Как рассчитать циркуляционный насос для отопления дома

Для повышения качества отопления необходимо установить циркуляционный насос. Модель, правильно подобранная по основным параметрам, в несколько раз ускорит движение горячей воды по контуру. Это даст более равномерный и качественный обогрев и одновременно поможет снизить расход ресурсов. Результат – хорошая работа отопительной системы и минимальная оплата. Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, чтобы улучшить обогрев дома и оптимизировать расходы на оплату?

Что нужно знать для расчета мощности циркуляционного насоса

Чтобы рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, нужно понимать, какие функции он будет выполнять. У прибора две основные задачи:

  • создание напора воды, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления узлов системы;
  • перекачивание по контуру такого объема горячей воды, который обеспечит эффективный прогрев всех помещений здания.

Для полноценного расчета мощности циркуляционного насоса отопления необходимо определить следующие параметры:

  • Расход насоса (его еще называют производительностью или подачей). Это показатель объема воды, который устройство способно перекачать за 1 час. Расход измеряют в м.куб./ч.
  • Напор. Этот показатель определяет гидравлическое сопротивление, которое преодолевает насос и измеряется в метрах.

Желательно, чтобы расчетами занимался опытный инженер. Если нет возможности обратиться к специалисту, можно выяснить нужные показатели с помощью формул и таблиц. Определив напор и расход насоса, вычисляют нужную производительность и подбирают подходящую модель по каталогу. Если купить прибор с регулируемой производительностью, то задача еще облегчается. В этом случае небольшие ошибки в расчетах не будут принципиально важны.

Как выяснить показатель расхода насоса

Формула расчета выглядит так: Q=0,86R/TF-TR

Q – расход насоса в м.куб./ч;

R – тепловая мощность в кВт;

TF – температура теплоносителя в градусах Цельсия на входе в систему,

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.

Формула и таблицы расчета гидравлического сопротивления

В трубах, запорной арматуре и любых других узлах системы отопления возникает вязкое трение, которое приводит к потерям удельной энергии. Это свойство систем называют гидравлическим сопротивлением. Различают трение по длине (в трубах) и местные гидравлические потери, связанные с наличием клапанов, поворотов, участков, где изменяется диаметр труб и т.п. Показатель гидравлического сопротивления обозначают латинской буквой «H» и измеряют в Па (паскалях).

Формула расчета: H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

R1, R2 обозначают потери давления (1 – на подаче, 2 – на обратке) в Па/м;

L1, L2 – длина трубопровода (1 – подающего, 2 – обратного) в м;

Z1, Z2, ZN – гидравлическое сопротивление узлов системы в Па.

Чтобы облегчить расчеты потерь давления (R), можно воспользоваться специальной таблицей, где учтены возможные диаметры труб и приведены дополнительные сведения.

Усредненные данные по элементам системы

Гидравлическое сопротивление каждого элемента системы отопления приведено в технической документации. В идеале следует воспользоваться характеристиками, указанными производителями. При отсутствии паспортов изделий можно ориентироваться на примерные данные:

  • котлы – 1-5 кПа;
  • радиаторы – 0.5 кПа;
  • вентили – 5-10 кПа;
  • смесители – 2-4 кПа;
  • тепломеры – 15-20 кПа;
  • обратные клапаны– 5-10 кПа;
  • регулирующие клапаны – 10-20 кПа.

Сведения о гидравлическом сопротивлении труб из различных материалов можно вычислить по таблице ниже.

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);

Видео: подбор циркуляционного насоса отопления

Выяснив расход и напор циркуляционного насоса, можно найти подходящую по параметрам модель. При этом следует читать техническую документацию к приборам и обращать внимание на маркировку. Обычно на корпусе насоса указан диаметр патрубков, к которым их можно присоединить (первая цифра маркировки), и высота подъема жидкости в дециметрах (вторая цифра). Зная нужные характеристики, легко определиться. А качественная трехскоростная модель обеспечит комфортную температуру в доме при любой погоде, даже если расчеты были не идеальны.

Читайте также:  Как прикрепить мойку к тумбе видео

Опишите свой вопрос максимально подробно и наш эксперт ответит на него

Нельзя было придумать как то по проще определять подбор насосов по мощности, ато так всё усложняют своими уравнениями. Эти уравнения в школе надоели.

Добрый день. Гидравлическое сопротивление каждого элемента нужно считать или хватает показателя одной единицы. К примеру: клапан термостатический для радиатора имеет сопротивление 4кПа, необходимо считать сопротивление каждого клапан или хватит показателя одного клапана.

Видео ни о чем! Поэтому стоит усомниться в вышесказанном…

Насос циркуляции это один из важнейших элементов обязательных устройств в системе отопления частного дома, от правильности его работы зависит гидравлика отопления и теплоотдача батарей либо других источников теплопередачи тепла от греющего котла в отапливаемые помещения. Рассчитать циркуляционный насос для отопления точно практически не возможно без многочисленных знаний, но приблизительно произвести подбор и сделать расчет напора вполне реальная задача для частника. Важны параметры скорости и проходимости отопительной жидкости по трубопроводам дома. Рассчитать циркуляционный насос точно практически не возможно, но приблизительно вполне реальная задача, и нужная при устройстве обогрева дома в зимнее время года! Рассмотрим рекомендованные формулы для упрощенного подбора циркуляционных насосов. Рекомендуется начать расчет насоса с вычисления его производительности.

Важно знать: Высота дома и этажность не имеет значения при подборе циркуляционного насоса!

Производительность циркуляционного насоса

Для расчета производительности циркуляционного насоса для системы отопления в доме необходимо знать один из следующих параметров:

  • а) Отапливаемая площадь помещений;
  • б) Мощность источника тепла (котел).

Если Вам известна отапливаемая площадь всех помещений, сначала надо рассчитать необходимую мощность источника тепла по формуле.

Формула расчета мощности котла в соотношении отапливаемых помещений:

Q — необходимая тепловая мощность, кВт.

S — отапливаемая площадь всех помещений, м2

Q1 — удельное тепло потребление здания:

80 Вт/м2 — многоквартирный дом более 4 этажей

100 Вт/м2 — офисное здание до 4 этажей

120 Вт/м2 — частный дом не более 4 этажей

пример расчета 90 x 120 / 1000 = 10.8 кВт требуется котел для частного дома 90 квадратных метров.

Далее производим расчет производительности насоса по формуле:

Q2 — подача насоса в м3/ч

Q — необходимая тепловая мощность, кВт.

1.16 — удельная теплоемкость воды, Вт.

t1 — температура воды на выходе из котла в C

t2 — температура воды на входе в котел в C

(t1 – t2 ) это разница температур, обычно задается в зависимости от вида системы отопления, для стандартных радиаторных систем это значение 20 C, теплый пол 5, другие низкотемпературные системы 10 или 15 градусов.

Следующим шагом требуется произвести расчет и определить напор насоса.

Расчет напора циркуляционного насоса

Самое важное замечание: напор циркуляционного насоса зависит не от высоты здания! Напор зависит от гидравлического сопротивления отопительной системы в доме. Поэтому необходимо произвести расчет именно сопротивления труб.

Что нужно знать для расчета напора циркуляционного насоса.

Вам нужна схема (проект) системы отопления дома состоящая из всех комплектующих:

  1. Метраж всех трубопроводов отопления в доме
  2. Диаметр этих труб и их сопротивление в Па/м (в интернете легко можно найти таблицы привязанные к вашим трубам в зависимости от выбранного материала)
  3. Количество поворотов и дополнительных деталей (кран, обратный клапан, вентиль).

Расчет сопротивления рассчитывается по формуле:

H — напор насоса в М.

R — сопротивление прямой трубы (шероховатость), Па/м.

I — общая длина труб в доме

∑ Z — сумма местного сопротивления всех деталей (фитинг, кран, клапан, тройник) Значения этих коэффициентов для деталей трубопровода составляет примерно 30% от потерь в прямой трубе, то есть грубо 1.3

p — плотность перекачиваемой жидкости (вода, незамерзающая жидкость) = 971.6

q — ускорение свободного падения, м/с2. = 9.81

В случаях со старыми зданиями и отсутствия документации по системе отопления можно произвести вариант приблизительного расчета напора циркуляционного насоса, упрощенный вариант формулы.

H — напор насоса в М.

R — потери на трение в прямой трубе системы отопления, Па/м.

Пример расчета напора циркуляционного насоса:

Допустим Вы делаете систему отопления из полипропиленовых труб.

Сопротивление (шероховатость) полипропиленовых труб в среднем по диаметрам применяемых для строительства частного дома составляет 120 Па/м

Ориентировочно на 90 м2 дома уходит 60 метров труб при двухтрубной системе (учитывается длинна от источника тепла до самого дальнего радиатора и обратно) и некоторое количество фитинг деталей по общей длине (20 уголков, 10 тройников, 4 крана, 1 обратный клапан.

120 x 60 x 1.3 = 9360 Па/м.

Основы выбора циркуляционного насоса для отопления

После расчета напора и производительности вам требуется определить рабочую точку, у каждого производителя насосов имеется график с указанием рабочих возможностей всего модельного ряда, как бытовых, так и промышленных. Рассматривая график, например насосов фирмы WILO, нужно найти наиболее близкие показатели. Наиболее оптимальная работа насоса в средней трети графика с гидравлическими характеристиками.

Читайте также:  Как правильно пользоваться паяльной станцией

Из расчета примеров для частного дома в 90 м2 с системой отопления из полипропиленовых трубопроводов и алюминиевых радиаторов получается такие данные:

H = 1 м.

Q2 = 0.47 м3/ч.

Как видно из графика Вам подходит насос WILO STAR-RS 25 или 30/2

Модель Star-RS, стандартный циркуляционный

25 или 30/ — Номинальный внутренний диаметр Rp 1" или 1 1/4"

2 — Номинальная высота подачи [м] при расходе Q = 0 м3/ч

Очень часто эта зона выделена толстой линией, очень редко бывает когда расчетная точка совпадает с гидравлической характеристикой насоса. Чаще всего эта точка лежит между характеристиками двух насосов, при выборе конкретной модели насоса не нужно выбирать самый мощный, поскольку даже менее мощный циркуляционный насос полностью обеспечит систему отопления.

В свободной продаже можно найти и други марки циркуляционных насосов согласно расчетным характеристикам, например при выборе марки GRUNDFOS Вы получите более дорогой, но в тоже время более надежный циркуляционный насос. Конечно присутствуют и более выгодные по цене предложения "ХОЗЯИН" , средний сегмент AQUARIO .

В современном мире становится жить проще, нам помогает продвинутая интеллектуальная техника и самостоятельный расчет и подбор насоса уходит в прошлое. Компания ГРУНДФОС производит специальные насосы с функцией AUTOADAPT, автоматическая настройка рабочих характеристик GRUNDFOS модель ALPHA2 25/60 с учетом расхода теплоносителя сопративление труб. Анализируя нагрузку на отопительную систему, насос сам производит расчет и обеспечивает баланс между максимальным уровнем комфорта и минимальным энергопотреблением. GRUNDFOS ALPHA2 спроектированы для циркуляции жидкостей в системах отопления.

Агрегаты в системах обогрева зданий дают дополнительные возможности регулировки режима. Несмотря на дополнительные затраты, связанные с приобретением и установкой циркулярного насоса, суммарные расходы быстро окупаются, позволяя оптимизировать режим отопления.

Перед тем как подобрать циркуляционный насос, расчет основных параметров весьма желателен по следующим соображениям:

  • недостаточная мощность агрегата сделает отопительную систему малоэффективной, а проживание в доме – некомфортным;
  • избыточная мощность приведет к перерасходу затрат на обогрев жилища.

Таким образом, подбор этого специализированного устройства во многом предопределяет успешность работы отопления жилого дома.

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.

Расчеты насосного оборудования

Перед началом расчета уточним функциональное назначение циркулярных агрегатов, применяемых для систем 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 контрольных параметров является производительность насосного оборудования, которая рассчитывается из соотношения:

– количество тепловой энергии, потребляемой в конкретным помещении;

– величина производительности насосного устройства;

– удельная теплоемкость, если как теплоноситель применяется вода, для других видов (трансформаторное масло, антифриз и др.) применяются соответствующие данные;

– разность температуры между прямыми и обратными ветвями отопительной системы, которая может составлять:

  • 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.

Показатель производительности – паспортная характеристика, в технической документации отражается как кубометров за час. Чтобы результат расчета соответствовал привычной для нас форме, его нужно разделить на величину удельного веса воды.

Приведем пример расчета: площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, следовательно, чтобы его обогреть понадобятся затраты энергии в 20000 Вт. Помещение оснащено нормальной системой отопления с разностью температур 20 о С. Используя эти числовые значения в приведенной формуле, получаем:

20000/(1,16 х 20) = 862 кг/час,

перерасчет в привычные величины дает результат

862 / 971,8 = 0,887 м 3 /час.

Читайте также:  Как построить кирпичную стену

Для отопления указанного помещения понадобится насос с производительностью не менее 0,9 м 3 /час. Этот показатель нужно искать в паспорте.

Для расчета этой характеристики можно применить и такую формулу:

G = 3,6Q/(c x dT) кг/час, где

с – удельная теплоемкость носителя, применяемого в отоплении.

Проше всего выбрать насос, если уже известна мощность котла. В этом случае можно применить соотношение:

Q – производительность агрегата;

N – мощность котла;

dT – разность температур на выходе из котла и на обратке.

На представленном выше фото показано правильное подключение агрегата для системы отопления с использованием байпаса. Такое размещение позволяет пустить поток жидкости обходным путем при необходимости производства ремонтных работ или замены насоса без остановки функционирования отопительной системы. Смотрите как сделать отопление в честном доме самостоятельно.

Важно! Расположение ротора только горизонтальное! Направление потока указано стрелкой на корпусе.

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:

P – величина давления;

R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;

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.

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.

Основные производители

Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.

Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.

Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25 о до +110 о С.

Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.

Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.

Заключение

Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.

Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*