Второй способ заключается в проведении трубы от стояка расширительного бака к всасывающей трубе насоса. Это создает идеальные условия для принудительной передачи горячей воды в систему отопления.
Как рассчитать насос для отопления: примеры расчетов и правила подбора оборудования
Циркуляционный насос — это небольшое устройство, основная задача которого — улучшить работу и повысить эффективность системы отопления. Он подключается непосредственно к трубе и оптимизирует поток теплоносителя. Благодаря этому даже дом с большой жилой площадью может быть быстро обогрет.
Чтобы купить оптимальную модель, нужно понимать, как рассчитывается насос для отопления и на какие нюансы следует обратить внимание при его выборе. Этому и посвящена наша статья — в этом материале мы рассмотрели пример расчета системы, обратили внимание на принцип работы и основные виды насосов.
Также у нас есть рекомендации по выбору, монтажу и безопасной эксплуатации насосного оборудования, о чем в статье картинки и фото и соответствующие видео с расчетом необходимой мощности устройства и советами по установке в отопительный контур.
Принцип работы и назначение насоса
Основной проблемой жителей верхних этажей многоквартирного дома и владельцев загородных домов являются холодные батареи. В первом случае теплоноситель просто не поступает в квартиру, а во втором — не прогреваются самые отдаленные участки трубопровода. И все это происходит из-за недостаточного давления.
Когда необходимо применять насос?
Единственным логичным решением проблемы недостатка давления является модернизация системы отопления с самотечной подачей хладагента. Исправить ситуацию может установка насоса. Базовая схема насосной системы отопления описана здесь.
Этот вариант подходит и для частных домовладельцев и позволяет значительно сократить расходы на отопление. Важным преимуществом данной системы циркуляции является возможность изменять скорость движения теплоносителя. Главное, не превышать максимально допустимый диаметр труб для системы отопления, чтобы избежать лишнего шума.
Например, для общих помещений с номинальным размером трубы 20 мм и более скорость составляет 1 м/с. Если этот параметр установлен на максимальное значение, дом может быть нагрет в кратчайшие сроки, что полезно, когда хозяева в отъезде и здание успело остыть. Таким образом, вы получаете максимальную мощность отопления за минимальное время.
Насос является важной частью системы отопления дома. Он помогает повысить эффективность системы и снизить расход топлива.
Принцип работы прибора
Циркуляционный насос приводится в действие электродвигателем. Он забирает нагретую воду с одной стороны и перекачивает ее в трубу на другой стороне. А на той стороне снова вводится новая порция, и весь процесс повторяется.
Именно центробежная сила перемещает теплоноситель по трубам системы отопления. Насос работает аналогично вентилятору, но циркулирует не воздух в помещении, а хладагент по трубам.
Корпус агрегата обязательно изготавливается из коррозионностойких материалов, а для изготовления вала, ротора и крыльчатки с лопастями обычно используется керамика.
Основные виды насосов для отопления
Все устройства, предлагаемые производителями, делятся на две основные группы: «мокрые» и «сухие» насосы. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе.
Оборудование «мокрого» типа
Насосы для отопления, так называемые «мокрые» насосы, отличаются от своих аналогов тем, что их рабочее колесо и ротор установлены на теплоносителе. При этом электродвигатель находится в герметичном корпусе, в который не может проникнуть влага.
Такой вариант является идеальным решением для небольших загородных домов. Они бесшумны и не требуют длительного и трудоемкого обслуживания. Кроме того, их легко ремонтировать и регулировать, они могут использоваться с фиксированным или переменным расходом воды.
Особенностью современных мокрых насосов является удобство в эксплуатации. Благодаря интеллектуальной автоматизации можно легко увеличить производительность или изменить напор.
Что касается недостатков, то для вышеупомянутой категории характерна низкая производительность. Этот недостаток связан с тем, что невозможно обеспечить высокую герметичность тепловой камеры между теплоносителем и статором.
«Сухая» разновидность приборов
Данная категория характеризуется отсутствием прямого контакта между ротором и перекачиваемой им нагретой водой. Вся функциональная часть агрегата отделена от электродвигателя резиновыми защитными кольцами.
Главной особенностью этих нагревателей является их высокая эффективность. Однако это преимущество компенсируется существенным недостатком в виде высокого уровня шума. Проблема решается установкой прибора в отдельном помещении с хорошей звукоизоляцией.
