Расчет циркуляционного насоса для отопления в примерах и формулах. Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления Как подобрать насос для закрытой системы отопления
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 слишком холодные. Эффективно решить проблему поможет циркуляционный насос. Обратите внимание, что теплоносителя могут быть вполне эффективны в небольших частных домах, но даже в этом случае имеет смысл подумать , 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=0,86R/TF-TR, где:
- 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
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:
H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000, где
- 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 .
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.
На этой вкладке ресурса мы попбробуем помочь определить для вашего дома определенные части отопления. Конструкция обогревания коттеджа имеет важные устройства. Каждый элемент роль. Поэтому подбор каждого элемента монтажа нужно планировать правильно. Схема обогрева имеет, увеличивающие давление насосы котел, крепежи, бак для расширения, батареи, коллекторы терморегуляторы, систему соединения, развоздушки, трубы.
Мощность насоса для отопления
Насосом называют гидравлическую машину, прямое назначение которой подача жидкости под напором. Любой насос представляет собой агрегат, который перекачивает жидкость путем изменения уровня давления с низкого на высокое. Такой принцип работы позволяет данному агрегату подавать жидкость с глубины на поверхность, перекачивать на различное расстояние по горизонтальной плоскости либо заставить циркулировать воду в замкнутой системе.
Схема частотных преобразователей для насосов систем водоснабжения.
Разновидность насосных систем для отопления
Мощность насоса
Главными параметрами каждой гидравлической установки, которые определяют принцип его работы и функциональные особенности, являются мощность, напор, подача и коэффициент полезного действия.
Таблица технических характеристик тепловых насосов.
Напор насоса отвечает за подъем и перемещение жидкости и определяется метрами. Подача — это тот объем жидкости, который перегоняется насосом за конкретное время. Его исчисляют, как правило, в м/с, л/с или м³/ч. Коэффициент полезного действия или сокращенно КПД определяется видом потерь, которые напрямую связаны с преобразованием энергии.
Что касается мощности насоса, то это потребление агрегата для создания необходимого напора и подачи. Потребляемая мощность — это энергия, которая подводится от двигателя к насосу за конкретную единицу времени.
Расчет мощности насоса
Схема принципа действия насосно-маховичного гидропривода.
Для того чтобы правильно подобрать насос для отопительной системы и не ошибиться с параметрами, необходимо рассчитать его мощность. Расчет производится с учетом нескольких параметров: напора, подачи, диаметра труб и количества теплоносителя. С первыми 3-мя параметрами мы уже знакомы, теперь же необходимо выяснить, что представляет собой теплоноситель. Теплоноситель — это перепад в плотности подогретой и остывшей жидкости, проходящей по отопительной системе за 1 минуту. Принято считать, что мощность котла равняется количеству теплоносителя. Так, если котел мощностью 30 кВт, то за одну минуту времени через него может пройти 30 л теплоносителя. Таким образом, можно рассчитать количество теплоносителя для радиаторов: если мощность радиатора 15 кВт, то он расходует 15 л теплоносителя в минуту.
Теперь необходимо определить количество теплоносителя по всей протяженности отопительной системы. В данном случае теплоноситель напрямую зависит от размера труб: чем меньше их диаметр, тем больше должна быть мощность агрегата для перемещения теплоносителя. Максимальная скорость теплоносителя по трубопроводу 1,5 м/сек. Зная расход воды в литрах за минуту времени, можно определить необходимый диаметр труб.
Тепловой насос — видео
Источник: http://dachnaya-zhizn.ru/otoplenie-doma-teplovym-nasosom
Мощность насоса для отопления
Участник
опишу систему отопления, вернее управление ей которая реализуется в ЕС.
Почему ее нет в России можно думать вечно.
Вот и решил я ее реализовать у себя, благо только монтируют котельную.
Идея проста.
есть 4 этажа, на каждый этаж свой контур отопления.
Каждый контур подключен к своему насосу.
Теперь главное. В обычных системах теплоносителем управляют посредством трехходового клапана.
В моей системе теплоносителем управляют СКОРОСТЬЮ теплоносителя.
то есть, ставится регулятор скорость насоса. Теплоноситель при достижении заданной температуры снижает свою скорость. Все.
Экономия электроэнергии очевидна, так как насосы будут потреблять ее гораздо меньше.
Отсутствие трехходовых вентилей, что упрощает конструкцию.
Так вот, теперь точно хочу делать систему управления потоком.
будет состоять:
1. частотный или преобразователь напряжения на насосы (на каждый отдельно)
2. Вход преобразователь - от 0-10 Вольт Что соответствует от0% (стоп) до 100 % мощности насоса
3. На каждом этаже - термометр. Его изменение будет управлять насосом.
Итак, ПРОШУ ПОМОЩИ в выборе оборудования (блоков контроллеров, датчиков)
Нужно чтобы 4 термометра управляли 4 выходами с изменяемым напряжением от 0 до 10 Вольт.
Источник: http://www.forumhouse.ru/threads/218136/
Естественную циркуляцию воды в отопительной системе обеспечивает разница плотности нагретой и остывшей жидкости (теплоносителя). Но когда для эффективной работы системы скорость циркуляции из-за низкого циркуляционного напора оказывается недостаточной, на помощь приходят циркуляционные насосы, которые приводят ее к расчетным параметрам.
Эта процедура зависит от нескольких факторов. Прежде всего, следовало бы разобраться, какая именно помпа будет установлена. Так называемый, «мокрый» насос отличается от «сухого» тем, что рабочая его часть расположена в перекачиваемой среде, то есть под слоем воды.
Поэтому его составляющие не нуждаются в специальной смазке или дополнительном увлажнении. Но необходимо учитывать, что на функциональную мощность такого устройства влияет уровень напора воды и степень её сопротивления.
Производим расчет мощности насоса отопления
При подборе подходящего насоса отопления, нужно учитывать рабочую точку, от которой начинает свою работу агрегат и в которой он будет установлен. Эта позиция характеризуется двумя показателями: расходом и напором.
Первый измеряется в метрах кубических за час, а второй – в метрах. Эти показатели зависят от особенностей работы насоса в системе , его характеристик.
Когда осуществляется расчет конкретного насоса, предназначенного для отопления, стремятся подобрать такой вариант, при котором начальной точке приравняются мощность самого агрегата и мощность потребления отопительной системы.
Проследить такую закономерность удастся лишь на специальном графике. С помощью такой процедуры можно просчитать, достаточно ли мощный насос для этой системы потребления.
Для того чтобы узнать мощность потребления отопительного насоса, следует воспользоваться специальной формулой. Выглядит она таким образом:
P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД.
Значение р представляет собой уровень плотности воды, которая перекачивается. Q характеризирует уровень расхода, а Н – соответственно, уровень напора.
Уровень производительности помпы
Если вы всерьёз заинтересовались тем, как рассчитать насос для отопления , то вам понадобится формула, предназначенная для подсчёта уровня производительности потенциального насоса по теплу. Она имеет такой общий вид:
Q = S * Qуд / 1000.
Из неё следует, что S демонстрирует площадь, которую обогревают, а Qуд показывает уровень удельного потребления тепловой энергии. Этот показатель немного отличается у многоквартирных и частных домов. Для первых удельное теплопотребление составляет 70 Ватт на квадратный метр, тогда как для частных домов — это 100 Ватт.
Показатель подачи
Для подсчёта степени подачи жидкости, понадобится формула:
V = Q / (1,16 * T), в которой V – это собственно уровень подачи, значение 1,16 считается стабильной теплоёмкостью воды, а Т являет собой определённую температурную разницу (для среднестатистического помещения такая где-то от десяти до двадцати градусов).
Уровень напора
В ней степень сопротивления имеющегося трубопровода и системы отопления представлен как R, самый длинный отрезок системы помечается буковкой L, а ZF означает коэффициент запаса. Кстати, для традиционной схемы отопления этот коэффициент имеет значение 2,2, а для систем поставки горячей воды он увеличивается на 0,4.
Явление кавитации в системе отопления и водоснабжения
Кавитацией называется процесс, при котором, из-за уменьшения давления в установке отопления , образовываются молекулы пара. Такое может произойти, к примеру, из-за возрастания или спадания скорости потока в трубах.
Явление это отрицательно сказывается на отопительных системах с очень высокими или слишком низкими температурами. Дело в том, что пузырьки пара образовываются и лопаются, что провоцирует повреждение материала, внутренней поверхности труб и составляющих установки водоснабжения. Из-за этого она может быстро портиться и выходить из строя.
Для того чтобы такой проблемы избежать, нужно следить за давлением в трубах . Чтобы кавитацию устранить, можно попробовать поднять уровень давления помпы и уменьшить температуру жидкости, которая задействована. Следите за тем, чтобы число оборотных моментов насоса соответствовало типу жидкости, которая используется, и характеру труб, их диаметру.
Если устройство выбрано правильно и все расчёты соответствуют действительности, то работа общей системы водоснабжения или отопления будет благоприятной и продуктивной с любой позиции.
Если вы не можете разобраться в том, как рассчитать мощность насоса отопления или сделать это самостоятельно не получается, то обратитесь за помощью к квалифицированному специалисту, который сможет не только просчитать и подобрать вам насос, но и установить его.
Автоматизация насосного оборудования
Необходимо учитывать и тот факт, что помпы для своей работы требуют много электроэнергии, ведь почти весь год они находятся в действии.
Чтобы уровень этого электропотребления снизить, необходимо использовать прибор автоматического регулирования потребления. Работа такого прибора позволит сэкономить электроэнергию практически в половину. Хотя уровень такой экономии зависит и от типа насоса.
Есть модели, которые в тандеме с прибором автоматизации насосной работы, могут сократить потребление электроэнергии вплоть до 80%. Это возможно с использованием усовершенствованных помп нового уровня.
Делается это благодаря тому, что автоматизированная система контролирует потребительские возможности устройства, а также его гидравлические особенности.
Экономия происходит, благодаря неполной нагрузке на насос и отопление, ведь потенциал такой установки, как правило, используется не в полном объёме. Это вы увидите, если разберётесь в том, как рассчитать насос для отопления .
Преимуществом автоматизированной работы насоса можно считать и то, что, регулируя напор и давление жидкости в агрегате, устраняется основная причина гидравлического шума установки, а значит работа отопительного насоса становится тихой.
Этот фактор имеет необычайное значение, если речь идёт об отоплении частного дома . Бесшумное протекание жидкости в системе отопления здания обеспечит спокойствие и уют в доме, не станет раздражать хозяев и создавать им лишние проблемы.
Обогрев должен быть экономным, в чём вам поможет расчет мощности насоса отопления . Комфорт должен быть ненавязчивым, что обеспечит вам автоматизация насосного оборудования.
Источник: http://ultra-term.ru/otoplenie/raschet/raschet-nasosa-dlja-otoplenija.html
Мощность циркуляционного насоса для отопления
Горожане редко задумываются над тем, откуда берется в системах отопления горячая вода, и каким образом она там циркулирует. В загородных домах все обстоит иначе, ведь каждый домовладелец отапливает свое жилище индивидуально. Все котлы отопления , независимо от вида энергии и конструктивных особенностей, можно условно разделить на две группы - с принудительным или самотечным движением теплоносителя. В автономных системах первой группы теплоносителю помогают двигаться насосы для отопления.
Виды и назначение насосов для циркуляции теплоносителя
Обычно температура воды на выходе отопительного устройства составляет +90+95, а на обратной трубе ее уровень равен 60-70. Практически любой человек может легко определить данный параметр.
- Вторая характеристика - напор циркуляционного механизма. Он зависит от протяженности системы отопления, диаметра труб и количества радиаторов. Это следует учитывать, когда делается выбор в пользу того или иного агрегата. Расчеты довольно сложны и под силу только специалистам. Для среднего одноэтажного дома эта характеристика обычно колеблется от 2 до 4 метров водяного столба.
- Еще один важный параметр - мощность отопительного устройства, то есть потребность того или иного здания в тепле. Для обогрева небольшой квартиры или дома потребуется мощность 100 ватт на один квадратный метр площади. Промышленные здания требуют агрегатов с большими показателями, поэтому довольно просто вычислить эту величину самостоятельно.
При выборе циркуляционного насоса необходимо учитывать все вышеизложенные характеристики и, конечно же, цену устройства. Однако не стоит брать самый дорогой и мощный насос, так как все его параметры рассчитаны на максимальный режим работы, который будет требоваться не так часто.
Для оборудования больших централизованных сетей отопления используются специальные мощные насосные станции, которые доставляют теплоноситель в дома и обеспечивают его постоянную циркуляцию. В этом случае расчеты производят только специализированные предприятия.
Насосы GRUNDFOS
Среди всего многообразия подобных устройств особенно хочется отметить изделия германских производителей марки Grundfos. Они обеспечивают высокую эффективность отопления за счет принудительной циркуляции теплоносителя в батареях и трубах. С их помощью поддерживается постоянный уровень температуры в помещениях.
Тип насоса — циркуляционный, для отопления
Устройство насоса grundfos с мокрым ротором обеспечивает низкий уровень шумов в период работы. Есть возможность постоянного вращения ротора с лопастями или при использовании автоматики изменение этого параметра в зависимости от требуемой температуры.
НасосыGrundfos обладают следующими достоинствами:
- высокая эффективность;
- надежность и долговечность;
- низкий уровень шумов при эксплуатации;
- наличие автоматических систем регулировки температуры в помещении;
- уровень напора достигает величины 18 метров водяного столба, что позволяет использовать агрегаты в многоэтажных зданиях;
- широкий выбор мощности изделий;
- экономичность;
- приемлемые цены.
Помимо систем отопления, устройстваgrundfos широко используются и для подачи горячей воды, а также в теплых полах и системах кондиционирования.
С помощью насосов grundfos можно перекачивать следующие виды теплоносителя:
- Подогретая вода.
- Незамерзающие жидкости без дополнительных твердых включений.
- Жидкости с уровнем вязкости не более 10 квадратных миллиметров в секунду.
- Теплоноситель с уровнем этиленгликоля не более 40 %.
Ротор этого циркуляционного насоса находится в теплоносителе и отделен от остального устройства стаканом из тонкой, но прочной нержавеющей стали. Входящий и выходящий патрубок находятся на одном уровне. Этим обстоятельством и объясняется почти полная бесшумность работы агрегата.
Отличие насоса grundfos от аналогов состоит еще в том, что его корпус заключен в оболочку, которая сохраняет тепло.
Монтаж циркуляционного насоса
Правильно выбрать насосы , которые будут соответствовать всем параметрам - это еще полдела. Необходимо их грамотно установить. Эту работу следует доверить специалистам, но при наличии знаний и навыков домовладелец сможет выполнить монтаж самостоятельно.
Очистки воды с целью продления срока службы агрегата и его более эффективной работы. В противном случае частицы мелкого мусора и песка могут со временем вывести изделие из строя.
Обычно циркуляционный насос устанавливается на обратном трубопроводе, но агрегат с мокрым ротором можно ставить и в подающую трубу.
Заключение
Насосы для отопления являются важным элементом автономных систем обогрева. Их установка приводит к повышению эффективности отопления помещения и сокращению расходов на оплату энергии. Современные агрегаты имеют в своем составе автоматические элементы, что повышает качество отопления и продлевает срок службы устройства.
Циркуляционный насос - это небольшое по размеру устройство, главная задача которого заключается в улучшении работы и повышении производительности системы отопления. Он врезается непосредственно в трубопровод, оптимизируя скорость перемещения теплового носителя. Благодаря чему даже дом с большой жилой площадью будет обогреваться достаточно быстро.
Чтобы купить оптимальную модель, предстоит разобраться с тем, как рассчитать насос для отопления и на какие нюансы ориентироваться при выборе. Именно этим вопросам посвящена наша статья – в этом материале мы рассмотрели пример расчета оборудования, уделили внимание принципу работы и основным разновидностям насосов.
Также мы привели рекомендации по выбору, монтажу и безопасной эксплуатации насосного оборудования, снабдив статью наглядными и фото и подходящими видеороликами с расчетом необходимой мощности прибора и советами по его монтажу в отопительный контур.
Основная проблема жителей последних этажей многоквартирной постройки и владельцев загородных коттеджей - это холодные батареи. В первом случае теплоноситель просто-напросто не доходит до их жилья, а во втором - не обогреваются самые дальние участки трубопровода. А все это из-за недостаточного .
Когда необходимо применять насос?
Единственным правильным решением в ситуации с недостаточным давлением будет модернизация отопительной системы с теплоносителем, циркулирующим под действием силы гравитации. Здесь поможет установка насоса. Основные схемы организации отопления с насосной циркуляцией .
Этот вариант будет эффективен и для владельцев частных домов, позволяя ощутимо уменьшить расходы на отопление. Существенное преимущество такого циркуляционного оборудования - возможность менять скорость движения теплоносителя. Главное, не превышать максимально допустимые показания для диаметра труб своей отопительной системы, чтобы избежать излишнего шума при работе агрегата.
Так, для жилых комнат при условном проходе труб в 20 и более мм скорость составляет 1 м/с. Если установить этот параметр на самое высокое значение, то можно за максимально короткое время прогреть дом, что актуально в случае, когда хозяева были в отъезде и постройка успела остыть. Это позволит получить максимальное количество тепла при минимальных затратах времени.
Насос - важный элемент системы обогрева дома. Он помогает повысить ее эффективность и снизить траты топлива
Принцип работы прибора
Циркуляционный агрегат функционирует за счет электродвигателя. Он забирает нагретую воду с одной стороны и подталкивает в трубопровод, находящийся с другой. А с этой стороны снова поступает новая порция и все повторяется.
Именно за счет центробежной силы тепловой носитель перемещается по трубам системы обогрева. Процесс функционирования насоса немного напоминает работу вентилятора, только циркулирует не воздух по комнате, а теплоноситель по трубопроводу.
Корпус устройства обязательно выполняется из устойчивых к коррозии материалов, а для изготовления вала, ротора и колеса с лопастями обычно используется керамика.
Основные виды насосов для отопления
Все предлагаемое производителями оборудование делится на две большие группы: насосы «мокрого» или «сухого» типа. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, что обязательно нужно учитывать при выборе.
Оборудование «мокрого» типа
Насосы отопления, называемые «мокрыми», отличаются от своих аналогов тем, что их рабочее колесо и ротор помещен в тепловой носитель. При этом электрический мотор находится в герметичном боксе, куда влага попасть не может.
Этот вариант - это идеальное решение для небольших загородных домов. Такие устройства отличаются своей бесшумностью и не нуждаются в тщательном и частом техническом обслуживании. К тому же они легко ремонтируются, настраиваются и могут применяться при стабильном или слабо изменяющемся уровне расхода воды.
Отличительной чертой современных моделей «мокрых» насосов является простота их эксплуатации. Благодаря наличию «умной» автоматики можно без каких-либо проблем увеличить производительность или переключить уровень обмоток
Что касается недостатков, то указанная выше категория отличается низкой производительностью. Обуславливается этот минус невозможностью обеспечения высокой герметичности гильзы, разделяющей тепловой носитель и статор.
«Сухая» разновидность приборов
Для этой категории устройств характерно отсутствие прямого контакта ротора с, перекачиваемой им нагретой, водой. Вся рабочая часть оборудования отделена от электрического двигателя резиновыми защитными кольцами.
Главная особенность такого отопительного оборудования - большая эффективность. Но из этого преимущества вытекает существенный недостаток в виде высокой шумности. Решается проблема путем установки агрегата в отдельной комнате с хорошей звукоизоляцией.
При выборе стоит учитывать тот факт, что насос «сухого» типа создает завихрения воздуха, поэтому мелкие частицы пыли могут подниматься, что негативно скажется на уплотнительных элементах и, соответственно, герметичности устройства.
Производители решили эту проблему так: при работе оборудования между резиновыми кольцами создается тонкий водяной слой. Он выполняет функцию смазки и предотвращает разрушение уплотнительных деталей.
Приборы, в свою очередь, делятся на три подгруппы:
- вертикальные;
- блочные;
- консольные.
Особенность первой категории заключается в вертикальном расположении электродвигателя. Такое оборудование стоит покупать только в том случае, если планируется перекачка большого объема теплового носителя. Что касается блочных насосов, то они устанавливаются на ровной бетонной поверхности.
Предназначены блочные насосы для использования в промышленных целях, когда требуются большие расходные и напорные характеристики
Консольные устройства характеризуются расположением всасывающего патрубка с наружной стороны улитки, в то время как нагнетательный находится на корпусе с противоположной.
Более подробно об устройстве и принципе работы насосов мы говорили .
На что ориентироваться при выборе насоса?
Подбор насоса для автономного отопления нужно делать исходя из гидравлических характеристик системы обогрева загородного дома. Поэтому перед посещением магазина предстоит подсчитать оптимальное количество тепла, которое потребуется для поддержания в комнатах комфортной для проживания температуры.
Правила и нюансы эксплуатации оборудования
Циркуляционный насос покупается не на год и даже не на два. Поэтому каждый владелец загородного дома должен позаботиться, чтобы оборудование было исправно в течение долгих лет. Добиться надежности и корректности работы устройства можно только в случае правильного и своевременного обслуживания.
В список основных правил эксплуатации насоса отопления необходимо включить следующие аспекты:
- запрещено включать прибор с нулевой подачей;
- убедиться, что оборудование заземлено;
- проконтролировать, чтобы электрический мотор не нагревался выше допустимой нормы;
- проверить соединение в клеммном коробе на наличие/отсутствие повреждений, а все кабели должны быть полностью сухими;
- удостовериться, что во время старта устройства не возникает никакого постороннего шума или вибрации;
- оборудование должно работать с рекомендованным производителем уровнем расхода теплоносителя;
- запрещено запускать циркуляционный насос без воды.
Если оборудование простаивает на протяжении длительного времени, то рекомендуется каждый месяц включать его на 10-30 минут. Такое простое правило поможет избежать окисления и, как результат, блокировки вала.
В случае появления каких-либо сбоев или проблем в работе насоса следует в кратчайшее время вызвать мастера. Это поможет избавиться от множества проблем и незапланированных финансовых трат
Особое внимание необходимо уделить температуре . Она не должна превышать 60-65 градусов Цельсия. Если пренебречь этим правилом, то в трубах и внутри насоса будет появляться осадок, который негативно скажется на работе всей системы отопления.
Часто встречаемые поломки
Наиболее распространенная проблема, из-за которой оборудование, обеспечивающее принудительную перекачку теплоносителя, выходит из строя - это его длительный простой.
Чаще всего система отопления активно используется зимой, а в теплое время года отключается. Но так как вода в ней не отличается чистотой, то со временем в трубах выпадает осадок. Из-за накопления солей жесткости между крыльчаткой и насосом агрегат перестает работать и может выйти из строя.
Решается вышеуказанная проблема достаточно легко. Для этого нужно попытаться самостоятельно запустить оборудование, открутив гайку и вручную повернув вал насоса. Нередко такого действия бывает более чем достаточно.
Если прибор все-таки не запустился, то единственным выходом будет демонтаж ротора и последующая основательная чистка насоса от накопившегося осадка солей.
Выводы и полезное видео по теме
О расчете производительности циркуляционного оборудования повествует видео:
Правильная установка является залогом отличной работы любого прибора. Особенности монтажа насоса для отопления в видеоролике:
Система отопления, где для организации движения теплоносителя используется насос, имеет множество достоинств. Но чтобы безошибочно установить ее, придется потратить немного времени на разбор нюансов и выбор оборудования. Только в таком случае можно сделать свой дом поистине теплым и уютным .
Хотите добавить насос в систему отопления, но сомневаетесь в расчетах? Задайте интересующие вас вопросы в блоке комментариев – наши эксперты постараются вам помочь.
А может вы хотите дополнить наш материал полезными замечаниями? Или предложить другой вариант расчета отопительного насоса? Пишите свои замечания и рекомендации под этой статьей.
Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года. При профессиональном проектировании этот показатель определяют на компьютере. Ориентировочно его можно высчитать по площади обогреваемого помещения.
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.
В России подобные стандарты для домов с 1-2 квартирами пока не определены. 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 -25C и 177 Вт/кв.м при -30C;
- 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. Методом интерполяции получим, что в столице удельная тепловая потребность 1-2 этажных жилых домов равняется 173,8 Вт/кв.м, а 3-4 этажных - 97,8 Вт/кв.м.
Во-вторых
Определив потребление тепла (Q, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:
G = Q/1,16 х DT (кг/ч), где:
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:
G = 3,6 х *Q/(c х DT) (кг/ч), где:
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.м.
В третьих
Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления 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:
H = (R х l + *Z)/p х g (м), где:
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.
Полученные опытным путем данные свидетельствуют, что сопротивление прямых участков трубы (R) составляет порядка 100-150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01-0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах нужно учитывать длину и подающей, и обратной линии.
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):
H = R х l х ZF, где
ZF - коэффициент запаса.
Если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3; для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2; когда система включает оба прибора ZF = 1,3 х 1,7 х 1,2 = 2,6.
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. Поэтому, если есть сомнения, всегда нужно выбирать меньший насос. Это позволяет не только сэкономить при его покупке, но и снизить в дальнейшем расходы на электроэнегию.
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 расчитать 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:
DP = 0,63 + 0,111 + 0,142 + 0,289 = 1,178 м
Согласно СНиП 2.04.05-91*, на неучтенные потери давления к этой величине следует добавить 10%:
DP = 1,178 х 1,1 = 1,296 м
Таким образом, циркуляционник для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м. Этим условиям отвечает насос HZ 401 (Deutsche Vortex) или UPS 25-40 (Grundfos).
При расчетах по методике, изложенной в статье, получаем:
H = 0,015 х (3,2 + 4,4 + 8,9 + 21,7) х 1,3 х 1,7 = 1,266 м,
В дополнение
Опираясь на данную методику, некоторые производители насосов разрабатывают и более удобные и точные способы подбора оборудования для систем отопления. В частности, можно порекомендовать читателям диаграммы, представленные в каталоге "Бессальниковые циркуляционные насосы" фирмы Grundfos.
Хорошо продуманное и сконструированное отопление позволяет экономично использовать энергетический ресурс и эффективно обогревать помещение. Важную роль в этом процессе играет циркуляционный насос. Но ввиду разнообразия зданий, имеющих индивидуальную площадь, высоту потолков, количество этажей и выполненных из различных материалов, не каждое устройство будет хорошо справляться со своей задачей.
Как выбрать насос для отопления, учитывая специфику помещения? Какие еще факторы влияют на выбор?
Основные виды и характеристики
Насосное оборудование, устанавливаемое в отопительные системы, бывает двух видов:
- С мокрым ротором . Это подразумевает прямой контакт теплоносителя с элементами устройства. За счет такого свойства обеспечивается смазка ротора и крыльчатки, а также выполняется охлаждение деталей. Насосы мокрого типа чаще устанавливают в частных домах и квартирах, потому что они экономны, издают меньше шума и компактны по размеру. Поскольку они более удобны при монтаже, на крупных объектах, домах в несколько этажей с системой теплых полов устанавливают по два или три насоса параллельно, которые могут работать как вместе, так и поочередно. Оборудование отличается длительным сроком работы и отсутствием необходимости в обслуживании.
- С сухим ротором
. В такой конструкции контакт теплоносителя и ротора исключается. Две камеры герметичны благодаря специальным уплотнителям. Детали, обеспечивающие циркуляцию, смазываются отдельно. Такие насосы более производительны, но и издают больше шума, поэтому их установку лучше выполнять в отдельных помещениях рядом с котлом. Оборудование больше подходит для
интеграции в системы обогрева промышленных предприятий, торговых центров и крышных котелен.
Раз в три года необходима ревизия устройства со смазкой деталей.
Значения на оборудовании
При выборе циркуляционного насоса следует обращать внимание на важные параметры:
- Максимальная высота водяного столба . Данная величина показывает до какого уровня способно повышать давление устройство. Например, показатель «3 м» не подойдет для двухэтажного дома.
Выбор с учетом мощности отопления
Ключевым фактором в выборе насоса отопления является необходимая мощность для обогрева помещения. Это значение рассчитывается исходя из площади здания. В Европе принято на один квадратный метр начислять 100 Вт тепловой энергии для комфортного внутреннего климата. Это применимо к загородным особнякам и частным домам. В зданиях с большим количеством квартир этот показатель равен 70 Вт. Если же термоизоляция помещения выполнена с дополнительным слоем, значение можно снизить до 50 Вт.
Для районов с холодными зимами, где температура опускается ниже –25°C, в частных домах рекомендуется отводить по 175 Вт тепловой энергии на метр. Здания с большим количеством квартир в такой местности будут иметь расчетное значение 101 Вт. Расчет происходит по формуле ниже:
Q = 0,86R / Tf – Tr , где:
- Q - показатель расхода кубических метров в час;
- R - количество тепловой энергии с учетом площади;
- Tf - температура на выходе из котла;
- Tr - температура на входе в котел.
Обеспечение нужного давления
Циркуляционный насос должен быть в состоянии полноценно прокачивать нужный объем теплоносителя по системе. Для этого необходим соответствующий напор. Расчет этой функции происходит так:
напор = (F + R x L) / p x g (m) , где:
- F - сопротивление запорной арматуры (фитинга);
- L - длина системы;
- р - плотность теплоносителя;
- R - гидросопротивление в трубе;
- g - ускорение свободного падения.
Данные величины доступны в Интернете или документации изделий. Допускается небольшое округление значений для простоты расчета.
Схематически систему отопления можно представить в таком виде:
Ниже приведена одна их схем подключения насоса.
В частном доме из трех-четырех комнат система отопления имеет похожие показатели:
- Сопротивление трубопровода в диапазоне 105–150 Па/м;
- В каждом элементе фитинга (переходная муфта, уголок, и т.д.) происходит 30% потери напора от основного сопротивления;
- Кран для терморегулировки дает 70%;
- Смесители системы добавляют до 20% потерь.
Важно учесть и сопротивление самого котла, которое обязательно указано в паспорте. Некоторые варианты которых, представлены ниже.
Выполнив расчет по формуле с применением всех значений, можно увидеть оптимальную величину напора для конкретного помещения.
Дополнительные факторы
При выборе насоса для интеграции в систему отопления и улучшения циркуляции стоит подумать о временной занятости устройства:
- Если отопительный контур небольшой, то насос можно включать только в морозы для быстрого прогрева здания. В таком случае стоит приобрести недорогую модель малой мощности, которая будет выполнять лишь вспомогательную функцию.
- Если же площадь системы трубопровода велика и циркуляция теплоносителя без насоса слишком медленна, то такое перекачивающее оборудование будет работать постоянно и должно иметь соответствующую мощность.
Большинство насосов имеют три скорости вращения ротора, что удобно ввиду меняющейся температуры в течении дня или недели. Чем выше скорость, тем быстрее тепло разносится по системе. Многие отмечают удобство автоматического регулятора скорости, не требующего человеческого контроля. На изображении ниже он красного цвета.
Зная вышеуказанные факторы и выполнив необходимые расчеты, даже малознакомый с подобным оборудованием пользователь сможет определиться с выбором насоса для отопления.
Видео по теме
Вконтакте