Давление циркуляционного насоса системы отопления

Обновлено: 19.05.2024

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 3

Следующим важным параметром, по которому подбирается циркуляционный насос, является напор.

Как мы уже отмечали в предыдущей статье, насос "заставляет" теплоноситель "бегать" по замкнутому контуру, разнося тепло по комнатам дома.

На своем пути вода встречает повороты, ответвления, сужения и расширения участков трубопровода. Кроме того, ей приходится проходить целый ряд важных элементов системы отопления: фильтр грубой очистки, запорную и регулировочную арматуры, теплообменник котла и т.д.

Все перечисленные участки пути, по которым бежит вода, оказывают сопротивление ее движению. Чтобы преодолеть это сопротивление и вовремя доставить тепло нуждающимся в этом помещениям, воде нужно передать определенную побуждающую силу.

Вот этой силой и является т акая важная характеристика, как напор, который измеряется в метрах водяного столба. Этот параметр, по сути, показывает: на какую высоту данный насос может поднять воду. Если он может поднять воду на эту высоту, то, соответственно, передаст воде такую же силу для преодоления гидравлического сопротивления трубопровода и элементов системы отопления на всем пути ее следования.

Спешим, однако, сказать, что в системе отопления сама геодезическая составляющая (количество этажей в здании, этаж, на котором стоит циркуляционный насос, а также этаж, на котором находится самый последний по высоте отопительный прибор и т.д.) не имеет никакого значения. В отличие от системы водоснабжения, где насосу приходится поднимать воду от одной точки до другой и создавать избыточное давление, система отопления является замкнутой. Теплоноситель в контуре течет за счет перепада давления, которое создает насос.

Как же все это посчитать и понять, какой напор нужен насосу?

Отталкиваться нужно от потерь давления в самой системе отопления.

Представьте, что вам нужно перевезти мебель из одного места в другое.

С чего вы начнете решение этой задачи?

Вы станете заказывать машину или сначала посмотрите объем мебели?

Конечно же, прежде чем заказывать машину, вам нужно увидеть объем перевозимого груза. Это поможет определиться с маркой машины, ее грузоподъемностью и вместимостью.

Также обстоит дело и при выборе напора насоса.

Чтобы понять, какой нужен напор, необходимо посчитать каким гидравлическим сопротивлением обладает сама система отопления, и какое препятствие она будет создавать движению воды.

Для этого расчета используют формулу:

ΔP = 1,3 * Σ [R * L] + ΣZ , где

ΔP - потеря давления в системе, Па (измеряется в Паскалях);

Как мы уже говорили, напор насоса измеряется в метрах, а систему считаем в Паскалях. Как соизмерить эти единицы, поговорим чуть дальше.

R - потери давления в трубах, Па/м;

L - длина труб в метрах всего контура отопления (подача и обратка), по которому циркулирует теплоноситель. Расчет ведется по самому длинному и нагруженному контуру (если контуров несколько). Также следует учитывать изменение диаметра трубопровода на разных участках. Поэтому длина конкретного участка считается отдельно.

Z - потери в других элементах системы, Па;

Σ - сумма (символ не несет конкретной цифры, а обозначает сумму тех чисел или параметров, который следуют за ним).

Применение формулы на практике.

По нанесенной на план схеме отопления, где уже проставлена тепловая нагрузка на каждый участок системы (нагрузку считаем, используя методику, приведенную в предыдущей статье), находим самое длинное циркуляционное кольцо. Если диаметр трубопровода на протяжении всего кольца не меняется, то просто записываем его длину. Если кольцо имеет трубы разного диаметра, то считаем общую длину труб каждого диаметра, включая подачу и обратку.

Дальше можно воспользоваться одним из двух способов определения сопротивления системы:

сопротивление, заложенное в проекте (от 100 до 150 Па/м);
сопротивление, создаваемое величиной расхода в зависимости от выбранной скорости движения теплоносителя - оптимальной считается скорость равная 0,3 - 0,7 м/c (по принципу: чем больше расход теплоносителя протекает через одно и то же сечение трубы, тем больше сопротивление движению теплоносителя оказывают внутренние стенки трубы и других элементов системы).

Первый способ - самый легкий для расчета. Сопротивление участков трубы закладывается на стадии проекта по показателям, выверенным на практике и прошедших апробацию в течение продолжительного времени.