При выборе необходимо учитывать, что «сухой» насос создает турбулентность воздуха, поэтому возможно взбалтывание мелких частиц пыли, которые негативно влияют на уплотнительные элементы и, соответственно, на герметичность агрегата.
Производители решили эту проблему, создав тонкий слой воды между резиновыми кольцами. Он действует как смазка и предотвращает повреждение уплотнительных элементов.
Агрегаты, в свою очередь, делятся на три подгруппы:
- вертикальные;
- блочные;
- консольные.
Особенностью первой категории является вертикальное расположение электродвигателя. Приобретать такие устройства стоит только в том случае, если необходимо перекачивать большой объем теплоносителя. Блочные насосы устанавливаются на ровную бетонную поверхность.
Близко расположенные насосы предназначены для промышленного применения, где требуется высокая скорость потока и высота подачи.
Установки с люлькой характеризуются тем, что всасывающее отверстие находится на внешней стороне сальника, а нагнетательное отверстие — в корпусе с противоположной стороны.
В этой статье мы более подробно остановились на конструкции и работе насосов.
Неэффективное отопление дома: способы решения, подборы насосов
Если комнаты в вашем частном доме отапливаются выборочно, то у вас проблема с системой отопления. Есть только два теоретических решения. Вы можете либо полностью заменить старые трубы в частном доме, либо выбрать лучший циркуляционный насос для вашей системы отопления.
Второй способ превосходит замену труб по деньгам и времени. Только представьте, сколько усилий потребуется для демонтажа труб и установки новых. Установка циркуляционного насоса гораздо дешевле и является лучшим решением.
В большинстве случаев такую систему можно установить в системе отопления:
- избавиться от воздушных пробок, которые блокируют распределение тепла по трубам;
- обеспечить более равномерный прогрев отопительных приборов;
- расширить квадратуру отопления.
Чтобы установить циркуляционный насос, достаточно применить принцип водопроводного крана. Если вы будете соблюдать правила техники безопасности, вы сможете установить его без проблем и решить проблему неравномерного отопления.
Расчет производительности насоса: главные параметры
Чтобы рассчитать необходимую производительность насоса, необходимо сначала решить, какие задачи должен выполнять насос. В целом, насос может выполнять функцию поддержания оптимального уровня воды. При полученных значениях мощности в системе насос сможет обеспечить подачу воды во все части системы. Поскольку работает принцип гидравлического сопротивления, для обеспечения бесперебойного потока требуется оптимальное значение напора.
Вторая задача — перекачать достаточное количество воды для отопления всех комнат в доме на одну семью. Здесь важен эффективный обогрев квадратных метров.
Два ключевых параметра для расчета тепловой эффективности насоса:
- расход оборудования или производительность. Каждая модель насоса отличается максимальной производительностью или количеством подачи воды за единицу времени. В расчетах учитывают количество воды в кубометрах за 1 час времени;
- максимальные значения напора. Он означает, как прибор может противостоять гидравлической силе. В таблицах измерения и формулах напор рассчитывается в метрах.
Самостоятельно рассчитать эти параметры очень сложно, поэтому лучше прибегнуть к помощи специалиста. Тепловой КПД может быть рассчитан на основе высоты и расхода. Он соответствует техническим параметрам модели в списке доступных насосов.
Циркуляционные насосы выпускаются с индивидуальной производительностью. Это облегчает поиск подходящего агрегата. Хотя они на порядок дороже, они помогают решить сопутствующие проблемы с регулированием высоты.
Производительность теплового насоса для качественной циркуляции в системе
Прежде чем выбрать циркуляционный насос, необходимо рассчитать его производительность. Это ключевой показатель, определяющий рекомендуемую мощность насоса для отопления частного дома.
Для сложных систем отопления требуется индивидуальный расчет. Доверьте эту задачу профессионалу, который сможет сделать расчет, учитывающий все особенности системы отопления. Для классической системы отопления можно использовать простую универсальную формулу:
КПД зависит от теплопотерь и разницы температур в трубах. Формула также основана на удельной теплоемкости воды, которая составляет 1,163. При установке циркуляционного насоса в одноквартирном доме необходимо учитывать не только параметры самого агрегата, но и доступ к источнику питания. Энергопотребление насоса должно быть учтено либо в паспорте насоса, либо в маркировке. Также рекомендуется подключить к источнику питания защиту от перенапряжения и защиту от поражения электрическим током.
Помните о громкой работе насоса при включении. Устанавливайте его в отдаленных районах, где это допустимо, с учетом источника питания и шума, который может быть неприятным. Уровень шума также указан в технических характеристиках соответствующей модели.
ПРОИЗВОДИТЕЛИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ
В настоящее время на российском рынке представлено большое количество производителей циркуляционных насосов со всего мира — Германии, Дании, Китая, России и т.д. На что следует обратить внимание при выборе производителя насоса?
Прежде всего, на качество сборки и работоспособность узлов и агрегатов. Ремонт насоса или даже узлов системы отопления (вышедших из строя из-за поломки насоса) обойдется гораздо дороже, чем качественный насос, установленный на начальном этапе. При выборе качественного циркуляционного насоса лучше всего использовать проверенные марки и покупать только у проверенных поставщиков (остерегайтесь подделок!). Сервисные специалисты PROM GURU рекомендуют устанавливать насосы марок GRUNDFOS, WILO, LOWARA, DAB, CALPEDA. При правильном выборе насоса, его характеристик и типа, он прослужит вам долгое время без перебоев в работе системы отопления вашего дома.
Кроме расчетных данных, следует учитывать и исходные данные самой системы, так как многие некачественные или дешевые циркуляционные насосы имеют низкие температурные показатели. Даже если производитель таких агрегатов указывает номинальную температуру «до +90°C», зачастую невозможно использовать температуру выше +70°C. Большинство моделей рекомендуемых нами производителей могут работать с теплоносителями до +110°C. Насос с такими характеристиками рекомендуется для систем с гликолем в качестве теплоносителя.
Также обратите внимание на максимальное рабочее давление в данных насоса. Типичные значения для жидкостных циркуляционных насосов для систем отопления частных домов и дач составляют 6 или 10 бар, в зависимости от производителя и модели. Этого достаточно для двух- или трехэтажного дома, где давление в системе редко превышает 1,5-2,5 бар.
Всегда проверяйте совместимость выбранного насоса с диаметром трубы. Подавляющее большинство производителей маркируют свои насосы следующим образом: COMPANY NAME XY 25-10, COMPANY NAME XY 32-10, где первая цифра обозначает внутренний диаметр соединения в мм. Следует отметить, что насос с большим диаметром соединения (по сравнению с диаметром трубы) является допустимым, в то время как насос с меньшим диаметром соединения категорически не рекомендуется.
Не забывайте о длине насоса. Большинство моделей в категории циркуляционных насосов для отопления имеют длину 180 мм, но есть и модели с длиной 130 мм. Последние используются довольно редко и в помещениях и трубах, где пространство очень ограничено, в то время как все стандартные байпасы, которые вы можете найти в магазине, рассчитаны на стандартную длину 180 мм.
РАСЧЕТ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Прежде чем приступить к описанию этого раздела, мы хотели бы предупредить вас: все расчеты, упомянутые в этой статье, являются теоретическими. Если вы доверяете только цифрам, или хотите проверить их у монтажников. Не забудьте сравнить расчетные характеристики устройства с рекомендациями профессионалов — результат наверняка будет одинаковым.
Оптимальный расчет учитывает множество параметров, таких как строительные материалы, теплоизоляция, жилая площадь, высота потолков и т.д.
В качестве примера мы также берем воду как теплоноситель для нашей системы. Однако, как уже говорилось, использование воды в системах отопления не всегда разумно.
Для примера расчета мощности насоса рассмотрим дом общей площадью 250 квадратных метров. Согласно нормативам, считается, что для обогрева 10 кв. м. площади требуется 1 кВт тепловой мощности (при проектировании дома всегда определяйте точное количество тепла, необходимое для обогрева помещения; это делается с учетом всех тепловых потерь, которые зависят от материалов дома, теплоизоляции, количества и типа окон). Для площади 150 квадратных метров, соответственно, котел нужен 25 кВт, но лучше брать с небольшим запасом, поэтому будем считать, что котел имеет мощность 20 кВт.
Выбор насоса
Для выбора агрегата необходимо знать два важных параметра: расход и давление теплоносителя.
Технические характеристики отражены в паспорте. Определите соотношение характеристик при расчете мощности и напора.
Перед установкой необходимо предусмотреть фильтр: Он должен быть установлен перед насосом, а движение перекачиваемой среды должно быть в направлении движения вала.
Количество скоростей у циркуляционных насосов
Распространенные модели имеют три скорости. Передаточное отношение можно определить по характеристикам в техническом паспорте в зависимости от выбранной скорости.
Скоростные режимы должны обеспечивать различные значения давления. Более высокая скорость приводит к быстрому нагреву помещения. Тогда скорость можно уменьшить, и насос может оставаться в энергосберегающем режиме на низкой скорости.
Расчеты насосного оборудования
Прежде чем приступить к расчету, уточните функцию циркуляционных насосов, используемых в системах отопления.
- перекачка теплоносителя по трубопроводящей сети, суммарный объем котрой зависит от размеров помещении, подлежащих обогреву;
- преодоление сопротивления протоку теплоносителя внутри системы, оказываемое трубами и элементами арматуры.
Расчет производительности
Одним из проверяемых параметров является производительность насоса, которая рассчитывается из соотношения
— количества тепловой энергии, потребляемой в данном помещении,
— мощности насосного агрегата,
— удельной теплоемкости, если в качестве теплоносителя используется вода; для других типов (трансформаторное масло, антифриз и т.д.) применяются соответствующие цифры,
— разность температур между передней и задней частями системы отопления, которая может быть следующей:
- 20 о С – при нормальной системе отопления жилых площадей;
- 10 о С – уровень температуры на нежилых площадях с низкотемпературным отоплением;
- 5 о С – температура теплового носителя в системе теплого пола.
Коэффициент производительности является характеристикой арматуры и должен быть указан в технической документации в кубических метрах в час. Результат расчета необходимо разделить на удельный вес воды, чтобы получить расчет в нашей стандартной форме.
Пример расчета приведен ниже: Площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, следовательно, для помещения требуется потребление энергии в размере 20 000 Вт. Помещение оборудовано обычной системой отопления с разницей температур 20ºC. Подставляя эти числовые значения в приведенную выше формулу, получаем
20 000/(1,16 x 20) = 862 кг/ч,
Перевод в условные значения приводит к следующему
862 / 971,8 = 0,887 м3 /час.
Для обогрева рассматриваемого помещения требуется насос производительностью не менее 0,9 м3 /час. Этот показатель можно взять из технического паспорта.
Для расчета можно также использовать следующую формулу:
G = 3,6Q/(c x dT) кг/ч, где
c — удельная теплоемкость среды, используемой для отопления.
Легче выбрать насос, если уже известен КПД котла. В этом случае соотношение:
Q — мощность агрегата,
N — мощность котла,
dT — разница температур между выходом и возвратом котла.
На фото выше показано правильное подключение агрегата для системы отопления с байпасом. Это устройство позволяет обходить поток жидкости в случае необходимости проведения ремонтных работ или замены насоса без прерывания работы системы отопления. Убедитесь сами, как можно построить справедливую систему отопления.
Важно! Расположение ротора только горизонтальное! Направление потока указывается стрелкой на корпусе.
Расчет рабочего давления в контуре
При выборе циркуляционного насоса для системы отопления необходимо также учитывать давление в трубопроводе. Для этого можно использовать следующее уравнение:
P = (R x L + Z) / p x q, где:
- P – величина давления;
- R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
- L – общая длина
- Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
- р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
- q – значение ускорения свободного падения.
Если данных для расчета этой формулы недостаточно, можно использовать упрощенное соотношение
P = R x L x IF, где
R — величина сопротивления потоку в прямой трубе, приблизительно 100 — 150 паскалей на метр, выраженная в удобной расчетной формуле 0,01 — 0,015 на метр трубы,
L — общая длина трубы, в двухтрубной системе отопления учитываются оба контура — подающий и обратный,
ZF — множитель, зависящий от следующих элементов:
- 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.
При выборе циркуляционного насоса для системы отопления расчет его характеристик является необходимой процедурой.
Важно. Расчетное значение каждого показателя следует увеличить на 15 — 20 %, чтобы агрегат не работал в максимальном режиме. Это защитит его от перегрузки и преждевременного выхода из строя.
Циркуляционные насосы могут быть рассчитаны без расчета 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 первое число — это диаметр сопла, а второе — высота хода.
Приведенная выше таблица позволяет легко выбрать подходящий агрегат для стабильной и длительной работы.
Основные производители
Центробежные насосы для систем отопления предлагаются различными европейскими производителями с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.
Насосы этой группы немецкого производства занимают достаточно большое место на профильном рынке. Они характеризуются высоким качеством и стабильной работой. Практически все модели этого производителя оснащены автоматическим и ручным управлением. Можно регулировать не только скорость вращения ротора, но и функции выпуска, в том числе давление в системе.
