Как подобрать циркуляционный насос для отопления таблица

Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

Подбор насоса для системы отопления – важный этап проектирования, в результате которого должен быть найден наиболее подходящий по характеристикам агрегат. Мы расскажем об основных критериях и методах такого подбора, и разберем, как выбрать насос для отопления.

На фото — циркуляционные отопительные помпы различных размеров.

Расчет параметров

Основные характеристики

Циркуляционная помпа в трубе отопления.

Схемы отопления бывают разные, и основное различие – это способ перемещения теплоносителя от котла к радиаторам.

Есть два основных способа:

1. Естественная циркуляция. Происходит под действием гравитации из-за различий плотности горячей и холодной воды. Так как эффективность отопления зависит от расхода горячей воды, то скорости естественной циркуляции в отопительной системе дома чаще всего недостаточно;
2. Принудительная циркуляция. Осуществляется путем инсталляции в трубопровод специального агрегата, который перекачивает теплоноситель с нужной скоростью и напором. Большинство современных схем отопления устроены по принципу принудительной циркуляции.

Основные способы организации работы отопления.

Важно!
Не стоит путать централизованную схему подачи с естественной циркуляцией: теплоноситель в городские квартиры поступает под немалым давлением, которое нагнетается специальным оборудованием.

Чтобы схема работала нормально, инструкция требует расчета всех ее параметров, на основании которых будет выполнен подбор сечений трубопровода, мощности радиаторов, емкости и мощности котла, производительности циркуляционного насоса отопления. Одним из таких параметров является гидравлическая характеристика:

На графике показана зависимость гидравлического сопротивления от интенсивности движения теплоносителя.

На графике мы видим, что сопротивление имеет прямую зависимость от расхода теплоносителя, то есть, чем быстрее движется вода по контуру, тем большее сопротивление она испытывает. Соответственно, растет напор.

Теперь рассмотрим напорно-расходную характеристику циркуляционного устройства:

Выбор насоса для отопления производят на основании напорно-расходной характеристики, указанной производителем.

На этом графике мы видим зависимость потерь напора от интенсивности подачи помпы. Здесь мы наблюдаем обратную зависимость, то есть при выключенном двигателе потери максимальны, а по мере возрастания его мощности потери падают.

Если мы совместим эти два графика, то получим следующую картину:

Перед тем, как выбрать насос для системы отопления, определяют его рабочую точку.

Важно!
Рабочая точка позволяет нам определить, какое сопротивление будет в трубах при максимальной подаче (расходе) теплоносителя.
Это значит, что наш аппарат должен обладать достаточной производительностью, чтобы обеспечить требуемую подачу, но при этом его мощности должно хватить, чтобы справиться с соответствующим гидравлическим сопротивлением.

Расчет производительности

Устройство помпы для отопительного контура.

Так как построить график гидравлической характеристики отопительного контура своими руками будет сложно, мы воспользуемся расчетом по упрощенной схеме. Итак, нам необходимо определить максимальный расход (производительность) и гидравлическое сопротивление. Начнем с производительности.

Тепловая энергия, потребляемая контуром отопления, выражается такой зависимостью:

Формула для тепловой энергии.

В формуле использованы такие величины:

• W – тепловая энергия, необходимая для отопления нашего помещения в ваттах (тепловая мощность контура);
• C – теплоемкость теплоносителя, Вт/литр* °С;
• Q – расход теплоносителя, м3/час;
• t1 и t2 – температура подаваемого и отводимого теплоносителя соответственно.

Подбор насоса для отопления ведется по производительности. Производительность устройства должна соответствовать максимальному расходу теплоносителя, поэтому преобразуем нашу формулу для нахождения расхода:

Количество энергии W можно найти с помощью таблицы:

Таблица тепловой мощности обогрева.

Теплоемкость воды принимаем равной 1.163 Вт/литр*°С, разницу температур подающего и обратного потока – 20 °С (согласно СНиП). Отсюда получим:

Q = W/1.163*20 = 0.043*W

Важно!
То есть, если нам необходимо определить расход теплоносителя для помещения с теплотой обогрева, равной 10 кВт, то нам понадобится умножить 10000 на 0.043, и мы получим 430 литров в час.

Расчет гидравлического сопротивления

Перед тем, как выбрать насосы для отопления, необходимо определить гидравлическое сопротивление.

Профессиональный и максимально точный расчет гидравлического сопротивления отопительного контура – очень сложная задача, требующая специальных знаний и навыков. Мы же воспользуемся упрощенной методикой, согласно которой напор циркуляционной помпы будет равен:

• H – высота водяного столба в метрах;
• N – количество этажей в здании, включая подвальные этажи;
• k – коэффициент, равный величине усредненных гидравлических потерь на один этаж здания или сооружения. СНиП принимают этот коэффициент равным 0.7 – 1.1 м для двухтрубных схем и 1.16 – 1.85 м для коллекторно-лучевых схем организации подачи.

Двухтрубная схема подачи теплоносителя к радиаторам.

Важно!
Таким образом выходит, что если мы имеем двухэтажный дом с подвалом, оборудованный двухтрубным отопительным трубопроводом, тогда двигатель должен обеспечить напор, равный 3*1.1 = 3.3 метра.

Выбор насоса

Зная основные характеристики, можно приступать к выбору конкретного агрегата.

Итак, мы имеем две величины – сопротивление и производительность. Вернемся к нашему графику с напорно-расходной характеристикой.

Откладываем значение сопротивления на оси Y, а значение расхода – на оси X. Затем подбираем агрегат, график напорно-расходной зависимости которого находится вблизи этой точки:

Необходимо подобрать такой аппарат, рабочая точка которого будет находится как можно ближе к отмеченной нами ранее точке.

Важно!
Как правило, в графике указаны три линии для разных режимов работы мотора.
Лучше всего руководствоваться второй скоростью, а рабочая точка должна располагаться в средней трети диаграммы, так как она соответствует наибольшему КПД.

Насос должен соответствовать диаметру трубопровода.

Само собой, необходимо подбирать устройство, рассчитанное на высокие температуры среды (95 – 110 °С), а также знать диаметр трубы, в которую будет врезан прибор. Цена устройства будет зависеть от производителя и качества.

Правильный выбор циркуляционного насоса для отопительного контура производят на основании расчетов. Если изложенный материал кажется вам слишком сложным, смотрите видео в статье.

Иногда перед человеком, уже посадившим дерево и вырастившим сына, встает вопрос – а как подобрать циркуляционный насос для отопительной системы возводимого дома? И от ответа на этот вопрос зависит многое – будут ли равномерно прогреты все радиаторы, будет ли скорость потока теплоносителя в

отопительной системе достаточной, и в то же время не превышенной, не будет ли гула в трубопроводах, не будет ли насос потреблять лишнюю электроэнергию, правильно ли будут работать термостатические вентили отопительных приборов и так далее и тому подобное. Ведь насос – это сердце отопительной системы, которое неустанно качает теплоноситель — кровь дома, наполняющую дом теплом.

Подобрать циркуляционный насос для отопительной системы небольшого здания, проверить, правильно ли насос подобран продавцами в магазине, или убедиться в правильности подбора насоса, стоящего в существующей системе отопления, достаточно просто, если воспользоваться укрупненным методом расчета. Основной параметр подбора циркуляционного насоса — это его производительность, которая должна соответствовать тепловой мощности обслуживаемой им отопительной системы.

Необходимую производительность циркуляционного насоса с достаточной точностью можно рассчитать по простой формуле:

где Q — необходимая производительность насоса в кубометрах в час, Р – тепловая мощность системы в киловаттах, dt – дельта температур – разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе. Обычно принимается равной 20 градусам.

Итак, пробуем. Возьмем, для примера, дом общей площадью 200 квадратных метров, в доме есть подвал, 1 этаж и мансарда. Система отопления двухтрубная. Необходимую тепловую мощность, требуемую для обогрева такого дома, примем 20 киловатт. Производим несложные вычисления, получаем — 0,86 кубометра в час. Округляем, и принимаем производительность необходимого циркуляционного насоса – 0,9 кубических метра в час. Запомним ее и идем дальше. Второй важнейшей характеристикой циркуляционного насоса является напор. Каждая гидравлическая система имеет сопротивление пропускаемому по ней потоку воды. Каждый угол, тройник, редуцирующий переход, каждый подъем – все это местные гидравлические сопротивления, сумма которых и составляет гидравлическое сопротивление отопительной системы. Циркуляционный насос должен преодолеть это сопротивление, с сохранением расчетной производительности.

Точный расчет гидравлического сопротивления сложен и требует определенной подготовки. Чтобы примерно рассчитать необходимый напор циркуляционного насоса используется формула:

где N – количество этажей здания, включая подвал, K – усредненные гидравлические потери на один этаж здания. Коэффициент К принимается 0,7 – 1,1 метра водяного столба для двухтрубных систем отопления и 1,16-1,85 для коллекторно-лучевых систем. В нашем доме три уровня, с двухтрубной отопительной системой. Коэффициент К принимаем 1,1 м.в.с. Считаем, 3 х 1,1 = 3,3 метра водяного столба.

Обратите внимание – общая физическая высота отопительной системы, от нижней до верхней точки, в таком доме составляет порядка 8 метров, а напор необходимого циркуляционного насоса только 3,3 метра. Каждая отопительная система является равновесной, насосу не нужно поднимать воду, он только преодолевает сопротивление системы, поэтому увлекаться большими напорами никакого смысла нет. Итак, мы получили два параметра циркуляционного насоса, производительность Q, m/h = 0,9 и напор, Н, м = 3,3. Точка пересечения линий от этих величин, на графике гидравлической кривой циркуляционного насоса, является рабочей точкой необходимого циркуляционного насоса.

Допустим, Вы решили остановиться на отличных насосах DAB . итальянских насосах великолепного качества по совершенно адекватной цене. Пользуясь каталогом, или менеджерами нашей компании, определяете группу насосов, в параметры которых попадает необходимая рабочая точка. Решаем, что этой группой будет группа VA. Выбираем наиболее подходящий график гидравлической кривой, лучше всего подходит кривая насоса VA 55/180 X .

Рабочая точка насоса должна находиться в средней трети графика – эта зона является зоной максимального КПД насоса. Для подбора выбирайте график второй скорости, в этом случае Вы страхуете себя от недостаточной точности укрупненного расчета – у Вас останется резерв для увеличения производительности на третьей скорости и возможность ее уменьшения на первой.

Бинго! Циркуляционный насос подобран!

Также Вас может заинтересовать:

Как установить насос в старую систему отопления

Расчет и выбор циркуляционного насоса

1. Виды циркуляционных насосов
2. Рекомендации по установке насосов
3. Рекомендации по выбору насоса
4. Расчет производительности циркуляционного насоса
5. Расчет гидравлического сопротивления
6. Видео: расчёт необходимого напора и объёмной подачи

Большинство систем отопления в частных домах имеют принудительную или комбинированную циркуляцию воды. Неотъемлемой частью такой системы является циркуляционный насос, обеспечивающий движение воды по радиаторам и трубам. Для того чтобы ее работа была максимально эффективной, необходимо сделать правильный расчет и выбор циркуляционного насоса для системы отопления.

Виды циркуляционных насосов

Конструкция типового циркуляционного насоса состоит из корпуса, изготовленного из нержавеющего металла, керамического ротора и вала, оснащенного колесом с лопастями. Ротор приводится в действие с помощью электродвигателя. Подобная конструкция обеспечивает забор воды с одной стороны устройства и ее нагнетание в трубопроводы со стороны выхода. Движение воды по системе происходит за счет центробежной силы. Таким образом, преодолевается сопротивление, возникающее на отдельных участках труб отопления.

Все подобные устройства разделяются на два типа – сухой и мокрый. В первом случае отсутствует контакт ротора с перекачиваемой водой. Всю его рабочую поверхность от электродвигателя отделяют специальные защитные кольца, тщательно отполированные и подогнанные между собой. Работа насосов сухого типа считается более эффективной, однако в процессе эксплуатации возникает довольно сильный шум. В связи с этим, для их установки оборудуются отдельные изолированные помещения.

При выборе таких моделей следует учитывать наличие воздушных завихрений, образующихся во время работы. Под их воздействием в воздух поднимается пыль, которая может легко попасть внутрь устройства и нарушить герметичность уплотнительных колец. Это приведет к выходу из строя всей системы. Поэтому в качестве защиты между кольцами присутствует тончайшая водяная пленка. Она обеспечивает смазку, предотвращая преждевременный износ колец.

Циркуляционные насосы мокрого типа имеют отличительную особенность в виде ротора, постоянно находящегося в перекачиваемой жидкости. Место расположения электродвигателя надежно отделено герметичным металлическим стаканом. Данные устройства как правило используются в небольших отопительных системах. Они значительно меньше шумят при работе и не требуют дополнительных мероприятий по техническому обслуживанию. Обычно такие насосы периодически ремонтируются и настраиваются до нужных параметров.

Существенным недостатком этих насосов считается низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточной герметичности гильзы, разделяющей статор и теплоноситель. Выбирая нужную модель, следует обращать внимание на то, чтобы в насосе был не только мокрый ротор, но и защищенный статор.

Последние поколения циркуляционных насосов практически полностью автоматизированы. Умная автоматика обеспечивает своевременное переключение уровня обмоток и существенно увеличивает производительность устройства. Такие модели чаще всего используются при стабильном или незначительно изменяющемся расходе воды. Благодаря ступенчатой регулировке, появилась возможность выбора наиболее оптимальных режимов работы и существенной экономии электроэнергии.

Рекомендации по установке насосов

Для того чтобы обеспечить нормальную циркуляцию жидкости в системе отопления, нужно сделать правильный выбор места, где будет установлен насос. Следует определить такое место в области всасывания воды, в котором всегда присутствует избыточное гидравлическое давление.

Чаще всего выбирается наиболее высокая точка трубопровода, от которой расширительный бак поднимается на высоту примерно 80 см. Применение данного способа возможно при условии помещения с большой высотой. Обычно практикуется установка расширительного бака на чердаке, при условии его утепления на зимний период.

Во втором случае трубка переносится от расширительного бака и врезается вместо подающего трубопровода в трубу обратной подачи. Возле этого места находится всасывающий патрубок насоса, поэтому для принудительной циркуляции создаются наиболее благоприятные условия.

Третий вариант установки заключается во врезке насоса в трубопровод подачи, непосредственно за точкой, в которую поступает вода из расширительного бака. Использование такого подключения возможно, если конкретная модель обладает устойчивостью к высокой температуре воды.

Рекомендации по выбору насоса

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления частного дома, должен хорошо выполнять свои основные функции. К каждому такому устройству предъявляются определенные требования.

1. Агрегат должен обладать необходимой продуктивностью или производительностью работы. Расчет этого параметра осуществляется в условиях минимальной нагрузки на устройство.
2. Другим критерием выбора является давление, обеспечивающее необходимый напор в трубах и всей системе. В этом случае нужно учитывать условия эксплуатации. Они зависят от объема помещений, вида жидкости в системе, температуры окружающей среды и самого теплоносителя. Большое значение имеет диаметр используемых труб.
3. При покупке нужно обязательно учитывать внешние факторы, связанные с размерами агрегата, уровнем шума во время работы, сложностями технического обслуживания.

Правильный выбор насоса обеспечивает его надежную и устойчивую работу, продолжительную эксплуатацию в сложных условиях.

Расчет производительности циркуляционного насоса

Перед тем как выбирать нужную модель циркуляционного насоса, следует заняться гидравлическим расчетом системы. Значение рабочей производительности насоса тесно связано с тепловой мощностью рассматриваемой системы отопления. Следовательно, объем теплоносителя, перекачиваемый таким агрегатом, должен обеспечивать тепловую энергию радиаторам во всех помещениях. Поэтому для расчетов потребуется значение тепловой мощности, необходимой для обогрева помещений и всего здания.

В качестве примера можно использовать частный дом, площадь которого составляет 100 м 2. Значение тепловой мощности будет соответственно в пределах 10 кВт. Далее производительность насоса рассчитывается по следующей формуле: G= 3600Q/(c∆t), в которой G является необходимым количеством теплоносителя (кг/ч), Q– тепловой мощностью системы (кВт), с – представляет собой удельную теплоемкость воды, равную 4,187 кДж/кг ºС,Δt – является разницей температур в подающих и обратных трубах. Для расчетов берется ее температура, составляющая 20 0 С. Таким образом, в соответствии с исходными данными, производительность циркуляционного насоса будет равна: 3600 х 10 х 4,187 х 20 = 429,9 кг/ч или в более крупных единицах – 0,43 т/ч .

При выборе насоса можно заметить, что в техническом паспорте вместо массовых единиц расхода указаны объемные. В этом случае необходимо выполнить перевод массы воды в ее объем с помощью плотности, составляющей 0,983 т/м 3 при t = +60 0 С: 0,43/0,983 = 0,44 м 3 /ч. Полученное значение и будет вычисляемой рабочей производительностью устройства.

Расчет гидравлического сопротивления

Чтобы рассчитать гидравлическое сопротивление, необходимо знать производительность и напор циркуляционного насоса. Методика расчета первого параметра уже рассматривалась выше, поэтому основное внимание следует уделить напору. Вначале нужно определить гидравлическое сопротивление, поскольку напор агрегата постоянно сталкивается с необходимостью преодоления сопротивления, возникающего в процессе циркуляции воды.

Чем большим сопротивлением обладает система, тем больше потребуется напор используемого насоса. Его значение определяется в паскалях (Па) или в метрах водяного столба. Например, столб воды, высотой 10 м создает напор в 100000 Па, что соответствует также 1-й атмосфере.

В первую очередь гидравлическое сопротивление определяется в наиболее неблагоприятной части системы. Только после этого подбирается насос, напор которого не должен быть меньше полученного результата. Общее значение гидравлического сопротивления включает в себя сопротивления на прямых участках и все имеющиеся местные сопротивления. К местным относятся сопротивления, охватывающие изгибы, тройники, редукционные переходы и другие сложные места. При расчетах в обязательном порядке учитывается предельно допустимая скорость движения воды в трубопроводах. Это позволит предотвратить излишний шум во время работы системы.

Таблица с параметрами, имеющими постоянное значение: