильного выбора нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы (до самого дальнего радиатора).

При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов). Обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование.

Здесь можно использовать формулу:

    R – сопротивление в прямой трубе (Па/м);
    l – длина трубопровода (м);
    *Z – сопротивление фитингов и т. д. (Па);
    p – плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
    g – ускорение свободного падения (м/кв.с).

В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.

Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%.

На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.

Cпециалисты из фирмы Wilo Э. Бушер и К. Вальтер рекомендуют следующую формулу примерного расчета напора (в метрах):

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.

Читать еще:  Чем промыть трубы системы отопления?

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.

Расчет параметров мощности циркуляционного насоса

Чуть ниже мы рассмотрим самую распространенную схему расчетов насосов, для того чтобы сделать правильный выбор циркуляционного насоса. Для этого понадобиться знать основные технические характеристики. Циркуляционный насос для отопления частного дома, как рассчитать его мощность.

Во-первых, циркуляционный насос для отопления должен выдерживать высокую температуру проходящей жидкости в системе около 110°C. Другими немаловажными параметрами являются рабочий напор и расход. Рабочий напор или другими словами рабочее давление измеряется в метрах водяного столба. Для рабочего расхода используется единица измерения 1 /ч.

Расчет мощности отопления

Как говорилось уже ранее, прежде чем купить ту или иную современную модель циркуляционного насоса для отопления, необходимо произвести расчеты мощности отопления. Какую температуру воздуха вы хотите? Сколько теплоты должно выделяться, для равномерного отопления помещения?

Для того, чтобы вычислить количество теплоты вы должны знать несколько характеристик отапливаемого помещения. Выясните площадь помещения: в частном или многоквартирном доме. Для отопления многоквартирного дома на 1 м2 требуется 70 Ватт мощности. Для частного дома этот показатель увеличивается до 100 Ватт. Однако нормы могут быть снижены до промежутка 29-49 Ватт на 1 м2. Это происходит в том случае, если здание обладает хорошей теплоизоляцией. Такие нормы установлены в странах Европы.

Таблица тепловой мощности

В России и странах СНГ устанавливаются следующие требования:

  • жилые здания ≤ 3 эт. необходимо отапливать с мощностью от 174 до 177 Ватт на 1 , при условии, что на улице от -25°C до -30°C соответственно;
  • жилые здания ≥ 3 эт. отапливаются с мощностью от 97 до 101 Ватт на 1 при таком же температурном режиме.

Производительность прогрева помещения

Кроме того, прежде чем купить циркуляционный насос для отопления, необходимо вычислить параметры мощности насоса. Точнее производительность, которая понадобится вам для прогревания помещения.

Такую возможность насоса циркуляционного типа рассчитываем по формуле:

П = Q/(1,16 х ΔT) (кг/ч), где ΔT – разница температур:

  • Рассматривается t°C воды поступающей в систему и t°C воды возвращающейся обратно. Существуют усредненные показатели. Для двухтрубной отопительной системы этот показатель равен 20°C, а для теплого пола 5 °C.
  • 1,16 это удельная теплоемкость воды. Если будет использоваться незамерзающий теплоноситель, следует выяснить этот параметр для него. Благодаря этой формуле рассчитывается производительность отопительной системы в Европе.

В России расчеты для отопления производятся по следующей формуле:

П = 3,6 х Q/(c х ΔT) (кг/ч). В этой формуле «с» — это удельная теплоемкость воды, она равна 4,2

Вычисление силы давления

Для того, чтобы циркуляция жидкости в системе отопления происходила правильно, в первую очередь нужен хороший напор. Благодаря созданному напору, жидкость будет преодолевать естественное сопротивление. Самостоятельно вычислить силу давления на жидкость для преодоления гидравлического сопротивления возможно. Для этого выберите точку в системе, находящуюся на самом дальнем расстоянии от устройства, приводящего жидкость к принудительному движению, то есть от насоса.

Это самый последний радиатор в цепи:

J = (F+R х L)/p х g (м).

Рабочая точка насоса

При этом L – длина участка, выраженная в метрах; R – гидравлическое сопротивление на участке пути трубопровода, измеряется в ; p – плотность рабочего тела в ; F – сопротивление трубопровода в Па; g – ускорение свободного падения, равное 9,832 м/. Все вышеперечисленное находится в свободном доступе и указано в каталогах от производителей либо в технической инструкции, сопровождающей товар. Для того, чтобы упростить процесс расчета, можно получить приблизительную оценку сопротивления. Проводя эксперимент, были получены следующие данные: R находится в пределах от 105 до 150 .

При прохождении через каждый соединительный шов трубопровода, теряется 30 %, а терморегулирующий вентиль отнимает до 70 %. Смеситель, который расположить в узле управления добавит 20 %. Довольно простым способом правильного подбора циркуляционного насоса предложили Э. Бушер и К. Вальтер, специалисты компании Wilo.

По их расчетам:

Где k – коэффициент, который отвечает за увеличенную нагрузку. Было принято, что в ОС (отопительная система), не имеющей сложную конструкцию водопроводных труб k = 1,3; в ОС с терморегулирующим вентилем k = 2,2, а с обеими устройствами k = 2,6.

Выбор

Совершенно необходимо, чтобы график напора и расхода жидкости в системе был приближен к точке работы по максимуму. Исходя из вышеперечисленных формул и вычислений на графике координат, где абсцисса – расход, ордината – напор, отметим точку пересечения рассчитанных показателей.

Рабочие характеристики циркуляционного насоса Е4 и Е6

Выполнив чертеж, ищем в каталоге циркуляционный насос с нужными нам показателями. Циркуляционный насос, имеющий параметры выше, чем необходимые, покупать не следует. Стоимость такого оборудования будет выше, и работа такого насоса будет нерациональна в целом.

Важно, что, установив циркуляционный насос с электрическим регулятором, вы добьетесь значительной экономии электроэнергии, установив при этом динамический режим его работы.

Обратите внимание при выборе циркуляционного насоса на шумность оборудования. Не стоит шумный насос устанавливать вблизи жилых комнат. Насосы с мокрым ротором работают гораздо тише.

Проверка результатов

Проверяем результат наших расчетов мощности для насоса на примере заранее продуманного проекта, который разрабатывался, учитывая все нормы. Возьмем конкретные цифры и рассчитаем заданные параметры. Сначала определили необходимый уровень вырабатываемой тепловой энергии, требующейся для обогревания здания. Он составил 45,6 Квт. Расход жидкости в системе равен 2,02. На пути у последнего в цепочке радиатора отопления находится несколько препятствий. Это терморегулирующий вентиль и 4 соединительных шва на трубопроводе. При этом учитываем коэффициенты неучтенных потерь в 10%.

Тогда получается: H = (0,141 + 0,29+0,63 + 0,11 )*1,1 = 1,295 м.

Из этого расчета становиться ясно, что циркуляционный насос, который подходит для указанной системы, должен создавать напор в 2,02 и 1,295 м. Циркуляционный насос Deutsche Vortex HZ 401 и насос Grundfos UPS 25-40 полностью удовлетворяют этим параметрам.

Важно знать! Если выбор стоит между насосами с подачей выше и ниже на 1,5 %, выбирайте с более низкой подачей. В расчетах изначально присутствует коэффициент запаса.

Данная методика позволит сделать ваш выбор циркуляционного насоса правильным. Даже не являясь специалистом в этой области, владея данной информацией, вам будет сложно ошибиться с выбором. Теперь вы полностью умеете подбирать по инженерной схеме циркуляционный насос для отопления.

Расчет циркуляционного насоса для отопления в примерах и формулах

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. 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 — 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

Читать еще:  Монтаж утеплителя за батарею. Помощь эксперта

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:

  • 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.

