Расчет циркуляционного насоса для системы отопления – примеры вычислений. Мощность циркуляционного насоса для отопления частного дома

26.10.2018 0 Автор admin

Для чего необходимы расчеты насоса системы отопления

Большинство 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.

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

  1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
  2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
  3. Высокая надежность при работе.
  4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

  • с сухим ротором;
  • с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

Нужно отметить, что критерии выбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления обязательно включает в себя его расчет по нескольким критериям.

Типы аппаратов

На рынке существует достаточно большой выбор циркуляционных помп. Как выбрать насос для отопления? Самые распространенные циркуляционные насосы – устройства с мокрым и сухим ротором.

2.1 Механизм с мокрым ротором

В устройстве с мокрым ротором рабочее колесо и ротор находятся в теплоносителе. Это способствует охлаждению мотора помпы, и аппарат защищен таким образом от перегрева. Эти детали изготовлены из материалов, не поддающихся коррозии.

Характеристики некоторых моделей циркуляционных насосов

Характеристики некоторых моделей циркуляционных насосов

Недостаток устройств такого типа в том, что у них низкий КПД. Достоинства этого вида:

  • низкий уровень шума;
  • доступность;
  • не нуждается в регулярном техобслуживании.

Аппараты с мокрым ротором используются в отоплении в небольших домах. Небольшая мощность насоса позволяет выбрать циркуляционный насос для отопления данного типа в случаях, когда объем жидкости в системе невелик.

2.2 Аппарат с сухим ротором

Крыльчатка в устройстве этого вида расположена в теплоносителе, а ротор защищен от жидкости герметичными прокладками.

Подбор насоса для системы отопления данного вида покажет преимущество в высокой мощности насоса. Благодаря этому его используют в помещениях с большой площадью. Аппарат имеет довольно высокий КПД.

Однако помпа с сухим ротором также имеет недостатки:

  • вибрация и уровень шума достаточно высоки;
  • в результате быстрого использования смазки нуждается в регулярном сервисном обслуживании.

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.

Грамотно выполнить гидравлический расчет поможет дополнительная информация, с которой предстоит ознакомиться. Или можно воспользоваться советами компетентного специалиста.

На оптимальное для конкретного объекта количество тепла влияет множество факторов:

  • материал, который использовался для возведения и утепления стен;
  • климатические условия;
  • особенности перекрытий и полов;
  • наличие термостатических вентилей;
  • характеристики стеклопакетов, установленных в коттедже.

При выборе насоса для автономного отопления особое внимание следует уделить сфере применения конкретной модели, количеству скоростей и уровню шума. Также не последнюю роль играет производитель и цена оборудования.

Выбор циркуляционного насоса
Выбирая устройство для организации принудительной циркуляции в системе отопления, нужно уделить особое внимание техническим характеристикам, чтобы избежать работы насоса вхолостую или на пределе своих возможностей

Критерий #1 — область применения оборудования

В большинстве случаев специалисты советуют устанавливать насосы отопления, роторы которых целиком погружены в тепловой носитель. Ведь помимо небольшого уровня шума такого рода агрегаты более успешно справляются с высокой нагрузкой.

Как результат, система с «мокрым» оборудованием прослужит дольше, будет легче поддаваться ремонту и не потребует к себе чрезмерного внимания.

Отдавайте предпочтение моделям, для изготовления которых используется прочная сталь и подшипники, а вал выполнен из керамики. Их преимущество заключается в сроке службы, который составляет не менее двух десятков лет.

Чугунный насос отопления
Следует отказаться от покупки чугунного циркуляционного насоса. Ведь такое устройство быстро придет в негодность и потребует замены

Если выбор пал на насос отопления «мокрого» вида, то нужно учитывать, что его не стоит устанавливать в систему обогрева коттеджа открытого типа. Ведь в этом случае нагретая вода, которая смазывает механизм, содержит в своем составе разнообразные примеси.

Например, микрочастицы песка могут засорить зазор между ротором и статором, что приведет к скорой поломке насоса.

Что касается открытых систем, то в них такого рода оборудование может функционировать годами. При этом оно не будет нуждаться в каком-либо специализированном обслуживании.

Критерий #2 — расчет оптимальной мощности

Производительность насоса, предназначенного для работы в системе отопления, можно вычислить самостоятельно. Для этого понадобится общая длина трубопровода, по которому оборудованию предстоит перекачивать теплоноситель.

На каждые 10 метров длины берем 0,6 метра напора устройства. Так, для небольшого дома с длиной отопительного контура в 70 метров понадобится насос напором в 4,2 метра.

Можно пойти другим путем и посчитать этот показатель по формуле:

Q = 0,86*R/TF-TR,

Где:

  • R — потребность помещения в тепле;
  • TF и TR показывают температуру теплоносителя при подаче в систему и на ее выходе соответственно. При этом используются значения в градусах Цельсия.

В европейских странах в качестве параметра R преимущественно используются два значения: 100 Вт/м2 — для дома, где расположено одна или две квартиры, и 70 Вт/м2 — для многоквартирных построек.

Приведенный выше метод — это только один из множества способов вычисления оптимальной мощности циркуляционного насоса. Выполнить максимально точные расчеты сможет только квалифицированный специалист.

Таблица тепловой мощности
Когда нужно сделать расчеты с минимальной погрешностью, рекомендуется использовать специальные таблицы. В них приводятся значения, оптимальные для тех или иных домов и квартир

Критерий #3 — количество скоростей и шумность насоса

Основная особенность современных моделей насосов — это возможность их настройки. Регулировать мощность можно путем переключения скорости работы агрегата.

На сегодняшний день больше всего распространены модели с тремя скоростями. Это позволяет при резком похолодании максимально быстро обогреть жилые помещения, а в случае потепления уменьшить производительность прибора, сэкономив при этом электроэнергию.

Если нужно купить оборудование, издающее минимально возможный шум, то лучшим выбором будет насос «мокрого» типа.

В случае установки агрегата с «сухим» ротором при его работе будет слышен посторонний звук, появляющийся в результате вращения вентилятора, охлаждающего электрический двигатель. Поэтому такое устройство лучше устанавливать в отдельной комнате, а для жилой выбрать что-то менее громкое.

Шум насоса отопления
Низкий уровень шумности «мокрых» насосов — главная причина их популярности

Далеко не всегда посторонний шум, появляющийся при запуске, свидетельствует о неисправности. Довольно часто это происходит из-за воздуха, который остался в системе отопления. Для решения этой проблемы рекомендуется перед запуском спустить воздух при помощи специальных клапанов.

Критерий #4 — производитель и цена оборудования

После того как были осуществлены все необходимые расчеты, можно приступать к просмотру каталога с циркуляционными насосами. Лучше делать заказ на тех веб-ресурсах, где есть продуманная система фильтрации продукции. Это позволит быстро найти модели с оптимальными характеристиками.

На нынешнем рынке предлагается богатый выбор насосов для систем отопления. Сотни производителей говорят, что их продукция отличается надежностью, качеством и долговечностью. Но далеко не всегда заявленные характеристики соответствуют реальным. Поэтому лучше заказывать оборудование, изготавливаемое производителями, которые заявили о себе на весь мир.

В список известных и надежных фирм, занимающихся выпуском насосов для систем отопления, следует внести такие бренды:

  • Halm;
  • Wilo;
  • Ebara;
  • DAB;
  • AlfaStar;
  • Pedrolo;
  • Grundfos.

Стоимость агрегатов для организации принудительной перекачки теплоносителя полностью зависит от мощности, вида насоса и бренда. Как правило, цена оборудования варьируется в диапазоне от 60 до 220 долларов. Рекомендуем ознакомиться с десяткой лучших насосов на отопление по мнению пользователей.

Что касается отечественных производителей, то они бытовое оборудование не изготавливают, а предлагают только модели, предназначенные для использования в промышленных целях.

Циркуляционный насос
Чаще всего циркуляционные насосы выпускаются серийно и обладают усредненными параметрами, что создает определенные проблемы при выборе оборудования. В этом случае лучше отдать предпочтение устройству, работающему в нескольких режимах

Подбор насоса по его основным характеристикам

Основными техническими характеристиками любого насоса для отопления являются:

Эти его параметры должны обеспечивать достаточную циркуляцию теплоносителя для эффективной передачи тепловой энергии от котла к радиаторам, поэтому они должны соответствовать как мощности самой системы, так и гидравлическому сопротивлению в ней во время циркуляции теплоносителя. Поэтому, чтобы сделать правильный подбор насоса для системы отопления, необходимо знать обе эти величины.

Точные их расчеты, которые используют специалисты, достаточно громоздки и сложны. Поэтому, при самостоятельном подборе можно использовать упрощенные расчеты, используя приведенные ниже, достаточно простые формулы и рекомендуемые средние показатели, которые позволят подобрать оптимальные характеристики циркуляционного насоса. Тем более, что такие расчеты сможет сделать практически каждый.

Три варианта расчета тепловой мощности

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

Вариант 1. В европейских странах принято учитывать такие показатели:

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

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

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

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


Таблица: как определить нужную тепловую мощность

Как определить мощность системы отопления и требуемую подачу насоса

Необходимая тепловая мощность системы отопления зависит от количества тепла, которое требуется для комфортного обогрева дома и находится в прямой зависимости от его размеров и теплоизоляционных свойств материалов, из которых изготовлены его стены, крыша, потолок, пол, окна, двери. Размеры дома или отапливаемой его части, подсчитать не трудно. Здесь достаточно рулетки и калькулятора.

Подсчитать точно потери тепла через наружные конструкции труднее, так как здесь необходимо учитывать их материал, толщину и конструктивные особенности. Поэтому, для упрощенного расчета можно использовать рекомендуемые средние показатели 1-1,5 кВт тепловой мощности на 10 м2 обогреваемого помещения с высотой потолка до 3 м. Если помещение хорошо утеплено, то можно использовать меньшее значение, а если не утеплено или недостаточно, то лучше использовать большее значение.

Например, для хорошо утепленного дома площадью 120 м2 приблизительно необходимо будет 12 кВт тепловой мощности. Если подбор циркуляционного насоса выполняется для уже имеющейся системы отопления с естественной циркуляцией, то в расчет можно взять мощность установленного котла.

Расчет требуемой производительности насоса

Определившись с тепловой мощностью отопления, можно приступать к расчету подачи (производительности) циркуляционного насоса. Для этого можно использовать две простые формулы. Первая из них: П = Q/(1,16 х ΔT),(кг/ч или л/ч) Где:

  • Q– подсчитанная ранее тепловая мощность отопления (Вт);
  • ΔT – разница между температурой подающей трубы и «обратки», которая для обычных систем, как правило, в пределах 20 о С, а для теплых полов – около 5 о;
  • 1,16 – коэффициент учитывающий удельную теплоемкость воды, Вт ×ч /кг × о С (для других теплоносителей (антифриз, масло) он будет несколько другим и, при необходимости, его можно найти в справочной литературе или в интернете).

Другая формула: П = 3,6 х Q/(c × ΔT), (л/ч) Где: с – теплоемкость теплоносителя (для воды 4,2 кДж/кг×°С) . Используя любую их этих формул можно определить, что, например, для двухтрубной системы тепловой мощностью 12 кВт потребуется насос с такой производительностью (подачей): П = 12000/(1,16×20) = 517 л/ч или 0,5 м3/ч

Расчет требуемого напора для преодоления гидравлического сопротивления

Для того, чтобы осуществить подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме производительности необходимо определить его напор (давление), который он должен создавать, чтобы преодолеть существующее гидравлическое сопротивление. Но сначала необходимо узнать величину этого сопротивления. Для упрощенного ее расчета можно использовать формулу: J = (F+R× L)/p× g (м) Где:

  • L – длина магистрали труб к самому отдаленному радиатору (м);
  • R – удельное гидравлическое сопротивление участка прямой трубы (Па/м);
  • p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м3);
  • F – увеличение сопротивления в соединительной и запорной арматуре (Па);
  • g – 9,8 м/с 2 (ускорение свободного падения).

Точные значения R и F для разных труб, соединительной и запорной арматуры разных видов можно найти в справочной литературе. Для нашего упрощенного расчета можно использовать средние данные этих величин, полученные экспериментальным путем: R — 100-150 Па/м (чем больше диаметр труб и более гладкая их внутренняя поверхностью тем меньше сопротивление); F можно принять в зависимости от вида арматуры:

  • дополнительно до 30% от потерь в прямой трубе – для каждого соединительного фитинга на этом участке;
  • до 20% — для трехходового смесителя или подобных устройств;
  • до 70% — для регулятора.

Можно также использовать для расчета формулу, предложенную специалистами известного производителя насосов Wilo: J = R ×L × k, м Где: k – коэффициент, который учитывает увеличение сопротивления в регулирующей и запорной арматуре:

  • 1,3 – простые системы отопления с минимальным количеством арматуры;
  • 2,2 – при наличии регулирующей арматуры;
  • 2,6 – для сложных систем.

При этом необходимо учитывать, что если циркуляция в системе с двумя или несколькими контурами разводки (ветвями) будет обеспечиваться только одним насосом, то для подбора его напора следует учитывать общее их сопротивление. Если же каждый контур будет обеспечен отдельным насосом, то расчет тепловой мощности и сопротивления каждого из них необходимо выполнять отдельно. Этажность здания, при расчете напора, большой роли не играет. Потому что в замкнутой отопительной системе столб жидкости подающей магистрали уравновешивается столбом «обратки».

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.

Расчёты производительности

Чтобы насос работал эффективно, нужно верно подобрать его характеристики. Если вы не уверены в данных, лучше обратитесь к специалисту перед покупкой. Проще всего узнать производительность по следующей формуле:

  • G – объём необходимого теплоносителя, л/ч
  • Q – общая нагрузка на отопление, Вт. Для облегчения расчётов лучше брать соотношение 1000 Вт на 10 м².
  • Δt – разность между температурой воды на выходе из котла и при возвращении к нему. При расчетах обычно принимается равной 20° C.

К примеру, нужно подобрать насос для загородного дома в 100 м². Для его обогрева потребуется 10000 Вт. В таком случае расчёт будет выглядеть так: G=0,86х10000/20=430 л/ч =0,43 м³/ч

Итого, понадобится насос с производительностью 430 л или же 0,43 м³/ч.

Расчет рабочего давления в контуре

Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

  1. P – величина давления;
  2. R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
  3. L – общая длина
  4. Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
  5. р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
  6. q – значение ускорения свободного падения.

При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:

P = R x L x ZF, где

R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;

L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;

ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:

  • для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
  • при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.

Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.

Важно! Расчетную величину для любого показателя необходимо увеличить на 15 – 20 %, чтобы не эксплуатировать аппарат на максимальных режимах. Это защитит его от перегрузок и преждевременного выхода из строя.

Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Отапливаемая площадь (м 2 ) Производительность (м 3 /час) Марки
80 – 240 От 0,5 до 2,5 25 – 40
100 – 265 Та же 32 – 40
140 – 270 От 0,5 до 2,7 25 – 60
165 – 310 Та же 32 – 60

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Грюндфос, Вило или китайский?

Пожалуй самыми известными в России марками циркуляционных насосов являются немецкие Grundfos и Wilo, а также итальянские аппараты фирмы Dab. Но в последнее время появилось бесчисленное множество насосов китайского производства, которые намного дешевле признанных лидеров. Да, конечно, немецкое качество известно во всем мире, но нужно понимать, что покупая скажем насос фирмы Grundfos, часть денег Вы платите за бренд. С другой стороны циркуляционный насос, изготовленный на европейском оборудовании в Китае, не уступает по качеству его европейским собратьям. Ни для кого не секрет, что часть насосов Wilo производятся в том же Китае.

Но желание производителя как можно сильнее удешевить своё изделие приводит иногда к потере качества, например в самых бюджетных моделях китайских циркуляционных насосов обмотки электродвигателя изготавливаются не из медного, а из алюминиевого провода. Это сокращает срок службы такого аппарата.

Вывод такой: Китайские насосы можно приобретать, но если Вы увидели насос с подозрительно низкой ценой, стоит воздержаться от покупки такого изделия.

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

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

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

Q – расход насоса в м.куб./ч;

N – мощность котла в Вт;

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

t1 – на обратке.

Технические параметры

К числу основных можно отнести 3 показателя:

Эти параметры отражаются в техдокументации на насос, поэтому важно правильно их прочесть и сделать необходимую выкладку.

Классификация

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Фото 1 Линейка циркуляционных насосов

Вся линейка насосов для системы отопления идентична по строению. Основное отличие, которое влияет на производительность и качество работы системы заключается в принципе работы ротора. Так, выделяют 2 основных группы:

Существуют 2 разновидности циркуляционных насосов по типу деятельности ротора – в контакте с теплоносителем (мокрый) и вне его (сухой).

Сухой принцип работы подразумевает, что ротор полностью изолирован от теплоносителя. Такие виды насосов относятся к категории промышленных, более мощных, но и более шумных образцов.

При выборе такого оборудования необходимо предусмотреть отдельное изолированное помещение.

Принципиальное отличие «сухого» ротора от «мокрого» заключается в наличии прижимных керамических колец, защищающих электродвигатель. Кольца изготавливают из нержавеющей стали, а в качестве смазки выступает тончайший слой воды. Плотное прилегание колец друг к другу обеспечивает пружина, которая по мере износа элементов сжимается сильнее, тем самым уплотняя их.

«Мокрая» разновидность ротора предусматривает расположение ротора непосредственно в теплоносителе, а электродвигатель надежно защищен от проникновения влаги специальным герметичным металлическим стаканом.

Это практически бесшумный вид насосов, но с низким КПД, которого, в принципе, достаточно для отопления даже больших домов при условии правильно подобранного оборудования.

В числе основных преимуществ подобного оборудования можно выделить:

  • компактные размеры;
  • абсолютно бесшумную работу;
  • отсутствие необходимости техобслуживания ввиду того, что сам теплоноситель выступает в качестве охлаждающего элемента и одновременно смазки.

Расчет мощности насоса с принудительной циркуляцией

Существует несколько способов рассчитать мощность насоса для конкретной отопительной системы.

Проведение расчетов и составление выкладки по различным параметрам должен осуществлять специалист, который точно определит необходимую мощность и даст рекомендации по типу котла.

Соответствие СНиП

Не секрет, что существуют определенные стандартные параметры определения достаточного количества тепла на определенную площадь. Согласно таких параметров производится установка котлов и насос в многоэтажных домах, на производстве и в общественных зданиях.

Обеспечение теплом жилого дома также должно соответствовать санитарным правилам, исходя из которых можно рассчитать ориентировочную мощность насоса.

Так, в соответствии со СНиП 2.04.07-86 на 1 кв.м. помещения при наружной температуре -25–30 0 С должно выделяться следующее количество тепла.

Параметры объекта (количество этажей)

Для того, чтобы определить необходимое количество, достаточно перемножить общую площадь помещения на соответствующий показатель.

Такая формула расчета обоснована при выборе универсального насоса, автоматическая система управления которого сама проверяет конструктивные особенности и настраивает эксплуатируемые характеристики.

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Фото 2 Таблица тепловой мощности необъодимой для различных помещений

Расчет рабочей мощности по системе отопления

Гораздо более эффективно рассчитывать мощность циркуляционного насоса, исходя из особенностей и мощностей котла. В этом случае следует руководствоваться следующей формулой:

  • N – расчетная мощность насоса;
  • Nк — мощность котельного оборудования;
  • T1-T2 – разница температур в обратном и подающем контурах. Как правило, этот показатель составляет до 15 0 С.

На расчет мощности оказывает также влияние и гидравлическое сопротивление в трубопроводе, в соответствии с которым применяется соответствующие коэффициент (понижающий или увеличивающий исходное значение). Основное сопротивление теплоносителя происходит на непрямых участках трубы или с соединительными элементами.

Так, например, даже на прямом участке трубы гидравлическое сопротивление составляет до 1,5 см/м. Исходя из этого показателя, можно самостоятельно рассчитать сопротивление на протяжении всего трубопровода по следующим показателям:

  • фитинг — 30%
  • запорная арматура, различные краны — 70%
  • трехходовой смеситель — 20%
  • повороты, отводы – 10%

На увеличение сопротивления этажность здания не влияет. Движение теплоносителя по трубам осуществляется по принципу сообщающихся сосудов, где в системе присутствуют 2 столба с равным уровнем жидкости.

Видео 1 Расчет отопления, подобор насоса и диаметров

Рассчитать суммарное сопротивление можно только в том случае, если вся система отопления монтировалась в присутствии заказчика или есть в наличии схема разводки труб. Если такая схема отсутствует либо часть трубопровода скрыта, лучше использовать универсальный тип насоса, исходя из общей площади помещения.

После того, как получены соответствующие выкладки, можно выбирать насос из каталога, представленного всеми производителями оборудования. При этом обратите внимание на то, что все технические параметры циркуляционных насосов всегда указаны из расчета нагрузки отопительной системы на максимуме. Выбирать следует тот агрегат, чья мощность на порядок ниже. В этом случае получится сэкономить не только на приобретении, но и дальнейшем обслуживании и оплате электроэнергии.

Рабочий параметр циркуляционного насоса, равно как и любого другого оборудования, всегда ниже расчетного.

Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным

Выполнив расчеты и определив основные параметры (подачу и напор), приступим к подбору подходящего циркуляционного насоса. Для этого используем графики их технических характеристик (В), которые можно найти в паспорте или инструкции по эксплуатации. Такой график должен иметь две оси со значениями напора (обычно в м) и подачи (производительности) в м3/ч, л/ч или л/с. На этот график наносим полученные при расчете данные, в соответствующей размерности и на их пересечении находим точку (А). Если она находится выше графика характеристики насоса (А3), то эта модель нам не подходит. Если же точка попадет на график (А2) или будет ниже его (А1), то это подходящий вариант. Но необходимо учитывать, что если точка будет находиться значительно ниже графика (А1), то это значит что насос будет иметь излишний запас мощности, что тоже нецелесообразно, так как он будет потреблять больше электроэнергии и стоимость его будет также выше, чем модели, график характеристики которой, будет максимально близким к нашей точке.

Есть модели насосов имеющие не одну, а 2-3 скорости. Графики их характеристик будут иметь не одну, а, соответственно, 2 или 3 линии. В этом случае подбор насоса необходимо делать по графику той скорости, которая будет использоваться или с учетом всех линий, если будут использоваться все скорости.

Производители и цены

Отопление является основной системой частного дома, в отличие от водопровода и канализации, его остановка может нанести существенный финансовый ущерб при поломках в зимнее время и размораживании. Даже если хозяева присутствуют в доме и циркулярник вышел из строя, придется срочно покупать новый прибор, а это не всегда возможно в глухих сельских районах. Также качественное насосное оборудование для отопления повышает комфортность проживания и экономит энергоресурсы — поэтому лучше выбирать модели от известных производителей, избегая описанных выше китайских подделок.

Wilo — известный немецкий производитель, поставляет на рынок широкую линейку бытовых циркулярников серии RS, Stratos, Smart, Top, все модификации имеют следующие особенности:

  • Выпускаются в соответствии с европейской директивой по энергосбережению EnEV для отопительных контуров с тепловой мощностью более 25 кВт, согласно которой допускается только автоматическое регулирование работы насосного оборудования и наличие не менее 3 ступеней регулировки потребляемой электроэнергии.
  • Рассчитаны на европейское напряжение переменного тока в 230/400 В с допустимыми отклонениями 10%.
  • Корпуса в основном сделаны из чугуна.
  • Мощность агрегатов в зависимости от напорных и объемных характеристик лежит в диапазоне от 40 до 200 вт., выбранный ранее электронасос для однодюймовой трубы Wilo — Star RS 256 имеет мощность 99 Вт.
  • Стоимость циркулярных электронасосов Wilo колеблется в пределах от 50 до 100 у.е.

Популярные марки циркулярников

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

Grundfos — всемирно известный датский производитель насосного оборудования, на рынке представлены модели UP, UPS, UPSD, Solar и их более современные аналоги Alpha2, имеющие следующие особенности:

  • Корпуса изготавливают из чугуна, латуни и нержавеющей стали (маркируются литерой N).
  • Модели UPS оснащены 3-мя скоростями вращения вала, в Alpha2 частота регулируется автоматически.
  • Представлен широкий спектр мощных моделей с объемом подачи до 15 м./ куб. и напором до 15 м.
  • Стоимость электронасосов Grundfos составляет 70 — 100 у.е., цена мощных приборов может доходить до 500 у.е.

Если сравнивать мощность агрегатов Wilo и Grundfos, то аналогичный ранее рассмотренному прибору Star RS 256 от Wilo, Grundfos UPS 25-60 180 потребляет в полтора раза меньше электроэнергии — его мощность составляет 60 Вт. К тому же Grundfos имеет максимальный объем подачи в 4,35 м.куб./ч. против 3,5 м.куб./ч. у Wilo.

DAB — известный итальянский производитель, поставляет на рынок бытовые циркулярные насосы серии A и VA, их отличительные особенности:

  • 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.).

Выбор моделей DAB является оптимальным вариантом по соотношению цены и качества, циркулярник DAB VA 35/180 с максимальными производительностью 3 м. куб./ч. и напором 4,3 м. стоит около 60 у.е. — это на 40 у.е. дешевле Grundfos и Wilo.

Параметры насосов DAB

Рис. 15 Параметры DAB

Количество скоростей циркуляционного насоса

насос и расширительный бак
Скорости насоса – это способность прибора менять производительность. Узнать о наличии режимов просто – в описании будет указана не одна мощность, а несколько (обычно три).

Точно также в трёх вариантах указывают и скорость вращения и производительность. Например: 70/50/35 Вт (мощность), 2200/1900/1450 об/мин (скорость вращения), напор 4/3/2 м.

Существуют модели, которые автоматически меняют скорость работы (а значит, и производительность), в зависимости от температуры окружающей среды.

Для смены режима на корпусе насоса имеется специальный переключатель. Ручные модели советуется выставлять на максимальный режим мощности и убавлять его в случае необходимости. В автоматических приборах нужно просто снять регулятор с блокировки.

Наличие скоростных режимов – не только для повышения комфорта. Это оправдано и экономически. До 40% энергии способен сберечь режимный прибор против обычного.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Отапливаемая площадь (м2) Производительность (м3/час) Марки
80 – 240 От 0,5 до 2,5 25 – 40
100 – 265 Та же 32 – 40
140 – 270 От 0,5 до 2,7 25 – 60
165 – 310 Та же 32 – 60

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения

Кавитация – это такой процесс, во время которого в отопительной установке благодаря уменьшению давления образуются молекулы пара. Такой процесс имеет место в том случае, если в трубах снизится или повысится скорость потока жидкости.


Кавитация в системе отопления

Если отопительная система характеризуется слишком низкими или слишком высокими температурами, то такое явление может сказаться отрицательным образом. Пар, который образуется, собирается в пузырьки, и если они лопаются, то, тем самым, наносят повреждение материалу, из которого изготовлены трубы или другие компоненты системы отопления.

Правильно выбранное устройство и верно осуществленный расчет мощности циркуляционного насоса отопления станут гарантией того, что работа системы отопления и системы водоснабжения будет наиболее эффективной.

Если у вас не получается самостоятельным образом произвести такие операции, как как рассчитать насос для отопления, или вы сомневаетесь в их правильности, то лучше доверить это дело профессионалу в данной области. Специалист не только поможет с выбором помпы или произведением расчетов, но также займется непосредственно и установкой насоса.