Что это за показатели?

Это закладываемое сопротивление участка трубы вне зависимости от ее внутреннего диаметра, равное 100 - 150 Па/м.

Как это делается?

Практикой установлено, что гидравлическое сопротивление трубопровода, равное 100 - 150 Па/м, является наиболее приемлемым с точки зрения оптимизации по: стоимости материала, трудозатратам, выполнению требований СНиП, а также будущим энергозатратам, связанным с работой циркуляционного насоса и других устройств.

Поэтому, заложив, к примеру, сопротивление, равное 100 Па/м, проектировщик приступает к расчету расхода теплоносителя на магистралях, ветках, стояках и т.д., по которым тепло движется в отапливаемые помещения.

Рассчитав тепловые нагрузки и пользуясь заложенными в проект сопротивлением (100 Па/м), проектировщик увеличивает или уменьшает внутренний диаметр трубопровода.

А чем пользуется проектировщик, чтобы понять: когда сопротивление трубопровода при расчетной величине лежит в пределах заложенного сопротивления, а когда выходит за этот предел?

Хотя для этого есть специальные формулы, в большинстве случаев пользуются готовым таблицами, взятыми у производителя трубопровода или из приложений справочников. Пример такой таблицы вы можете посмотреть ниже (для увеличения картинки кликните левой кнопкой мышки по изображению).

Итак, чем же прост этот способ расчета сопротивления отопительной системы дома?

Тем, что измерив длину труб самого протяженного циркуляционного кольца (включая подачу и обратку), вы умножаете ее на 100 Па/м и получаете гидравлическое сопротивление основного циркуляционного кольца.

Затем полученную цифру увеличиваете на 30% (в большинстве случаев этого достаточно, чтобы учесть потери давления на угольниках, тройниках, не считая их количество и их КМС - коэффициент местного сопротивления).

Далее к полученной цифре вы прибавляете потери давления на фильтре грубой очистки в чистом состоянии (данные берутся в каталоге конкретного производителя), потери давления в котле и потери давления на запорной и регулировочной арматуре. Все перечисленные данные берутся из паспортов или каталогов конкретного производителя.

Выполнив все действия, вы рассчитали потери давления в основном циркуляционном кольце системы отопления.

"Очень долго и сложно", - скажете вы.

Нет! На самом деле, на практике все происходит гораздо быстрее. И пример, рассмотренный ниже, доказательство этому.

Давайте посчитаем потери давления в системе отопления жилого дома, для которого мы рассчитывали расход теплоносителя.

Напомним, площадь дома равна 490 м 2 .

Предположим, что дом четырехуровневый с цокольным этажом, где находится котел и насос. В результате замера, учитывая выбранную схему системы отопления, длина всех труб самого длинного циркуляционного кольца (включая подачу и обратку) у вас получилась 90 м.

В проекте вы решили заложить потери давления в трубопроводе, равные 150 Па/м. В системе у вас заложен фильтр грубой очистки с потерями давления 5000 Па (из каталога производителя). Также установлен котел, потери давления в котором составляют 1770 Па. И не забудем добавить 30% потерь давления от потерь трубопровода на повороты, сужения и ответвления.

Подставляем полученные значения в формулу и получаем:

1,3 * (90 * 150) + 1770 + 5000 = 24320 Па.

Таковы потери давления в нашей системе.

Чтобы подобрать насос, переведем Паскали в метры.

1 м = 9807 Па (или приблизительно в 1 м - 10000 Па).

В нашем случае мы получили потерю давления в системе отопления, равную

24320 / 9807 = 2,48 м.

А теперь будем подбирать насос, но сначала поговорим о таких понятиях как:

Важное предназначение насосов для отопления частного дома, их характеристики и особенности

Циркуляционный насос — устройство, предназначенное для принуждения воды к движению по системе отопления. Его используют в контурах, где невозможно создать естественную циркуляцию. Установка не ограничена какими-либо другими ситуациями.

Общие параметры насосов для систем отопления в частном доме

Каждое устройство обладает характерными значениями:

Расход — количество воды, которое пропускается в обвязке за час. Единица измерения имеет вид 1/(м 3 *с).
Напор — максимальный показатель сопротивления жидкости, оказываемое на все элементы контура. Наравне с напором важны его потери из-за гидравлического сопротивления, а также давление.
Скорость — параметр, определяющий взаимоотношение расхода с напором, в зависимости от режима работы насоса.

Размеры: отличия по габаритам

Приборы также могут иметь одинаковые рабочие характеристики, но различаться по габаритам:

Длина определяет место установки. Устройства длиной 130 мм размещают в ограниченных пространствах, а 180 — в остальных.
Диаметр подбирают под размер труб, используемых в системе. Допускается незначительное увеличение сечения, но категорические запрещено уменьшение.

Технические характеристики циркуляционных приборов с мокрым ротором

Выделяют следующие особенности этого вида устройств: защита элементов от механического трения, герметичность, долгая работа одной заправки ресурса, низкий уровень шума, лёгкий ремонт. Компоненты не смазывают в течение эксплуатации благодаря воде, находящейся внутри.

Коэффициент полезного действия обычно составляет 50%, но встречаются модели с КПД в диапазоне 45–60%.

Фото 1. Циркуляционный насос Wilo Star RSG с мокрым ротором, устанавливается в помещениях только в горизонтальном виде.

В отличие от сухих роторов, мокрые всегда ставят горизонтально, что может вызвать неудобства в некоторых помещениях. Конструкцию выполняют по модульному типу, который облегчает настройку и ремонт.

Расчёт мощности

Перед началом вычислений учитывают следующие факторы:

Температура окружающего воздуха оказывает влияние на количество тепла, выделяемое генератором. Остывшее устройство перед оказанием положительного эффекта должно прогреться. Негативным также является избыток температуры, приводящий к превышению допустимой нагрузки.
Диаметр труб в системе весьма важен: небольшие будут пропускать недостаточное для помещения количество воды, а слишком широкие не позволят котлу полноценно прогревать жидкость.

Фото 2. Три полипропиленовые трубы с разным диаметром, для системы отопления это имеет большое значение.

Вязкость рабочего вещества прямо пропорционально влияет на мощность насоса.
Устройство иногда монтируют в качестве поддерживающего элемента для системы с естественной циркуляцией или для подпитки контура. В подобных случаях достаточно установить прибор с меньшей мощностью.

С учётом факторов определяют эффективность насоса из следующих вариантов:

Для частных домов — 100 Вт/м 2 .
Для многоквартирных — 70.
Для производственных зданий или хорошо утеплённых жилых — от 30 до 50.
В северных регионах значения увеличивают на 75, 30 и 20 соответственно.

Расчёт также выполняют по формуле N = Q * F * V * M, где:

Q — расход жидкости в секунду.
F — кинематическая вязкость вещества, которым заполнена система.
V — объём контура.
M — масса теплоносителя.

Q указана в техническом паспорте устройства. Значение F зависит от используемой жидкости. Вязкость наиболее распространённых веществ легко найти в соответствующей таблице. Объём и масса рабочего вещества определяются вручную.

Справка! Массу считать необязательно. Достаточно заменить её на произведение объёма системы на плотность жидкости. Последняя величина задана таблично.

Вам также будет интересно:

Расчёт давления

Напор водяного столба измеряют в технических атмосферах.

Усреднённый показатель указан в паспорте устройства или непосредственно на нём. Необходимое давление зависит от трёх факторов:

Циркуляционный насос должен работать при небольших гидравлических потерях.
По скорости подачи воды определяют напор.
В многоквартирных домах сопротивление системы принимают за 0,3 атм, в частных рассчитывают отдельно.

Важно! Высота строения не оказывает влияние на напор, но важна для расчёта давления.

Для расчёта необходимо знать мощность насоса, а также определить указанные факторы. Формула давления P = (N * H) / (ΔH * S * L), где:

N — мощность циркуляционного насоса.
H — напор жидкости в устройстве.
ΔH — гидравлические потери напора.
L — высота строения.
S — площадь сечения труб в системе.

Мощность определяют по формуле выше. Высота и сечение контура определяются при составлении схемы обвязки.

Напор представляет собой величину H = P / (g * ρ) + V 2 / (2 * g), где первое произведение — пьезометрическая высота, а второе — скоростной напор.

В большинстве случаев эта величина указана в паспорте устройства. Для расчёта рекомендуется пригласить специалиста.

ΔH — гидравлические потери, которые представляют собой изменения пьезометрической высоты. Это значение также указывают в документации насоса.