Для других частей отопительной системы смотрите данные в этой таблице:

Если техническая документация по каким-то причинам утрачена, можно рассчитать гидравлическое сопротивление отдельных элементов отопительной системы с помощью данных, приведенных в этой таблице

Количество скоростей циркуляционного насоса

Большинство современных моделей циркуляционных насосов снабжены возможностью регулировать скорость работы устройства. Чаще всего это трехскоростные модели, с помощью которых можно корректировать количества тепла, поступающего в помещение. Так, при резком похолодании скорость работы насоса увеличивают, а в случае потепления — уменьшают, чтобы температура воздуха в комнатах оставалась комфортной для проживания.

Для переключения скоростей существует специальный рычаг, размещенный на корпусе устройства. Большой популярностью пользуются модели циркуляционных насосов, снабженные системой автоматического регулирования скорости работы устройства в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Следует отметить, что это лишь один из вариантов такого рода расчетов. Некоторые производители используют при подборе насоса несколько иную методику вычислений. Можно попросить выполнить все расчеты квалифицированного специалиста, сообщив ему подробности устройства конкретной отопительной системы и описав условия ее работы. Обычно рассчитываются показатели максимальной нагрузки, при которой будет работать система. В реальных условиях нагрузка на оборудование будет ниже, поэтому можно смело приобретать циркуляционный насос, характеристики которого несколько ниже расчетных показателей. Приобретение более мощного насоса не целесообразно, поскольку это приведет к ненужным расходам, но работу системы не улучшит.

После того, как все необходимые данные получены, следует изучить напорно-расходные характеристики каждой модели с учетом разных скоростей работы. Эти характеристики могут быть представлены в виде графика. Ниже приведен пример такого графика, на котором отмечены и расчетные характеристики устройства.

С помощью этого графика можно подобрать подходящую модель циркуляционного насоса для отопления по показателям, рассчитанным для системы конкретного частного дома

Точка А соответствует необходимым показателям, а точкой В обозначены реальные данные конкретной модели насоса, максимально приближенные к теоретическим расчетам. Чем меньше расстояние между точками А и В, тем лучше подходит модель насоса для конкретных условий эксплуатации.

Несколько важных замечаний

Как уже отмечалось выше, различают циркуляционные насосы с «сухим» и «мокрым» ротором, а также с автоматической или ручной системой регулировки скоростей. Специалисты рекомендуют использовать насосы, ротор которых полностью погружен в воду, не только из-за пониженного уровня шума, но и потому, что такие модели справляются с нагрузкой более успешно. Установку насоса осуществляют таким образом, чтобы вал ротора располагался горизонтально. Подробнее про установку читайте здесь.

При производстве высококачественных моделей используется прочная сталь, а также керамический вал и подшипники. Срок эксплуатации такого устройства составляет не менее 20 лет. Не стоит выбирать для системы горячего водоснабжения насос с чугунным корпусом, поскольку в таких условиях он быстро разрушится. Предпочтение стоит отдать нержавейке, латуни или бронзе.

Если при работе насоса в системе появляется шум, это не всегда говорит о поломке. Нередко причина этого явления — воздух, оставшийся в системе после запуска. Перед пуском системы следует спустить воздух через специальные клапаны. После того, как система проработает несколько минут, нужно повторить эту процедуру, а затем отрегулировать работу насоса.

Если запуск производится с использованием насоса с ручной регулировкой, необходимо сначала установить прибор на максимальную скорость работы, в регулируемых моделях при пуске отопительной системы следует просто отключить блокировку.

Расчёт и Подбор Циркуляционного насоса

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список циркуляционных насосов соответствующих заданным исходным данным.

Расчёт и Подбор

Устройство и конструкция

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Подбор циркуляционных насосов

Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.

Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.

Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.

Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.

Расчёт циркуляционного насоса

Расход воды циркулирующей в системе отопления пропорционален тепловой нагрузке и обратно пропорционален температурному графику.

Расход воды циркулирующей в системе горячего водоснабжения пропорционален тепловым потерям в трубопроводах системы горячего водоснабжения и обратно пропорционален разнице температур воды подаваемой в систему ГВС и возвращаемой из неё.

Потери напора в системах отопления и горячего водоснабжения определяются гидравлическим расчётом и должны быть приведены в проектах устройства этих систем.

Определяя напор насоса, не следует пренебрегать естественным циркуляционным давлением системы, которое возникает из-за разности плотностей горячей воды на входе в систему и холодной на выходе из неё. Величина естественного давления имеет положительный знак, если центр нагрева воды — ниже центра охлаждения и отрицательный, если центр нагрева выше центра охлаждения.

В разные периоды отопительного сезона, величина естественного давления различная и соответственно – различное и его влияние. Устранить влияние естественного давления можно установив автоматические регуляторы перепада давления или расхода. Чем больше доля естественного давления в циркуляционном напоре – тем больше его влияние.

Кавитация в насосе

Кавитация в насосе возникает когда давление воды во всасывающем патрубке снижается до давления насыщения. По сути, кавитация – это резкое образование пузырьков пара и такое же резкое их схлопвывание, как следствие — резкие скачки давления на рабочем колесе насоса. Кавитация в насосе не только сопровождается повышенным шумом, но и ускоряет процесс его износа.

Исключить кавитацию в насосе можно обеспечив давление во всасывающем патрубке, выше давления насыщения воды. Следует учесть, что давление насыщения зависит от температуры воды, чем она ниже – тем ниже давление насыщения.

Некоторые производители указывают кавитационную характеристику насоса — NPHS – численно равную минимальному абсолютному давлению во всасывающем патрубке насоса, при котором гарантирована бескавитационная работа.

Пособие KSB
Расчёт параметров центробежных насосов

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

На чтение: 2 минуты Нет времени?

Дачи и частные дома чаще всего не подключены к централизованному отоплению. Именно поэтому владельцы сами устанавливают различные котлы и печи, при помощи которых и обогревают жилые помещения. Но мало правильно смонтировать систему отопления. Необходимо так же и выбрать насос, который будет заставлять теплоноситель циркулировать по трубам. Ведь именно от характеристик циркуляционного насоса зависит экономичность системы и ее быстрый прогрев. Как же рассчитать необходимую производительность? В этом поможет онлайн-калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса.

Читайте в статье

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Как пользоваться онлайн-калькулятором

Пользоваться предлагаемой программой довольно просто. Первое, что необходимо сделать – это указать мощность отопительного котла. Эта информация указана в его технической документации и на шильдике корпуса. После этого указывается тип отопительных приборов, которые установлены в помещениях. Это могут быть радиаторы отопления, конвекторы скрытой установки или водяной теплый пол. И напоследок остается лишь нажать на кнопку «рассчитать требуемую минимальную производительность насоса». Вот и все. Результат будет указан в м 3 /ч, а так же в л/мин.

Приблизительная схема установки рециркуляционного насоса

Некоторые пояснения к расчетам

Все вычисления, производимые онлайн-калькулятором, основаны на следующей формуле:

G = W / (Δt × Kτ), где

  • G— производительность, выраженная в килограммах в час;
  • W— расчетная мощность отопительного котла;
  • Δt — перепад температур в трубах подачи и обратки, то есть, по сути, то количество тепловой энергии, которое забирается приборами теплообмена (радиаторами, конвекторами и т.п.);
  • — коэффициент, учитывающий теплоемкость теплоносителя.

Если с мощностью все понятно, то по остальным параметрам необходимы пояснения. Например перепад температур в среднем равен 20°С для радиаторов, 15°С для конвекторов и 10°С для теплого пола.

В качестве теплоносителя можно использовать и специальные жидкости

Kτ — коэффициент, учитывающий теплоемкость теплоносителя – если брать воду, то он будет равен 1.16.

Сложность в том, что при самостоятельных вычислениях получаются единицы измерения, которые не совсем удобны. Именно поэтому онлайн-калькулятор и переводит ее в м 3 /ч.

Ну а произведя расчеты производительности насоса можно перейти к вычислениям необходимого напора.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector