Какой мощности нужен циркуляционный насос для отопления. Особенности подбора циркуляционного насоса для системы отопления
1. Отправной точкой при выборе циркуляционного насоса для 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.
- - для 1–2-этажных зданий
– 173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха –25 град C и 177 Вт/кв.м при –30 град C;
- для 3–4-этажных зданий – соответственно 97 и 101 Вт/кв.м.
Методом интерполяции получим, что в Хабаровске удельная тепловая потребность 1–2-этажных жилых домов равняется 177,8 Вт/кв.м, а 3–4-этажных – 101,8 Вт/кв.м.
2. Определив потребление тепла (G, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:
Q = G/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:
Q = 3,6 х G/(c х DT) (кг/ч), где:
- c
– удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C.
3. Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать 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).
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. По упрощенной методике можно считать 2,2 для систем отопления, 2,6 для горячего водоснабжения.
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).
Как подобрать циркуляционник для системы отопления
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 электроэнергию.
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.
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.
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,
что не слишком отличается от величины, полученной ранее.
Водяное отопление с наличием специального насоса, необходимого для перекачки теплоносителя, во многом превосходит аналогичные системы с естественной циркуляцией рабочей среды. Эффективность с установкой такого прибора значительно возрастает. Кроме того, появляются дополнительные возможности в плане осуществления регулировки. Что касается используемых трубопроводов, то можно выбирать изделия с меньшим диаметром, а это позволяет создавать весьма экономичные сети обогрева.
Система отопления с принудительной циркуляцией будет работать исправно при условии, что производительность и некоторые другие параметры насоса будут правильно подобраны. В первую очередь следует уточнить, какой объем теплоносителя сможет перекачать изделие за конкретный промежуток времени.
Изначально приобретать модель насоса с большим запасом эксплуатационных характеристик нецелесообразно. Во-первых, стоимость прибора окажется слишком высокой, поэтому придется потратить существенную часть бюджета. Во-вторых, устройство будет потреблять лишнюю энергию, так как при повышении мощности увеличивается и ее расход.
В последнюю очередь при выборе следует учитывать факторы комфорта и качественных характеристик. Для спокойного проживания лучше, конечно же, приобрести прибор, не создающий много шума и являющийся долговечным. Таким требованиям обычно отвечает продукция проверенных производителей, которые на рынке существуют длительное время.
Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса
Вычисление производительности прибора
Рассчитать пропускную способность насоса за определенное время поможет калькулятор, имеющий всего два поля для ввода информации. Особенность вычислительного процесса кроется в том, что перекачивается не обычная вода, а носитель тепловой энергии. От котла рабочая жидкость распределяется по трубопроводам.
Упрощенная формула для расчетов выглядит следующим образом:
G = W/(∆t х Kт) , где
G – пропускная способность в килограммах за один час;
W – мощность котла, используемого для отопительной системы;
∆t – разница температур между подающим и возвратным трубопроводами (забираемая тепловая энергия обогревательными приборами);
Kт – коэффициент, обозначающий тепловую емкость рабочей жидкости.
Мощность отопительного котла должна быть известна. Если же система устраивается с чистого листа, то этот параметр вычисляется по специальной формуле. Для температурного перепада можно взять среднее значение. Для контуров теплого пола водяного типа оно составляет 5 градусов, для радиаторов отопления – 20 градусов, а для – 15 градусов. Указанный в формуле коэффициент допускается принимать 1,16.
Для того, чтобы смонтировать систему водяного отопления с принудительной циркуляцией, необходимо правильно подобрать и установить в ней циркуляционный насос, который и будет ее обеспечивать. В настоящее время, существует большое разнообразие моделей разных конструкций и с разными характеристиками. Какой же из них и как выбрать? В данной статье мы рассмотрим, как выполнить подбор циркуляционного насоса для системы отопления самостоятельно.
Для того, чтобы подобрать циркуляционный насос для системы отопления необходимо определить его основные характеристики, которые потребуются во время его эксплуатации: рабочий напор (давление) и расход (подачу), которые он должен обеспечивать. А для того, чтобы их определить, необходимо знать как мощность самой системы отопления, так и ее гидравлическое сопротивление. Оба эти показатели можно рассчитать более точно, с помощью сложных расчетов или упрощенно, с помощью расчета, который может сделать практически каждый. Его мы и рассмотрим.
Мощность системы отопления и требуемая подача
Как мы уже говорили, выполняя подбор циркуляционного насоса для системы отопления, в первую очередь, требуется определить ее тепловую мощность. Она должна соответствовать количеству теплоты, необходимому для отопления здания, которое, в свою очередь, определяется его площадью и уровнем теплоизоляции наружных конструкций (стен, пола, потолка, окон, дверей). Чтобы рассчитать этот показатель точно, необходимо учитывать их толщину, материал, конструкцию и другие факторы.
Для того, чтобы упростить расчет, можно взять средний показатель 100-150 Вт тепловой энергии на каждый 1 м 2 помещения, с высотой потолка до 3 м. Если здание утеплено достаточно хорошо можно брать меньшее значение. Так, например, для хорошо утепленного дома площадью 100 м 2 потребуется отопление тепловой мощностью 10 кВт. Если циркуляционный насос будет устанавливаться в уже существующую систему с естественной циркуляцией, то ее мощность можно узнать из технической характеристики котла, который установлен.
Теперь, зная необходимую мощность отопления, можно определить требуемую производительность (подачу) циркуляционного насоса по одной из следующих формул:
П = Q/(1,16 х ΔT), (кг/ч)
- Q – тепловая мощность системы отопления (Вт);
- ΔT – разница температур подающей и обратной трубы (для двухтрубных систем обычно принимается в пределах 20°С, а для теплого пола – около 5°С);
- 1,16 – коэффициент удельной теплоемкости воды, Вт ×ч /кг ×°С (для теплоносителей других типов этот показатель будет несколько другим и его можно узнать из справочной литературы или в интернете).
Еще одна формула, по которой можно вычислить требуемую производительность:
П = 3,6 х Q/(c × ΔT), (кг/ч)
где: с – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды составляет 4,2 кДж/кг×°С ).
Например, для рассмотренной выше мощности тепловой энергии 10 кВт и двухтрубной системы водяного отопления по первой формуле получим:
П = 10000/(1,16×20) = 431 кг/ч или 0,43 м 3 /ч (для теплоносителя-воды 1кг=1л).
Гидравлическое сопротивление и требуемый напор
Для того, чтобы сделать подбор насоса для системы отопления по этому параметру необходимо вычислить гидравлическое сопротивление, которое ему необходимо будет преодолеть для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя (воды). Для расчета можно использовать следующую формулу:
J = (F+R× L)/p× g (м)
- L – длина системы до самого отдаленного радиатора (м);
- R – гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м);
- p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м 3);
- F – сопротивление соединительной и запорной арматуры (Па);
- g – 9,8 м/с2 (ускорение свободного падения).
Для точного расчета значения R
и F
можно найти в справочной литературе. Для упрощенного же можно принять усредненные данные, полученные экспериментальным путем:
R
— в пределах 100-150 Па/м;
F
– в зависимости от вида:
- в каждом соединительном фитинге теряется дополнительно около 30% к потерям в прямой трубе на этом участке;
- в трехходовом смесителе или подобных устройствах – дополнительно до 20%;
- в терморегуляторах – до 70% от потерь в прямой трубе.
Кроме вышеприведенной, можно использовать другую формулу, предложенную специалистами известной германской фирмы Wilo:
J = R ×L × k, м
где: k – коэффициент учитывающий сопротивление в запорной и регулирующей арматуре и который имеет следующие значения:
- 1,3 – для простых систем без сложной арматуры;
- 2,2 – с регулирующей арматурой;
- 2,6 – для более сложных.
Если один насос будет обеспечивать циркуляцию в системе отопления с несколькими контурами (ветвями), то для его подбора необходимо учитывать суммарное их сопротивление. Если же планируется на каждый контур устанавливать отдельный насос, то каждую такую ветвь магистрали необходимо рассчитывать отдельно, как по тепловой мощности, так и по гидравлическому сопротивлению. При этом этажность здания, при расчете напора, не играет большой роли. Так как в замкнутой системе столбы жидкости подающей и обратной магистрали уравновешиваются.
Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным
Вычислив и зная теперь основные требуемые параметры характеристики циркуляционного насоса можно легко подобрать требуемый вариант, используя графики характеристик, которые есть в инструкции по эксплуатации или паспорте любой модели. Как правило, такие графики имеют две оси: напора (давления) и расхода (подачи).
Рис. 1 Пример графика характеристики циркуляционного насоса
На имеющейся график мы можем нанести полученные ранее результаты, откладывая их значения по соответствующих осях, и на их пересечении получить рабочую точку, которая должна находиться немного ниже линии В графика, отображающего характеристики данного насоса (оптимальный вариант — А2 ). Если точка находится выше (А3 )– такой насос не подходит, он не сможет обеспечивать необходимую циркуляцию. Если рабочая точка будет находиться значительно ниже графика (А1 ), это тоже не очень хорошо, так как циркуляцию он будет обеспечивать, но имея слишком большой запас, будет потреблять больше электроэнергии, да и стоимость его также будет выше, чем насоса с более скромными характеристиками.
Рис. 2 Подбор насоса по графику его характеристик
Если модель имеет не одну, а 2 или 3 скорости, то и линий на графике характеристик будет, соответственно, 2 или 3. В этом случае, необходимо подбор насоса для системы отопления осуществлять по графику той скорости, на которой предполагается его эксплуатировать.
Другие факторы, влияющие на выбор
На подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме рассмотренных выше, основных его параметров характеристики влияют и другие факторы, такие как: надежность, качество изготовления, температурный режим эксплуатации, стоимость, способ соединения и др.
Качество изготовления, надежность и долговечность, как правило, напрямую связаны со стоимостью. Производители, которые предлагают надежные и качественные модели, например: «Grundfos» (Дания), «Wilo» (Германия), «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), соответственно и оценивают свою продукцию.
Циркуляционный насос wilo в системе отопления
Отечественные или китайские модели стоят дешевле, но и гарантия их качества, соответственно, ниже. Здесь уже выбор каждый должен сделать сам, выбрать качественное изделие за более высокую цену или купить более дешевый циркуляционный насос, с сознанием того, что возможно его в скором времени придется менять.
Если есть желание сэкономить, то можно также приобрести б/у «Grundfos» или «Wilo», часто они могут нормально работать дольше новых китайских, но приобретать их лучше у знакомых проверенных специалистов, которые дают определенную гарантию.
Кроме этого, при выборе необходимо обратить внимание на тип и диаметр соединения насоса с трубами системы. Некоторые модели комплектуются соединительными элементами типа «американок», а к некоторым придется подбирать самостоятельно.
Еще один параметр, на который необходимо обратить внимание – температурный режим эксплуатации циркуляционного насоса, который должен быть в паспорте. Особенно это важно, если он будет устанавливаться на подающей трубе в системе с твердотопливным котлом. В этом случае, максимально допустимая температура должна быть не менее 110°С. Если же, насос будет устанавливаться на «обратке», то это не столь важно, так как температура на входе котла редко превышает 80°С.
Видео по теме
Как подобрать насос на отопление?
Зачастую системы «классического» отопления, основанного на естественной циркуляции теплоносителя, в системе бывает недостаточно, т.к. давление в таких системах не превышает 0,6 мПа. Для повышения давления и улучшения циркуляции теплоносителя необходимо установить циркуляционный насос .
Основная задача работы циркуляционного насоса – помогать теплоносителю преодолевать сопротивление, возникающее на отдельных участках отопительной системы. Принцип работы такого насоса прост, насос засасывает теплоноситель с одной стороны и за счет центробежной силы нагнетает ее в трубопровод с другой, которая возникает от вращении крыльчатки, вследствие чего, во входном патрубке возникает разрежение, на выходном компрессия.
Циркуляционные насосы разделяются на два типа: с «сухим» ротором и с «мокрым». В конструкции с «сухим» ротором, ротор не контактирует с теплоносителем, его рабочая часть отделена от электродвигателя за счет уплотнительных колец. Такие насосы обладают высоким КПД (80%), но, к сожалению, издают при работе громкий шум. В насосах с «мокрым ротором» крыльчатка погружена в теплоноситель вместе с ротором. Теплоноситель в таком случае, выполняет роль смазки и охлаждает двигатель. Гораздо менее шумны, годами не требуют обслуживания, но обладают более низким КПД (50%). Именно из-за этого насосы «мокрого» типа по большей части используются для циркуляции в бытовых системах отопления.
Как подобрать циркуляционный насос?
Для подбора насоса Вам необходимо знать несколько параметров. 1. Диаметр присоединения насоса. 2. Объем перекачиваемого теплоносителя (производительность насоса). 3. Высота подъема системы (максимальный напор). 4. Производитель.
Поэтому, если вы решили купить циркуляционный насос , обязательно проконсультируйтесь с тем, кто его будет монтировать или со специалистами нашего магазина + 7 499 272-2229
Как самостоятельно подобрать на нашем сайте
Если у вас есть все параметры требуемого насоса, заходите в раздел циркуляционные насосы . Раскройте фильтр характеристик, вводите требуемые параметры, для удобства в каждой карточке товара есть кнопка «Сравнить»
Помните, что насосы выпускаются серийно с усредненными параметрами, а каждая система отопления индивидуальна. Излишняя мощность вызовет при работе шум в трубах. Правильным решением будет выбрать насос с несколькими режимами работы, мощность которого превышает расчетную на 5-10%.
Обязательно посмотрите наши спецпредложения по циркуляционным насосам!!!Системы отопления, в которых теплоноситель передвигается по трубам за счет естественной циркуляции постепенно уходят в прошлое. Связано это с появлением новых материалов для изготовления труб и низкой эффективностью самой теплосети. Для увеличения КПД системы используются специальные агрегаты - насосы, которые сейчас можно увидеть во многих частных домах и даже квартирах многоэтажных построек. О том, как правильно выбрать данный вид оборудования для теплосети, мы и расскажем в этой статье!
Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления?
Для улучшения эффективности обогрева в отопительную систему зачастую внедряют насос, вызывающий принудительную циркуляцию теплоносителя. За счет применения данного агрегата не только увеличивается КПД, но и уменьшаются затраты на топливо. К подбору подходящей модели необходимо отнестись ответственно, а лучше - доверить выбор профессионалам. Хотите сделать все самостоятельно? Тогда для принятия правильного решения вам необходимо знать:
- Точную площадь отапливаемого помещения.
- Высоту точки расположения самого верхнего элемента отопительной системы по отношению к насосу.
- Ориентировочное сопротивление имеющейся теплосети.
Начнем наш расчет с определения сопротивления, для этого выясняем условный проход системы с различными видами отопительных приборов. С чугунными радиаторами DN 40 сопротивление системы составляет 1 м. С батареями из алюминия DN 32 - 1,2-1,5 м. С биметаллическими изделиями DN 25 - 2 м.
Теперь нам понадобится расстояние от насоса до верхнего отопительного прибора. Допустим, что оно составляет 4 м, при этом в системе отопления используются современные биметаллические радиаторы. Следовательно, для выяснения напора, которое должен давать насос, нам нужно сложить высоту с сопротивлением: 4+2=6 (метров).
Следующим шагом определяем м³/час, переводя мощность в требуемое тепло: 10 м² площади = 1 кВт. Но, если стены постройки обеспечивают достаточную теплоизоляцию, в расчет берется 0,8 кВт, недостаточную - 1,2 кВт. Возьмем для примера дом площадью 200 м² с достаточно теплыми и толстыми стенами: 200/10*0,8 = 16 кВт. Переводим в другие единицы измерения: 16*0,86 = 13,76 ккал.
Затем вам следует определиться с желаемой разницей по температуре в теплосети. Специалисты рекомендуют брать не больше 8-10°C, поскольку более высокие показатели могут негативно повлиять на работу котла. Кроме того, для их получения требуется достаточно мощный агрегат, эксплуатация которого повысит расход электроэнергии. Остановимся на максимальном варианте - 10°C. Получаем: 13,76/10 = 1,37 м³/час.
Подводим итог: для двухэтажной постройки с хорошей теплоизоляцией и общей площадью 200 м², где в системе отопления используются биметаллические батареи, циркуляционный насос должен иметь производительность 1,37 м³/час при напоре в 6 метров. В идеале такие показатели у агрегата должны быть на второй скорости, саму модель желательно выбрать с тремя скоростями.
Как подобрать повысительный насос для системы отопления?
Оборудование данного вида представлено достаточно компактными агрегатами, установка которых осуществляется непосредственно на трубу. Главное их предназначение - нормализация давления в системе. Нагнетательные насосы отличаются бесшумностью в работе, доступной стоимостью, относительно простым монтажом и неприхотливостью в обслуживании. Однако необходимо понимать, что даже самый лучший повысительный агрегат увеличит давление максимум на 1 атмосферу на точку.
При выборе нагнетательного оборудования следует учитывать:
- минимальное и максимальное давление в имеющейся теплосети;
- ориентировочный расход теплоносителя;
- желаемое давление после монтажа агрегата.
Нагнетательные насосы бывают ручными и автоматическими. Второй вид более предпочтителен из-за наличия датчика управления потоком: при включении системы агрегат работает, при перерыве в эксплуатации - самостоятельно выключается. Это значительно продлевает срок службы оборудования.
Как подобрать насос для отопления частного дома?
Узнав о принципах работы и выбора различных видов насосов для отопительной системы, у многих возникает вопрос о том, какому же типу агрегатов отдать предпочтение. Теплосеть вполне может оснащаться сразу двумя видами насосного оборудования - все зависит от ее сложности. Циркуляционная модель обеспечит движение воды по системе, повысив коэффициент ее полезного действия. Нагнетательный насос увеличит давление на некоторых участках. Чаще всего он устанавливается непосредственно у отопительного котла.
Однако обычная система обогрева частного дома может вполне обойтись без повысительного агрегата. Этот вид насосов считается узкопрофильным и в простых теплосетях не используется. Заменить циркуляционный насос нагнетательной моделью не получится - у них совершенно разные задачи и принцип действия. Первый приводит теплоноситель в движение путем всасывания и выброса, действуя за счет центробежной силы. Второй оказывает воздействие непосредственно на давление, повышая его.
Поэтому в данном случае вариант «или то, или другое» не работает. Специалисты смогут быстро определить, нужен ли повысительный насос в системе отопления, или и без него эффективность обогрева будет достаточной.
Теперь вы знаете, как правильно подобрать насос для системы отопления, однако мы все же рекомендуем обратиться к профессионалам. Поскольку только опытные мастера смогут учесть все особенности имеющейся системы и принять наиболее верное решение!