Важно! Напор и давление сильно взаимосвязаны. Значение одной характеристики получают из второй, что работает в обе стороны.

Скорость

Большинство современных насосов поддерживают функцию смены текущей скорости работы. Предусматривают три режима, определяющих обогрев помещения, но иногда встречаются более универсальные приборы.

К классическим возможностям относят:

Стандартный режим, при котором комната отапливается со средней скоростью.
Скоростной для быстрого прогрева остывшего строения.
Замедленный, поддерживающий температуру в отсутствие жителей.

Устройства с большим разнообразием скоростей редко находят применение в жилых домах, но пользуются спросом в производственных зданиях. Это связано с высокой точностью их настройки. Для изменения функционирования используют рычаг с 3 и более ступенями.

Последний устанавливают в доступном месте. Но также встречаются насосы с автоматическим контролем климата: сверив показания счётчика с заданными при настройке, он самостоятельно изменяет подачу жидкости по контуру. Для работы требуется установка датчиков на улице и внутри помещения.

Полезное видео

Из вижео можно узнать, как лучше применять насос в доме, о методах расчета давления и мощности.

При выборе циркуляционного насоса необходимо учитывать четыре фактора. Мощность определяет количество воды, поставляемое в контур за единицу времени. Давление указывает на максимально разрешённую нагрузку в системе. Скорость работы характеризует величину обогрева помещения. Физические размеры уточняют место установки прибора. Правильно подобранный насос имеет низкий шанс поломки или прорыва.

Не греют трубы, а вода из крана едва бежит? Исправит ситуацию насос для поднятия давления в системе отопления

Вы просматриваете раздел Насос, расположенный в большом разделе Компоненты системы.

Невысокая температура в системе отопления зимой может быть связана не только с засорением труб, завоздушиванием или с малым нагревом теплоносителя.

Нередко причина медленной циркуляции воды в сети – это низкое давление в системе. Устранить этот недостаток можно с помощью повысительного насоса.

Конструкция насоса для поднятия давления

Насосы, предназначенные для повышения давления в системе отопления, имеют единую конструкцию, которая включает в себя:

Электрическая часть агрегата надежно изолирована от воды. Корпус и детали помпы изготавливаются из высокопрочных материалов, не подверженных ржавчине:

Рабочий орган помпы — крыльчатка, она представляет собой диск с изогнутыми лопастями. Крыльчатка бывает двух типов:

открытого — лопасти закреплены на одном диске;
закрытого — лопасти заключены между двух дисков.

Устройство закрепляется на трубопроводе при помощи патрубков.

Принцип работы

Работа насоса основана на преобразовании энергии вращающегося вала с крыльчаткой в движение перекачиваемой жидкости. Если корпус помпы заполнен водой, то при подаче напряжения на электродвигатель тот приводит во вращение ротор с закрепленной на нем крыльчаткой.

Лопасти крыльчатки задают воде радиальное движение от центра. В результате в центральной части помпы создается область разрежения, а на периферии — область повышенного давления. Вследствие этого вода будет поступать под повышенным давлением в напорный патрубок.

Типы повысительных насосов

Повысительные насосы в зависимости от их характеристик разделяются на несколько групп:

по типу управления;
по допустимой температуре воды в трубах;
по способу охлаждения;
по способу установки.

Фото 1. Автоматический насос для повышения давления модели UPA 15-90, с мокрым ротором, производитель - «Grundfos».

Тип управления

По типу управления повысительные насосы разделяются:

Автоматические аппараты устанавливаются в сетях с нестабильным напором. Устройства оснащены датчиками, которые автоматически включают электродвигатель при снижении давления в сети.

При ручном управлении аппарат включается и выключается принудительно. При этом необходимо следить за наличием воды в системе и температурой электродвигателя, чтобы избежать его перегрева.

Допустимая температура воды в трубах

Повысительные насосы для системы отопления должны работать при температуре до +90 °C. Большое количество моделей, представленных на рынке, выдерживают температуру лишь до +60 °C. Такой аппарат, установленный в трубе отопления, быстро выйдет из строя.

Справка! При покупке повысительного насоса обращайте внимание на диапазон его рабочих температур.

Способ охлаждения

В моделях первого типа перекачиваемая жидкость с ротором электродвигателя напрямую не контактирует.

Крыльчатка и электрическая часть двигателя разделены двумя уплотнительными кольцами, которые автоматически поджимаются с одной стороны пружиной, с другой — давлением воды.

В результате образуется герметичное соединение, не позволяющее воде попасть в электродвигатель. Охлаждение электродвигателя обеспечивается алюминиевым оребрением в небольших моделях или дополнительным вентилятором в крупных.

Внимание! Коэффициент полезного действия приборов первого типа достигает 80%, но работа охлаждающих вентиляторов сопровождается шумом.

В моделях второго типа ротор электродвигателя напрямую контактирует с перекачиваемой жидкостью. Корпус электродвигателя со статором герметичен, а ротор с закрепленной на нем крыльчаткой находится непосредственно в перекачиваемой среде. Вода в данном случае играет роль смазки и охладителя.

Важно! Модели второго типа работают практически бесшумно, но их КПД — 50—55%.

Вам также будет интересно:

Установка

На трубопровод насосы устанавливают:

Установка в систему отопления

При установке нужно учитывать следующие вещи.

Выбор места и разметка

Эффективность работы насоса зависит от правильности его подключения. Если установить аппарат на общую магистраль, то давление повысится на всех ветках сети отопления.

На отдельных участках давление повысится незначительно, потому что общий объем труб создает слишком большое сопротивление.

Для значительного увеличения давления потребуется агрегат большей мощности, что отрицательно скажется на энергопотреблении и бесшумности.

Внимание! Эффективность работы повысительного насоса, установленного в общую магистраль, невелика.

Более предпочтительный вариант — установка агрегата непосредственно перед тем элементом, которому требуется поддержка давления:

перед котлом отопления;
перед системой теплого пола;
перед удаленной веткой системы отопления.

В других местах сети давление не изменяется. Даже установка нескольких отдельных агрегатов может оказаться более выгодной, чем монтаж одного мощного прибора.

Справка! Насос устанавливается в месте, позволяющем обслуживать устройство и, при необходимости, менять его.

В выбранном месте трубы размечается участок, в который будет выполнена врезка. Его длина определяется размерами аппарата с учетом переходных штуцеров и запорных кранов. Запорная аппаратура необходима для того, чтобы в дальнейшем имелась возможность легкой замены насоса при выходе его из строя. Запорные краны ставятся по обеим сторонам патрубков, образуя напорный узел.

Рис.1 Циркуляционные насосы для частного дома в работе

Содержание

Для чего нужен циркуляционный насос

Открытые отопительные системы, в которых теплоноситель циркулирует по кругу, работают по следующей схеме: охлажденная вода поступает в котел, и после нагрева за счет теплового расширения поднимается вверх по трубам отопления, нагревая батареи отопления. Далее, по замкнутому контуру она опускается вниз и по горизонтальному трубопроводу с небольшим уклоном снова попадает на нагревательные ТЭНы котла.

Многие типы циркулярников имеют 2 или 3 (реже 4) скорости, позволяющие повышать нагревательные свойства радиаторов за счет увеличения скорости движения теплоносителя.

Рис.2 Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Устройство циркулярного насоса

В циркулярниках тепловой носитель поступает в рабочую камеру через центральное отверстие, а затем выталкивается лопатками центробежного колеса сквозь расположенный в боковой части его корпуса выходной патрубок. Таким образом, по принципу действия циркуляционные устройства можно отнести к центробежным видам, имеющим коэффициент полезного действия не более 80% и чувствительным к твердым примесям в воде.

Рис. 3 Вариант установки насоса в однотрубный контур с теплыми полами

Какие бывают циркуляционные насосы

Насосы в магистрали отопления предназначены для перемещения теплоносителя, их задачей не является повышение давления (для этого устанавливаются повысительные помпы), оно создается лишь для преодоления гидравлического сопротивления.

Объем подачи зависит от скорости перемещения жидкости, и соответственно быстроты вращения рабочего колеса на валу электродвигателя.

Циркулярники относятся к In-Line видам, у которых входной и выходной патрубки расположены на одной линии, а условный проход имеет одинаковое сечение по всей длине.

При эксплуатации оборудования следует учитывать, что изменение мощности потребления P1\P2 пропорционально квадрату изменения напора H1\H2 и кубической степени изменения частоты вращения N1\N2 вала двигателя.

При увеличении частоты вращения вдвое, напор возрастает в 4 раза, а потребляемая мощность увеличивается в 8 раз, такая же пропорция соблюдается и при снижении оборотов.

Рис.4 Отечественные циркуляционные электронасосы для водоснабжения и отопления

Следует учитывать, что тихоходные типы имеют более сложную конструкцию и высокую цену, что в полной степени компенсируется экономией электроэнергии, потребляемой электроприводом, при выборе данной модификации. Если устанавливается агрегат с бесступенчатым регулированием частоты вращения вала электродвигателя в зависимости от температуры проводящего тела, то экономия электроэнергии станет еще больше.

Оптимальный КПД электронасосов получают при расположении его рабочей точки в средней трети части характеристик, для каждой марки производитель указывает оптимальный параметр.

С сухим ротором

В образцах с сухим ротором в поток теплоносителя погружено только рабочее колесо на валу электродвигателя, вращающееся на подшипниках, которые отделены от ротора и статора мотора скользящими торцевыми уплотнениями. Высокая степень герметизации создается за счет использования двух плотно подогнанных подпружиненных колец из керамики и высокопрочного графита, одно из которых вращается на валу, а другое статически закреплено в корпусе.

При вращении между поверхностями уплотнительных шайб образуется тонкая водная пленка, играющая роль смазки и выполняющая охлаждающие функции. Устройства оснащаются электродвигателями с воздушным охлаждением, мощные образцы имеют крыльчатку для подачи воздуха на мотор.

Обычно мощностной показатель, который необходим для бытового агрегата, редко превышает 1500 Вт, при этом максимальный потолок КПД оборудования с сухим ротором составляет 65%.

Циркуляционные насосы с сухим ротором предназначены для подачи жидкости с большим напором, чаще они используются в системах горячего водоснабжения (ГВС).

С мокрым ротором

Относительно небольшое количество теплопроводящей жидкости повышает скорость реагирования на изменение настроек и облегчает регулировку.

Современные устройства конструктивно построены по модульному принципу, облегчающему их ремонт и эксплуатацию, модели имеют в корпусе винтовую пробку для удаления воздуха при настройке системы.

Импортные модели электронасосов и их параметры рассчитаны на работу от сети однофазного тока переменным напряжением 230 В или от трехфазной сети напряжением 400 В.

Следует отметить, что при наивысшей мощности электронасоса для частного дома около 1000 Вт КПД видов с сухим и мокрым ротором отличается менее, чем в полтора раза.

Данный фактор не оказывает сильного влияния на подбор насоса для системы отопления в силу существенных преимуществ моделей с мокрым ротором (бесшумность, высокая пропускная способность, малое сечение трубопровода) перед сухороторными агрегатами.

Технические параметры

Решая, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, рассматривают его физические и технические характеристики, основные из которых:

По этой причине (открытый ротор с жидкостным охлаждением рассчитан на чистый теплоноситель) электронасосы с мокрым ротором не используют в магистралях горячего водоснабжения индивидуальных домов, где забор осуществляется из скважин или колодцев.

Рис.7 Пример условного обозначения электронасосов Grundfos

Маркировка

Насосное оборудование от разного производителя имеет свою маркировку, чаще всего на корпусе указывается напор (номинальное или максимальное значение) объем подачи (в метрах кубических в час или литрах в минуту, также номинальный или максимальный показатели) и условный диаметр проходного канала в миллиметрах.

В моделях Grundfos указывается материал изготовления корпуса, вид соединения и монтажная длина, в модельном ряду Wilo основными показателями являются внутренний диаметр условного прохода и максимальный напор.

Делая выбор циркуляционного насоса для системы отопления частного дома, практически всегда отдают предпочтение моделям с мокрым ротором, специально предназначенным для работы в любых бытовых магистралях различной протяженности и объемов подачи.

Данные устройства по сравнению с другими видами обладают следующими преимуществами:

низким уровнем шума,
небольшими габаритными размерами,
ручной и автоматической регулировкой числа оборотов вала в минуту,
напорными и объемными показателями,
подходящими для всех отопительных систем индивидуальных домов.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления по количеству скоростей

Для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов лучше брать модели со ступенчатой (от 2-х до 4-х скоростей) или автоматической регулировкой частоты вращения электродвигателя.

