Подбор циркуляционного насоса

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

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

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблицы из текста

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м²;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м² площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м².

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

met-all.org

Устройство насоса

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

Технические параметры циркуляционного насоса

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

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

Классификация циркуляционных насосов

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

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

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой. К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды). Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики. Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса. Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

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

Маркировка циркуляционных насосов

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

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

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

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

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

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

Расчет циркуляционного насоса выполняют, исходя из потребности строительной конструкции в тепле – эта величина является базовой точкой при расчете циркуляционного насоса для отопления. Значение величины принимается соответствующим наиболее холодному времени года. Согласно, СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” для одно-двухэтажных зданий на 1 м² общей площади 173-177 Вт/м² при температуре «за бортом» -25 — 30 °C. Дома в три-четыре этажа имеют показатели от 97 до 101 Вт/м² соответственно.

Умножив это «нормы» на число «квадратов» отапливаемого помещения, получим величину потребности строения в тепле.

Также расчет параметров циркуляционного насоса можно выполнить, исходя уже из мощности котла.

Необходимое значение рассчитывается по формуле:

где:

(Q) — рассчетная величина, соответствующая расходу насоса, (литров/ч);

(N) — мощность основного нагревателя (котла), (Вт);

(t_2)— температура теплоносителя на входе в подающую трубу (на выходе из котла), (°C);

(t_1) — температура теплоносителя в «обратке» (на входе в котел), (°C).

Подставив необходимые параметры в формулу, мы получим требуемый расход насоса.

Температура теплоносителя, «выходящего» из котла обычно находится в промежутке от + 85 до 95 °C, температура «обратки» в диапазоне 60-70 °C.

Величину необходимого для преодоления гидравлического сопротивления напора определяют по специальным формулам. Для упрощенного подбора можно воспользоваться такой информацией:

• прямолинейные участки труб оказывают сопротивление 100-150 Па/м, что эквивалентно требуемому напору насоса — 0,01-0,015 м на каждый метр трубопровода магистрали.
  
  

  Внимание! В расчетах учитывается полная длина контура (подающей трубы и обратной).

• Фитинги забирают до 30% от рассчитанного «прямого» сопротивления;
• Трехходоовой смеситель — 20%;
• Терморегулирующие вентили — 70%.

Это интересно!

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

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

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

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

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

plusteplo.ru

Укрупненный подбор циркуляционного насоса

Дом – до 200 м2

• GrundfosUPS 25-40, либо GrundfosUPS 32-40, либо Grundfos20-40
• GrundfosAlpha2 25-40 (электронная подстройка производительности и режимов)
• Wilo Star-RS 25/4
• Wester 25-40G
• Калибр НЦ 25/4
• Джилекс Циркуль 25-40
• Беламос BRS 25/4G
• И аналоги других фирм

У данных насосов примерно одинаковые технические характеристики:

1. Диаметр условного прохода — 25мм (1 дюйм), либо 32мм (1,25 дюйма), либо 20мм
2. Подсоединяемые размеры — 180мм
3. Максимальная температура теплоносителя — 110°С
4. 3 скорости вращения
5. Максимальный напор — 4м (на 3-ей скорости)
6. Максимальная подача — 2,4 м3/ч (40л/мин)

Помещение 200-400 м2

• Grundfos UPS 25-60, либо Grundfos UPS 32-60
• Аналоги тех же фирм, что и выше с параметрами 25-60, либо 32-60

Технические параметры те же, кроме:

1. Максимальный напор – 6м (на 3-й скорости)
2. Максимальная подача – 3,8 м3/ч (63 л/мин)

Помещение 400-600 м2

• Grundfos UPS 25-80, либо Grundfos UPS 32-80
• Аналоги тех же фирм, что и выше с параметрами 25-80, либо 32-80

Технические параметры те же, кроме:

1. Максимальный напор – 8м (на 3-й скорости)
2. Максимальная подача – 8  м3/ч (130 л/мин)

Следует отметить, что насосы Grundfos Alpha2 – это насосы с электронным регулированием режима циркуляции, под нужны системы. Кроме того можно задавать режимы день/ночь, и др., интегрируется с системой «Умный Дом».

Следует знать, что после установки насоса нужно установить правильную скорость! Многие скажут: «Чем больше обороты, тем лучше!» и будут неправы. При излишне мощной циркуляции возникает кавитация, образование пены в теплоносителе, и – как следствие воздушные пробки. Поэтому после установки нужно правильно подобрать режим. Можно же пойти экспериментальным путем – ставите насос сначала на минимальную скорость вращения и смотрите как греются батареи, в том числе самые верхние и удаленные. Если температура самой удаленной батареи недостаточная, то увеличиваете скорость вращения циркуляционного насоса. Существует и более точный подбор циркуляционного насоса по параметрам. Но эти расчеты обычно делаются при проектировании больших отопительных систем. А для отопления частных домов и коттеджей вполне подойдет и укрупненный подбор.

Вышеописанный подбор осуществляется для насоса всего дома. Существуют также насосы на различные ветки (например коллектор на отдельный этаж), или коллектор на теплые полы.

Циркуляционный насос для системы подбирают по ряду параметров:

• Подача. Выражается в м3/ч. Зависит от мощности системы отопления (сколько кВт на весь дом) и от разницы температур (при большой ∆t подача будет меньше, при маленькой ∆t подача будет больше);
• Напор. Показывает  напор, который необходим для преодоления гидравлического сопротивления системы, выражается в м столба воды;
• Присоединительные размеры. На всех циркуляционных насосах есть характеристика – диаметр подключения (обычно 25 или 32мм) и длина корпуса.  Зная какая труба идет на подачу и обратку легко будет подобрать присоединительный диаметр циркуляционного насоса;
• Максимальная температура. Необходимо покупать циркуляционный насос не абы какой, а подходящий именно для системы отопления. Такой насос должен быть рассчитан на температуру до 110°С. Лучше еще раз перепроверить этот параметр, чем потом страдать.
• Производитель. В современных реалиях много подделок из азиатских стран. Для системы отопления лучше брать насосы от надежных производителей. Хорошо зарекомендовали себя компании: Wilo, Grundfos, Vortex, Джилекс.

Рассчет производительности (подачи)

Производительность показывает необходимое количество теплоносителя, которое необходимо прокачать через систему в единицу времени в расчетный период (самый холодный). Рассчитывается исходя из теплоемкости воды (4,2 кДж/кг*К) и разницы температур между подачей и обраткой по формуле:

Где П – производительность насоса, м3/ч

Q – необходимая теплопроизводительность системы, кВт

1,16 – удельная теплоемкость воды (самый распространенный теплоноситель, в том числе в составе антифриза для системы отопления), выражается в

Пример – система отопления мощностью 20 кВт. Разница между подачей и обраткой 20°С.

Эта величина рассчитана на максимальную разницу между подачей и обраткой. Округляя получаем величину равную 1м³/ч. Таким образом насос с подачей 1 м3/ч обеспечит меньшую разность температур между подачей и обраткой.

С этой задачей справится насос Grundfos UPS 25-40, и аналоги. И хотя  технических характеристиках максимальная пода у него 2,4 м3/ч, но реальная подача будет меньше — т.к. будет и сопротивление. Для этого нужно посмотреть на график

Как мы видим из него максимальная подача будет только в том случае, если вообще не будет напора, т.е. если насос просто будет выливать воду. Кроме того максимальный напор также будет лишь в том случае, если расхода воды вообще не будет, т.е. если просто заткнуть выход из насоса. В реалии же есть и расход и напор, поэтому рабочая точа насоса где то между максимальными значениями.

Кроме того в современных циркуляционных насосах обычно всегда есть 3 скорости, поэтому всегда можно отрегулировать скорость вращения под вашу систему.

Расчет напора

Напор преодолевает гидравлическое сопротивление системы.  Напор выражается в м столба воды, необходимый для преодоления гидравлического сопротивления системы. Рассчитывают напор насоса для самой неблагоприятной ветки системы (самой длинной и извилистой).

Гидравлическое сопротивление складывается из следующих показателей:

• Сопротивление на прямых участках – составляет 0,01-0,015 м напора/м (100-150 Па/м)
• Сопротивление на различных фитингах (угольники, тройники, переходники, редукционные переходы) – примерно составляют 30% от напора на прямых участках
• Сопротивление на терморегулирующих клапанах – примерно 70% от напора на прямых участках
• Сопротивление на обратном клапане – примерно 20% от сопротивления на прямых участках

Пример 1  – двухэтажный дом, общая площадь 100 м2, двухтрубная система отопления. Самая протяженная ветка трубопровода от котла 35м (туда и обратно).

Потери давления на прямых участках

Прибавляем к этой величине 180% (сумма потерь на местных сопротивлениях)

Укрупненный расчет от фирмы Wilo

Сумму потерь на местных сопротивлениях посчитать довольно трудно, поэтому специалисты компании Wilo Бушер и Вальтер вывели формулу для подсчета напора циркуляционного насоса:

Где J – требуемый напор жидкости,

R – сопротивление на прямых участках системы – 0,01м для двухтрубной системы и 0,015 для коллекторно-лучевой.

L – протяженность самой длинной ветки

k– коэффициент, отвечающий за повышенную нагрузку. Для простой системы без сложной арматуры k=1,3, для системы с терморегулирующим вентилем k=2,2, для системы с вентилем и с различными фитингами (угольниками и пр.) – k=2,6

Пример 2 – одноэтажный дом, площадью 120 м2, коллекторно-лучевая система отопления.  Система стандартная, на ней стоят различные фитинги, а на радиаторах стоят регулирующие вентили. Самая протяженная ветка трубопровода – 50м (туда и обратно).

 Укрупненный подсчет параметров циркуляционного насоса

Производительность

Количество кВт в котле равняется количеству литров теплоносителя в минуту. Если эту цифру переводить в м3/ч, то надо ее умножить на 0,06.

Пример3.  Котел мощностью 20 кВт, значит производительность циркуляционного насоса должна быть 1,2 м3/час.

Напор

Для примерного подсчета необходимого напора используется формула

Н – напор насоса, м

N – сумма этажей дома вместе с подвалом

К – коэффициент показывающий усредненные гидравлические потери на один этаж.

Для двухтрубных отопительных систем К = 0,7-1,1

Для коллекторно лучевых систем К=0,9-1,4

Пример 4. Дом 200 м2, 2 этажа плюс подвал, используется коллекторно-лучевая разводка отопления.

Вполне подойдет насос с напором в 3 — 4м.

Подбор насоса по показателям

Итак, у нас есть 2 необходимые цифры для выбора насоса: НАПОР и ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ.

Следует знать, что в паспорте насоса указывается максимальная производительность  и максимальный напор, т.е. при идеальных условиях. Также прилагается график зависимости производительности от напора.

Исходя из этого графика очевидно, что максимальная подача будет у насоса есть почти нет расхода, т.е. при почти перекрытом трубопроводе.  В реалии же некоторый расход есть, поэтому реальный напор будет чуть меньше максимального. То же самое и с расходом. Максимальный расход у циркуляционного насоса будет при минимальном напоре, т.е. при открытом наружу выходе. А поскольку такого в отопительной системе не бывает, то существующее гидравлическое сопротивление немного уменьшает максимальный напор.

В общем, рабочая точка где то посередине графика.

Насосы с несколькими скоростями

Такие насосы более дороги, но их можно ставить в системы с погодозависимой автоматикой. Благодаря регулировке скорости вращения крыльчатки можно изменять подачу теплоносителя, в зависимости от погодных условий. Рабочий график такого насоса будет выглядеть  из нескольких кривых:

На кривой производительности рабочая зона насоса выделена жирным – в этой зоне и надо подбирать насос для системы.

Как правильно установить циркуляционный насос в системе

Положение ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ  должно быть строго горизонтальным! Если расположить его по другому, то это может привести к скоплению воздуха в насосе. Завоздушивание системы отопления – это неизбежный процесс, поэтому воздух из циркуляционного насоса должен свободно удаляться.

Кроме того клеммная коробка должна  быть либо сбоку, либо сверху. Выход проводов должен быть вниз либо вбок.

 Установка фильтра — грязевика

Перед насосом надо установить фильтр грубой очистки грязевик. Фильтр будет задерживать различную грязь и образивные частицы, которые могут быть в системе. Надо его устанавливать по стрелочкам, указанным на нем, чтобы сборник грязи смотрел вниз. Тогда он почти не будет давать сопротивление системе и грязь будет под силой тяжести скапливаться внизу.

Если же циркуляционный насос стоит вертикально, то фильтр-грязевик ставится так,чтобы сборник грязи также смотрел вниз.

В общем система с циркуляционным насосом имеет ряд преимуществ:

• Равномерное распределение тепла между всеми радиаторами
• Быстрый прогрев помещений
• Маленькая разница температур между подачей и обраткой, БЛАГОДАРЯ ЧЕМУ ЭКОНОМИТСЯ ТОПЛИВО
• Можно использовать трубы небольшого диаметра

Но есть и несколько недостатков:

• Энергозависимость. При отключении света насос остановится (соответственно отопления не будет). Желательно ставить автономный источник питания на случай аварии

teplopraktik.ru

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 м² помещения, с высотой потолка до 3 м. Если здание утеплено достаточно хорошо можно брать меньшее значение. Так, например, для хорошо утепленного дома площадью 100 м² 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:

П = Q/(1,16 х ΔT), (кг/ч)

где:

• 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:

П = 3,6 х Q/(c × ΔT), (кг/ч)

где: с – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды составляет 4,2 кДж/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 м³/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:

J = (F+R× L)/p× g (м)

где:

• L – длина системы до самого отдаленного радиатора (м);
• R – гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м);
• p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м³);
• 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:

J = R×L × k, м

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).

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.

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.

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.

v-teple.com

Другие статьи по теме:

Насос в системе отопления Вакуумный насос своими руками Маломощные насосы для воды Как работает дренажный насос Насос на воду в квартиру Насос ручной для воды