| Подбор насоса циркуляции системы отопления дома |
| Статьи — МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Насос циркуляции это один из важнейших элементов обязательных устройств в системе отопления частного дома, от правильности его работы зависит гидравлика отопления и теплоотдача батарей либо других источников теплопередачи тепла от греющего котла в отапливаемые помещения. Рассчитать циркуляционный насос для отопления точно практически не возможно без многочисленных знаний, но приблизительно произвести подбор и сделать расчет напора вполне реальная задача для частника. Важны параметры скорости и проходимости отопительной жидкости по трубопроводам дома. Рассчитать циркуляционный насос точно практически не возможно, но приблизительно вполне реальная задача, и нужная при устройстве обогрева дома в зимнее время года! Рассмотрим рекомендованные формулы для упрощенного подбора циркуляционных насосов. Рекомендуется начать расчет насоса с вычисления его производительности. Важно знать: Высота дома и этажность не имеет значения при подборе циркуляционного насоса! Производительность циркуляционного насосаДля расчета производительности циркуляционного насоса для системы отопления в доме необходимо знать один из следующих параметров:
Если Вам известна отапливаемая площадь всех помещений, сначала надо рассчитать необходимую мощность источника тепла по формуле. Формула расчета мощности котла в соотношении отапливаемых помещений:
Q — необходимая тепловая мощность, кВт. S — отапливаемая площадь всех помещений, м2 Q1 — удельное тепло потребление здания: 80 Вт/м2 — многоквартирный дом более 4 этажей 100 Вт/м2 — офисное здание до 4 этажей 120 Вт/м2 — частный дом не более 4 этажей пример расчета 90 x 120 / 1000 = 10.8 кВт требуется котел для частного дома 90 квадратных метров. Далее производим расчет производительности насоса по формуле:
Q2 — подача насоса в м3/ч Q — необходимая тепловая мощность, кВт. 1.16 — удельная теплоемкость воды, Вт. t1 — температура воды на выходе из котла в C t2 — температура воды на входе в котел в C (t1 – t2 ) это разница температур, обычно задается в зависимости от вида системы отопления, для стандартных радиаторных систем это значение 20 C, теплый пол 5, другие низкотемпературные системы 10 или 15 градусов. Следующим шагом требуется произвести расчет и определить напор насоса. Расчет напора циркуляционного насосаСамое важное замечание: напор циркуляционного насоса зависит не от высоты здания! Напор зависит от гидравлического сопротивления отопительной системы в доме. Поэтому необходимо произвести расчет именно сопротивления труб. Что нужно знать для расчета напора циркуляционного насоса. Вам нужна схема (проект) системы отопления дома состоящая из всех комплектующих:
Расчет сопротивления рассчитывается по формуле:
H — напор насоса в М. R — сопротивление прямой трубы (шероховатость), Па/м. I — общая длина труб в доме ∑ Z — сумма местного сопротивления всех деталей (фитинг, кран, клапан, тройник) Значения этих коэффициентов для деталей трубопровода составляет примерно 30% от потерь в прямой трубе, то есть грубо 1.3 p — плотность перекачиваемой жидкости (вода, незамерзающая жидкость) = 971.6 q — ускорение свободного падения, м/с2. = 9.81 В случаях со старыми зданиями и отсутствия документации по системе отопления можно произвести вариант приблизительного расчета напора циркуляционного насоса, упрощенный вариант формулы. H — напор насоса в М. R — потери на трение в прямой трубе системы отопления, Па/м. Пример расчета напора циркуляционного насоса: Допустим Вы делаете систему отопления из полипропиленовых труб. Сопротивление (шероховатость) полипропиленовых труб в среднем по диаметрам применяемых для строительства частного дома составляет 120 Па/м Ориентировочно на 90 м2 дома уходит 60 метров труб при двухтрубной системе (учитывается длинна от источника тепла до самого дальнего радиатора и обратно) и некоторое количество фитинг деталей по общей длине (20 уголков, 10 тройников, 4 крана, 1 обратный клапан. 120 x 60 x 1.3 = 9360 Па/м. Источник: www.kasskad.ru График характеристики системы отопления.
(график 3)
В характеристике системы отопления существует такое понятие, как величина потери давления, на которую влияют следующие факторы:
Потери напора в трубопроводе, при заданном лопастями насоса, направлении потока, определяется как квадрат скорости движения жидкости. Таким образом, график характеристики системы с осями Н и Q выглядит в виде параболической кривой с центром в нулевом показателе напора и подачи.
Расчет рабочей точки циркуляционного насоса.Если представить графики характеристики насоса и системы отопления в одной координатной плоскости, то точка пересечения этих кривых будет называться рабочей. С ее помощью можно определить максимальное значение, передаваемой циркуляционным насосом, жидкости. В рабочей точке значение напора насоса равно сопротивлению трубопровода, а показатель мощность, которую потребляет трубопровод, имеет такое же значение, как и показатель полезной мощности насоса. Рабочая точка определяет максимально возможную подачу насоса, но для обеспечения нормальной работы насоса также необходимо рассчитать минимальную точку подачи (предельную точку минимума). Когда величина подачи ниже этой точки, происходит перегрев двигателя насоса, что может привести к его повреждению.
Особенности выбора циркуляционного насоса.Расчет гидравлического сопротивления системы отопления — задача довольно непростая, но это необходимо для определения характеристики данной системы и выбора оптимального насоса. Часто, рассчитав рабочую точку системы, проектировщики выбирают модель насоса "с запасом". При изменении сопротивления системы, рабочая точка смещается влево от первоначальной. Следовательно, уменьшается подача жидкости и увеличивается сила напора насоса, что может быть причиной появления шума в клапанах.
Применение циркуляционного насоса с автоматическим регулированием частоты вращения ротора является оптимальным вариантом решения этого вопроса. Если уменьшается скорость вращения, насос, оснащенный частотным преобразователем, снижает уровень подачи, при этом гидравлическое сопротивление системы и потребляемая мощность снижаются. Это ведет к бесшумной работе насоса, к увеличению срока его эксплуатации и экономии энергии. Источник: www.calc.ru Для чего необходимы расчетыБольшинство современных систем автономного обогрева, использующихся для поддержания определенной температуры в жилых помещениях, укомплектованы насосами центробежного типа, которые обеспечивают бесперебойную циркуляцию жидкости в отопительном контуре. За счет увеличения давления в системе можно снизить температуру воды на выходе отопительного котла, сократив тем самым суточный расход потребляемого им газа. Правильный выбор модели циркуляционного насоса, позволяет на порядок повысить уровень эффективности работы оборудования в отопительный сезон и обеспечить комфортную температуру в помещениях любой площади.
Что нужно знать, чтобы рассчитать мощностьЧтобы понять сам алгоритм расчета циркулярного насоса, необходимо оттолкнуться от какого-либо параметра, в точности которого сомневаться не приходится. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, в котором планируется установка автономной отопительной системы, и узнать его площадь. Например, возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м². Следующим шагом будет определение величин, необходимых для расчета. Расчет мощности источника тепла (АОГВ)Для каждого помещения в зависимости от его площади или объема существуют определенные технические нормы мощности источника обогрева.
Площадь отапливаемого помещения нам известна (300 м²), а второй показатель зависит от типа сооружения: если это многоквартирный дом, то его значение равно 70 Вт/м², в нашем же случае (отдельно стоящее здание), он составит 100 Вт/м². Итак, мощность отопительного агрегата для нашего помещения составила 30 кВт. Существует еще один метод определения этой величины. Объем отапливаемого помещения и мощность отопительного агрегата можно найти в следующей таблице.
Напомню, что объем помещения равен произведению его площади на высоту. Ищем этот показатель во второй графе таблицы и получаем те же 30 кВт.
Расчет производительности насосаПравильный расчет мощности насоса позволяет обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя в любой ее точке. Определив технические характеристики обогревательного котла, можно вычислить производительность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.
Если в качестве теплоносителя используется вода, ее удельная теплоемкость составляет 1,164. Если применяется иная жидкость, то значение этого параметра нужно искать в соответствующих таблицах. При функционирующей отопительной системе значение температурного перепада (Δt ) можно вычислить методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе системы (Δt = t1 – t2 , где t1 – температура на входе отопительного контура, а t2 – температура на выходе с него). В противном случае придется использовать стандартные показатели. Разница температур на входе и выходе системы (Δt ) колеблется в пределах 10—20 ⁰С. Теперь один из пунктов технической характеристики циркуляционного насоса известен.
Расчет необходимой мощности (высоты) напораМощность отопительного котла и производительность насоса известны, следующим шагом будет определение напора теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов отопительной системы. Для этого берутся в расчет тепловые потери на самом протяженном отрезке контура — от источника тепла до дальнего радиатора. Чтобы доставить тепло в любую его точку, мощность напора подаваемой жидкости должна быть выше суммарного гидравлического сопротивления всех отопительных приборов.
В зависимости от диаметра труб, значение параметра R находятся в диапазоне 50–150 Па/м (минимальный показатель применим для водопроводных систем с диаметром трубы от 2-х дюймов и выше, для современных пластиковых и металлических труб потери составляют 150 Па/м). Для нашего помещения необходимо использовать максимальное значение. Если точную длину контура (L) определить сложно, этот параметр рассчитывают, исходя из габаритов отапливаемого помещения. Показатели длины, ширины и высоты дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома составляет 30 м, ширина – 10 м, а высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2,5) × 2, то есть 85 метров. Самый простой вариант определения значения ZF выглядит следующим образом: при отсутствии термостатического вентиля в системе он равен 1,3, а при его наличии — 2,2. Предложенная методика расчета не является единственной. Для более точного определения напорных показателей насоса существуют формулы, в которых учитывается не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.
Гидравлическое сопротивлениеЭтим термином выражаются суммарные потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение этой характеристики. Для точного определения потерь в системе обычно пользуются значениями, указанными в технической документации на каждый компонент отопительного контура. Если же такой возможности нет, найти эту информацию можно в следующей таблице:
В этом случае для расчета высоты напора удобно воспользоваться несколько иной формулой. Число, находящееся в знаменателе формулы (10000), – коэффициент пересчета Паскалей в метры.
Выбираем насосПосле того, как все необходимые параметры для приобретения циркуляционного насоса определены, можно приступить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражены в графиках соотношения производительности устройства и высоты напора, приложенных к их паспорту. Эти данные можно легко найти в Интернете. В зависимости от количества скоростей в координатной системе выстроены один, два или три графика с указанием точки оптимального соотношения этих величин. Откладываем по оси Х значение производительности насоса, а по оси Y высоту его напора. Точка пересечения этих параметров должна находиться как можно ближе к точке, указанной на графике – полное их совмещение будет идеальным вариантом. Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим эксплуатации. Если вы остановитесь на одной из них, то выбор характеристик необходимо проводить по графику, соответствующему второй скорости, то есть среднему. В иных случаях совмещение параметров производится по любому из них.
Цены на разные модели насосов для системы отопления
Как рассчитать насос, если известна мощность котлаЧасто возникают ситуации, когда котел приобретается заблаговременно или же насос добавляется в уже функционирующую систему отопления. В этом случае мощность отопительного агрегата известна, и все остальные элементы контура выбираются в зависимости от значения этого показателя. Для расчета производительности циркуляционного насоса при заданной мощности источника нагрева, пользуются следующей формулой. Если возможность точно определить указанные параметры подачи и «обратки» отсутствует, воспользуйтесь средним значением температурного перепада — 15 ⁰С.
Количество скоростей у насосовПо своей конструкции насос циркуляционного типа представляет собой электродвигатель, механически связанный с валом крыльчатки, лопасти которой выталкивают из рабочей камеры нагретую жидкость в магистраль отопительного контура. В зависимости от степени контакта с теплоносителем, насосы делятся на устройства с сухим и мокрым ротором. У первых в воду погружена только нижняя часть крыльчатки, вторые пропускают весь поток через себя. Модели с сухим ротором отличаются более высоким коэффициентом полезного действия (КПД), но создают ряд неудобств из-за шума во время работы. Их аналоги с мокрым ротором более комфортны в эксплуатации, но обладают меньшей производительностью. Современные циркуляционные насосы могут эксплуатироваться в двух или трех скоростных режимах, поддерживая различное давление в отопительной системе. Использование этой опции дает возможность на максимальной скорости быстро прогреть помещение, а затем выбрать оптимальный режим работы и сократить энергопотребление устройства до 50 %. Переключение скоростей осуществляется с помощью специального рычага, установленного на корпусе насоса. Некоторые модели имеют автоматическую систему регулирования, изменяющую скорость вращения двигателя в соответствии с температурой воздуха в отапливаемом помещении.
Полезные рекомендацииПри выборе насоса для системы отопления преимущество стоит отдавать конструкциям с «мокрым» ротором, поскольку они очень тихо работают и выдерживают более высокие нагрузки, чем гидравлические приспособления иных модификаций. Корме того, обратите внимание на материал корпуса – остановите свой выбор на изделиях из нержавеющей стали, бронзы или латуни. Так же предпочтение стоит отдавать моделям с подшипниками и валом, изготовленными из керамики. Срок эксплуатации такого оборудования превышает 20 лет. При установке устройства в систему необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался горизонтально, то есть параллельно трубе. Если в процессе работы насоса появляется подозрительный шум, это еще не говорит о его неисправности или фабричном дефекте. Попробуйте спустить воздух, оставшийся в системе после запуска. ВидеоС практическими рекомендациями по расчету насосного оборудования для отопительных контуров можно познакомиться, просмотрев это видео. Источник: otoplenie-expert.com Система отопления с принудительной циркуляцией по всем позициям превосходит схему с естественным перемещением теплоносителя. Установка циркуляционного насоса резко поднимет эффективность системы, делает возможными плавные и точные настройки, обеспечивает быстрый запуск, приводит к значительному сокращению материалоемкости контуров – можно использовать трубы значительно меньшего диаметра.  Но все это будет справедливым лишь в том случае, если насос подобран правильно, и его эксплуатационные характеристики соответствуют параметрам системы. Одним из определяющих критериев оценки является способность насоса перекачать определенный объем жидкости в единицу времени, то есть его производительность. Провести необходимые вычисления поможет наш калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса. Цены на циркуляционный насос КАЛИБРНесколько слов о порядке расчета – в разделе с пояснениями. Калькулятор расчета производительности циркуляционного насосаПерейти к расчётам Пояснения к расчету производительностиОсобенностью подобного расчёта является то, что насос перекачивает не просто жидкость, а именно теплоноситель, то есть, по сути, должен обеспечивать «транспортировку» тепловой энергии, выработанной котлом отопления. В основе вычислений лежит следующая зависимость: G = W / (Δt × Kτ) 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.) Kτ — коэффициент, учитывающий теплоемкость теплоносителя.
→ 20 ºС – для радиаторов; → 15 ºС – для конвекторов; → 10 ºС – для контуров водяного теплого пола.
После определения необходимой производительности можно переходить к расчету требуемого напора насоса.
|
Как определиться с мощностью котла для системы отопления
Полезная информация о циркуляционных насосах