Если используется автоматика для управления частотой, то экономия электроэнергии по сравнению со стандартными моделями достигает 50%, что составляет около 8% от электропотребления всего дома.

Рис. 8 Отличие подделки (справа) от оригинала (слева)

На что еще обратить внимание

При покупке популярных моделей Grundfos и Wilo велика вероятность подделки, поэтому следует знать некоторые отличия оригиналов от китайских аналогов. Например, немецкие Wilo можно отличить от китайской подделки по следующим признакам:

Оригинальный образец чуть больше по габаритным размерам, на его верхней крышке выбит серийный номер.
Рельефная стрелка направления движения жидкости в оригинале помещена на входном патрубке.
Клапан развоздушивания у подделки желтого цвета под латунь (такой же цвет и в аналогах под Grundfos)
Китайский аналог имеет с обратной стороны яркую блестящую наклейку с указанием классов по энергосбережению.

Рис. 9 Критерии подбора циркуляционного насоса для отопления

Определяя параметры циркуляционных насосов для систем отопления, учитывают их следующие основные показатели:

Напор. При перемещении теплопроводящей жидкости по магистрали она преодолевает гидравлическое сопротивление труб, радиаторов отопления, сантехнической арматуры. Создаваемое насосом давление позволяет теплоносителю двигаться по трубам, преодолевая это сопротивление, параметр измеряется в метрах водяного столба и показывает, на какую высоту по вертикали может быть поднята рабочая жидкость.
Объем подачи. Данный показатель указывает на количество теплоносителя, который подается на отопительные радиаторы в единицу времени, параметр напрямую связан со скоростью вращения рабочего колеса.

Все остальные характеристики насосного оборудования (мощность, частота вращения вала электродвигателя) являются производными от основных параметров. Выбирают мощность и частоту по наилучшим показателям из модельного ряда агрегатов от разных производителей после вычисления необходимого напора и объема подачи.

Рис. 10 Расчет тепловой мощности дома

Для чего необходимо выполнять расчет

Также многие циркулярники имеют несколько скоростей регулировки частоты вращения – если вычисления верны, выбирают модель с оптимальной скоростью с таким расчетом, чтобы переключение на другие обороты позволяло комфортно использовать обогрев или экономить энергоресурсы без ухудшения условий проживания.

Расчет производительности насоса

Объем подачи электронасоса вычисляется по нескольким формулам, одна из которых:

Еще одна формула, позволяющая сделать подбор циркуляционного насоса для системы отопления, выглядит следующим образом:

где: С – теплоемкость (для воды составляет 4,2 кДж./кг.*С), остальные символы аналогичны приведенным в предшествующей формуле.

Понятно, что общая тепловая мощность потребляемой всем домом энергии, которая необходима для подсчетов, складывается из суммирования площадей всех помещений, в которых установлены отопительные радиаторы.

Рис.11 Расчет насоса для системы отопления по мощности котла отопления на примере Wilo

Мощность системы отопления и требуемый напор

Напор является второй важной характеристикой насоса, он должен быть больше сопротивления магистрали, для определения его значения вычисляется гидравлическое сопротивление движению воды, формула имеет следующий вид:

H = (F х R × L)/(p × g) или (F х R × L)/10000 (м.)

Пример расчета напора в линии, общей длиной 100 метров с металлопластиковыми трубами малого диаметра (гидравлическое сопротивление 150 Па./м.) при наличии фасонных деталей и сантехнической арматуры из термостатических клапанов и смесителя (коэффициент 2,6):

H = 150 х 100 х 2,6/10000 = 3,9 м.

Рис. 12 Программа для расчета гидравлических сопротивлений

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

Как отмечалось выше, сопротивление, которое препятствует движению воды, при расчетах составляет от 50 до 150 Па./м, для более точного вычисления потерь можно воспользоваться компьютерной программой для определения значения гидравлического сопротивления давлению в трубе одной ветки.

Возможно, производя подбор циркуляционного насоса для системы отопления, будет также интересно узнать про: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

Количество скоростей насоса

Известные производители насосного оборудования для отопления оснащают свои агрегаты переключателями частоты вращения вала, в некоторых моделях скорость работы устройства регулируется автоматически. При эксплуатации это создает дополнительные удобства: так как нагревание жидкости происходит довольно долго, для быстрого прогрева помещений можно выставить максимальную скорость работы электронасоса или сэкономить электроэнергию, установив минимальные обороты электродвигателя, когда помещение прогрето.

Рис.13 Подбор электронасоса по напорным характеристикам

Производители и цены

Рис. 14. Подбор циркуляционного насоса для системы отопления из популярных марок Grundfos, Wilo, DAB

Наличие 3-х скоростей вращения у однофазных моделей и встроенная защита от перегрузки.
Рабочая температура теплоносителя от -10 до +110 С.
Для бытового использования наиболее подходит линейка VA, максимальная производительность который составляет 3,5 м.куб.\ ч. и максимальный напор 6,5 м. (у серии A соответствующие максимальные показатели 16 м.куб.\ч. и 11 м.).

Рис. 15 Параметры DAB

Особенности монтажа

Правильно выбрать циркуляционный насос для отопления – ответственная задача, решение которой лучше доверить специалистам. От выбранного агрегата зависит комфортность и эффективность работы системы отопления (оптимальный КПД устройства), расход электроэнергии, экономия которой при правильном решении может достигать 80%.

Какое давление создает циркуляционный насос? Как подобрать насос по давлению?

Две основных рабочих характеристики насосов - расход и давление (напор). Давление, создаваемое насосом, показывает его способность преодолеть разность высот между всасывающим и изливным патрубками, сопротивление на трение в трубах, фитингах и запорной арматуре. В закрытой системе отопления для подачи теплоносителя от котла до теплоизлучающих приборов устанавливают циркуляционные насосы. Поскольку кольцо является замкнутым, насосу нужно только преодолеть сопротивление в трубопроводах и фитингах.

Давление (напор) циркуляционного насоса

Показатель давления (напора) - ключевой параметр насосного агрегата. Производители обычно указывают его максимальный показатель в маркировке модели в метрах (WILO, HALM) или в дециметрах (GRUNDFOS, DAB). Например по указаниям производителей, циркуляционный насос Wilo Star-RS 25/6 имеет номинальную высоту подачи при нулевом расходе 6 метров, GRUNDFOS UPS 25-60 имеет максимальный гидростатический напор 60 дм.

Для указания давления, создаваемого насосом, используются следующие единицы измерения: Бар, Мегапаскаль, Атмосфера. Если пренебречь небольшой погрешностью в 2% при переводе из одной единицы в другую то 1 Бар = 1 Атмосфера = 0,1 МПа = 10 м.в.ст.

Иногда давление путают с напором. Большой ошибки в этом нет, эти параметры коррелируются между собой. С термином “напор” чаще связывают способность поднять жидкость на определенную высоту, тогда как с термином “давление” - способность преодолеть сопротивление труб и арматуры. Однако при подъеме воды (например, в многоэтажном доме) насосу нужно преодолеть силу тяжести, трение в трубопроводе и еще выдать несколько атмосфер на излив.

Как подобрать циркуляционный насос отопления по давлению?

В замкнутой системе отопления циркуляционному насосу нужно только преодолеть суммарное сопротивление на трение в трубопроводах и арматуре. Точный расчет осуществляется с помощью специальных программ в которые уже заведены гидравлические характеристики каждого компонента системы. Такие расчеты выполняют специалисты теплотехники.

Упрощенный расчет циркуляционного насоса по давлению

Для расчета можно воспользоваться формулой

P = R x L x ZF, где

P - требуемое давление (напор);
R - сопротивление труб;
L - общая длина контура;
ZF - повышающий коэффициент.

Показатель R в среднем составляет 0,1-0,15 метра на 10 метров трубы. При двухтрубной системе отопления для показателя L учитываются обе линии (подача и обратка), то есть вся длина кольца. ZF - коэффициент, учитывающий влияние фитингов и арматуры. Для систем с шаровыми кранами принимают 1,3, для систем с регулирующими кранами - 1,7.

Полученную величину нужно увеличить на 10-15%, чтобы предотвратить работу агрегата на максимальной мощности.

Циркуляционный насос подбирается на основании полученных показателей давления (напора) и расхода по графику кривой рабочих характеристик. Выбирается насос у которого рассчитанная рабочая точка будет находиться ближе к центру кривой (к номинальной рабочей точке).

Читайте также: