Как подобрать циркуляционный насос для систем отопления. Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Во-первых

Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса 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.

В России подобные стандарты для домов с 1-2 квартирами пока не определены. СНиП 2.04.07-86* “Тепловые сети” рекомендует рассчитывать максимальный тепловой поток на отопление 1 кв.м общей площади жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым типовым проектам, по следующим укрупненным показателям:
- 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.

По СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и кондиционирование” расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет -26 град C. Методом интерполяции получим, что в столице удельная тепловая потребность 1-2-этажных жилых домов равняется 173,8 Вт/кв.м, а 3-4-этажных - 97,8 Вт/кв.м.

Во-вторых

Определив потребление тепла (Q, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:

G = Q/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:

G = 3,6 х *Q/(c х DT) (кг/ч), где:
c - удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C . Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.м.

В третьих

Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления 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).

В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.

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.

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).

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 электроэнегию.

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.

По заданию требовалось расчитать циркуляционный насос для двухтрубной системы отопления с поэтажной разводкой трубопроводов от коллектора. 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. Этим условиям отвечает насос HZ 401 (Deutsche Vortex) или UPS 25-40 (Grundfos).

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,

В дополнение

Опираясь на данную методику, некоторые производители насосов разрабатывают и более удобные и точные способы подбора оборудования для систем отопления. В частности, можно порекомендовать читателям диаграммы, представленные в каталоге “Бессальниковые циркуляционные насосы” фирмы Grundfos.

Материал с сайта: http://www.teplograd.ru

Насос должен соответствовать параметрам системы отопления

Современные отопительные системы, особенно в зданиях большой площади, нуждаются в постоянном движении теплоносителя по трубам и радиаторам. Это нужно для того, чтобы тепло равномерно распределялось по всей системе. При этом увеличивается теплоотдача и скорость прогрева помещений. Поэтому правильный подбор циркуляционного способен обеспечить комфортный уровень температуры в любом доме. Именно это устройство предназначено для продвижения потока теплоносителя по трубам и батареям.

Давайте обсудим, как выбрать наиболее эффективный тип насоса для отопительной системы, вне зависимости от источника энергии - будь то газ, электричество, жидкое или твердое топливо.

Типы насосов циркуляции

Промышленность выпускает очень много разновидностей насосов для системы топления. Все их не перечислить, да и не нужно этого делать. Остановимся на двух основных типах - насосах с мокрым ротором и сухим.

Параметры системы отопления

Но сначала нужно разобраться в некоторых характеристиках, которые определяют выбор того или иного насоса:

Площадь помещений, которые необходимо отапливать.
Уровень температуры в здании - он может отличаться в зависимости от его назначения. Например, в жилом доме, в учреждениях медицинского, школьного и дошкольного профиля температура всегда должна быть выше, нежели в производственных помещениях.
Температура теплоносителя на входе и выходе отопительной системы.
Тип отопительного котла, его оснащенность различными функциональными устройствами и автоматическими системами контроля и блокировки.
Напор теплоносителя - его давление в трубах и радиаторах.
Этажность здания.
Тип теплоносителя.

Важно! Насос для циркуляции теплоносителя представляет собой обычный электродвигатель, который состоит из неподвижной части - статора и подвижной - ротора. На одной части вращающегося ротора установлена крыльчатка, в составе которой находятся лопасти. При их вращении создается разрежение воды, в результате чего возникает ее движение.

Есть отопительные котлы старого образца, в которых нет насоса, и циркуляция теплоносителя происходит под действием силы тяжести. Она определяется небольшим уклоном труб и разностью в плотности холодной и горячей воды. Поскольку горячая вода легче холодной, она по законам физики поднимается вверх, переходя самотеком в трубы и радиаторы. Отдав тепло через поверхность данных приборов, остывшая вода возвращается в котел отопления для последующего нагрева. При этом на выходе котла температура жидкости всегда выше, чем на входе - разность температур также способствует движению воды.

При желании хозяина сделать систему отопления более эффективной, ему придется вваривать циркуляционный насос в трубопровод перед отопительным устройством. Это дорого, да и качество такого монтажа не дает 100% гарантии, что система будет работать успешно.

В современных устройствах отопления насосы уже входят в их состав, и в этом явное преимущество отопительных котлов с принудительной циркуляцией. Однако старых изделий эксплуатируется еще достаточное количество. Поэтому подбор циркуляционного насоса для системы отопления является насущной задачей многих владельцев частных домов.

Насос с мокрым ротором

Насос Grundfos

Название говорит само за себя - ротор двигателя с крыльчаткой расположены в воде или другом виде теплоносителя, который смазывает и охлаждает от перегрева конструкцию устройства. Ротор находится в отдельном корпусе, который изготовлен из металлов, не подверженных коррозии - нержавеющей стали, бронзы или латуни.

Преимущества данного изделия:

Небольшой шум при работе.
Не требуется частое обслуживание и ремонт.
Низкая цена.

Недостаток - низкий уровень КПД. Поэтому подобные устройства предназначены для систем отопления в домах с небольшой площадью. Здесь не требуется значительная мощность насоса, и применяется небольшой объем теплоносителя.

Сухой насос циркуляции

В этом изделии ротор отделен от жидкости небольшими уплотнительными частями, а крыльчатка участвует непосредственно в движении теплоносителя.

Достоинства:

возможность создания мощных насосов, способных продвигать большое количество воды
высокий коэффициент полезного действия

Недостатки:

частое обслуживание, так как быстро изнашиваются уплотнительные соединения, поэтому требуется их смазка
громкий шум в период эксплуатации требует отдельного помещения для такого насоса

Сухие насосы чаще всего применяют в многоэтажных зданиях с площадью более 300 квадратных метров.

Как правильно выбрать циркуляционный насос

Они отличаются своими характеристиками

Для правильного выбора существует много разных формул. Однако рядовому потребителю в них очень трудно разобраться. Поэтому есть более простой способ. Суть его такова:

Для определения количества воды нужно приравнять одну единицу мощности котла в 1 киловатт к 1 литру теплоносителя в минуту. То есть - если отопительное устройство имеет мощность в 20 кВт, то за одну минуту через его теплообменник проходит 20 литров жидкости. Этот параметр приблизителен, но проверен практикой.
Скорость движения жидкости в трубах обычно определяется величиной 1,5 метра за одну секунду.
На 10 метров отопительной системы требуется напор насоса величиной 0,6 метра. Если длина труб и батарей составляет 80 метров, то напор циркуляционного насоса должен составлять 4,8 метра.
Зависимость расхода жидкости от размеров отопительных труб можно легко определить из таблицы:

Если диаметр труб небольшой, то мощность насоса растет. Чем шире труба, тем меньше потребуется мощности циркуляционного устройства.

Все расчеты носят приблизительный характер, поэтому при большой протяженности и сложной конструкции труб и радиаторов подбор насоса для системы отопления следует поручить специалистам. Мощность насоса должна процентов на 10 превышать расчетные параметры. Это необходимо для стабильной и эффективной работы всей отопительной системы.

В каком месте лучше ставить циркуляционный насос

Монтаж насоса

Традиционной считается установка насоса на обратке, то есть на входе жидкости, которая прошла через систему отопления и имеет более низкую температуру. Современные устройства можно устанавливать в любом удобном месте, особенно с мокрым ротором.

При этом следует соблюдать простые правила:

Расширительный бак с водой должен располагаться выше самой высокой точки трубопровода не менее чем на 1 метр. При естественном движении теплоносителя данное устройство обычно устанавливали на чердаке, что грозило перемерзанием воды в самые холодные зимние месяцы. А это могло обернуться аварией всей отопительной системы. Чтобы исключить такой риск, хозяин должен был тщательно утеплять расширительный бачок, а также постоянно контролировать состояние и уровень теплоносителя.
Расширительный бак можно врезать в наивысшее место расположения труб и батарей.
В удобном месте необходимо установить байпас для обвода принудительной системы циркуляции. Это актуально при повреждении насоса или возникновении перебоев в сети электрического тока.
Для предотвращения скопления воздуха в системе отопления необходимо в байпасе или наивысших точках труб врезать кран Маевского или элемент автоматического отвода воздуха.

Заключение

Предназначен для принудительного движения теплоносителя. Его установка обеспечивает быстрый прогрев помещений и создает более комфортную температуру.

А правильный подбор данного устройства повысит эффективность работы отопительного котла и сократит расходы на оплату энергоносителей.

Перед тем как выбрать насос для отопления, необходимо уяснить один важный момент, заключающийся в следующем – выбор зависит от ряда показателей, которые определяют возможности устройства.

Как выбрать насос?

Используемые в настоящее время отопительные системы, предназначенные для автономной работы, в большинстве случаев оснащаются насосами циркуляционного типа. Подобные устройства значительно увеличивают эффективность работы и повышают надежность оборудования. Как следствие, это положительно отражается на их эксплуатационном сроке.

Подбор насоса должен осуществляться по определенным параметрам. Что это за параметры? Расход, напор и количество теплоты, необходимое для прогрева. Величину каждого параметра можно узнать в паспорте любого насоса или посчитать самим.

Расход

Перед тем как выполнить подбор насоса, необходимо посчитать его расход, воспользовавшись простой формулой. Формула следующая: Q = N/(t2-t1), где:

Q – величина, определяющая расход насосного оборудования;
N – мощность теплоисточника (газовая колонка или котел);
t2 – показатель температуры жидкости, которая выходит из теплоисточника и находится в трубопроводе подающего типа (большинство поставляемых на рынок отопительных котлов работает в пределах +90-95 градусов);
t1 – температура воды, размещающейся в трубопроводе обратного типа (среднестатистический диапазон +60-70 градусов).

Напор

Вторая величина, которая нам понадобится, чтобы осуществить подбор , это напор. Показатель зависит от типа системы отопления. Расчет осуществляется исходя из итогового значения суммарной величины, которая учитывает гидросопротивление. Если система относится к замкнутому типу, этажностью сооружения допустимо пренебречь.
Для подсчета напора можно воспользоваться упрощенной формулой: Н=R*L*ZF, где:

Н – величина напора в метрах;
R – сопротивление прямой трубы;
L – длина всех труб системы;
ZF – коэффициент умножения при использовании шаровых кранов равен 1,3.

Правильный монтаж системы обеспечит гидравлическое давление в виде 2-4 м водного столба. Такая величина идентична для стандартных отопительных комплексов, использующихся в основном в малоэтажных жилых постройках.

Потребность в тепле

При выборе насоса для отопления также следует учитывать потребность сооружения в теплоте. Как правило, этот показатель указывается в паспортах, выдаваемых различным строениям. Но иногда его там нет. Переживать не стоит, так как параметр легко рассчитать своими силами.

Отопительные стандарты разнятся между собой в зависимости от установленных в стране правил. Они нужны для расчетов количества тепла на 1 м². В качестве примера давайте возьмем европейские требования. Для прогрева 1 м² одноквартирного или двухквартирного жилого сооружения надо 100 Вт мощности. В многоквартирных домах показатель снижается до 70 Вт.

Параметры насоса подбираются так, чтобы в течение часа через него прогонялся троекратный полный объем теплоносителя.

У нас в стране необходимую потребность в теплоте можно подобрать по СНиП. Документ регламентирует как отопление, так и кондиционирование вместе с вентилированием. Перечислять все величины нет смысла. Для каждого региона они разные. Учитывайте, что при подборе циркуляционного насоса необходимо не только найти параметр для 1 м², но и умножить его на общую площадь.

Выбираем оборудование

Чтобы выбрать оборудование лучше всего воспользоваться специальными каталогами, в которых указаны технические характеристики агрегатов отопления разных производителей. Однако не стоит смотреть только на эксплуатационные свойства. Не забывайте об установке и требованиях относительно регулярного использования.

Некоторые рекомендуют покупать насосы с заниженными параметрами расхода, напора и потребности в теплоте. Почему? Расчеты дают предельные показатели, которые в действительности достигаются редко.Вследствие этого циркуляционные насосы не слишком часто подвергаются существенным нагрузкам.

Требования к монтажу

Обычно установкой оборудования занимаются специалисты той фирмы, где оно было куплено. Новоиспеченному владельцу не надо особо думать, как подобрать и установить насос. Выполнять данную работу своими руками – непростое решение.

Более рационально разместить насос на подающем трубопроводе, где обычно меньше гидростатическое давление.

Место для врезки

Монтаж оборудования в составе системы, включающей радиаторы, осуществляется на линии обратного типа рядом с котлом. Именно там наблюдаются самые низкие температурные условия. В домах либо квартирах, площадь которых не превышает 200 м², приведенное правило считается довольно условным. Температура теплового носителя в районе подачи и обратки разнится всего на пару градусов. При таких условиях месторасположение оборудования особой роли не играет.

Условия для монтажа

Лучше всего насос ставить на этапе обустройства всей отопительной системы. Если она уже действует, тепловой носитель придется слить. При наличии перекрывающих кранов на исходящем и входящем трубопроводе, в этом нет никакой необходимости. Необходимо попросту закрыть доступ к теплоносителю и поставить насос.

Непосредственно подключение

В некоторых случаях сложно подобрать необходимые переходники для оборудования. Поэтому лучше выбирать насос с разъемными резьбовыми соединениями. Необходимо также приобрести фильтр, обратный клапан и байпас. При установке следует учесть возможность дальнейшего обслуживания.

При установке следует учесть возможность дальнейшего обслуживания.

Установка в систему

Ставьте оборудование, принимая во внимание стрелку на корпусе. Последняя говорит о том, в каком направлении движется тепловой носитель. На входе в циркуляционный насос необходимо вмонтировать очистительный фильтр. Участки резьбовых соединений обрабатываются герметизирующим составом. Между сопряженными элементами нужна прокладка.

Схема монтажа.

Положение агрегата – горизонтальное, иначе велика вероятность преждевременного выхода из строя ротора. Когда насос займет нужное место, заполните его тепловым носителем. Затем откройте центральный винт. Ищите его на верхней крышке. Не пугайтесь, когда из отверстия появится немного жидкости. Так и должно быть. Это удаляются излишки воздуха из системы.

На теплых полах оборудование требуется ставить на подающих линиях. Это предотвратит попадание воздуха в трубопроводы отопительной системы и разрыв действующего потока.

Подключение к сети

Перед установкой нужно убедиться в наличии свободного доступа к электросети или сделать проводку кабеля. к сети электрического питания возможно по двум вариантам. Первый – обычная вилка. Второй – специальный электрический автомат.