Розрахунок циркуляційного насоса для опалення в прикладах та формулах

Сучасну автономну систему опалення неможливо уявити без гарного циркуляційного насоса. За допомогою цього корисного пристрою можна в кілька разів підвищити якість обігріву житла та ефективність роботи опалювального обладнання. , а також врахувати низку важливих практичних нюансів.

Навіщо потрібен насос у системі опалення?

Більшості жителів верхніх поверхів у багатоквартирних будинках добре знайоме таке холодні батареї. Це результат відсутності в системі тиску, необхідного для її нормальної роботи. : у найдальшій точці опалювальної системи труби та радіатори надто холодні. Ефективно вирішити проблему допоможе циркуляційний насос. Зверніть увагу, що системи опалення з природною циркуляцією теплоносія можуть бути цілком ефективними у невеликих приватних будинках, але навіть у цьому випадку є сенс подумати про примусову циркуляцію, оскільки при правильному налаштуванні системи це дозволить знизити загальні витрати на опалення. .

Спрощено такий насос є мотором з ротором, який занурений у теплоносій.Наприклад, встановивши пристрій на максимум, можна швидко прогріти остиглий без господарів будинок. Потім відновлюють налаштування, які дозволяють отримати найбільшу кількість тепла за мінімальних витрат. Розрізняють моделі циркуляційних насосів із «сухим» та «мокрим» ротором. У першому випадку ротор насоса занурений у рідину лише частково, а в другому – повністю. Насоси з «мокрим» ротором видають при роботі менше шуму.

Як визначити параметри насоса?

Правильно підібраний водяний насос для опалення має вирішувати два завдання:

• створювати у системі натиск, здатний подолати гідравлічний опір окремих її елементів;
• забезпечувати переміщення системою достатньої для обігріву будівлі кількості тепла.

Виходячи з цього, при виборі циркуляційного насоса слід розрахувати потребу будівлі теплової енергії, а також загальний гідравлічний опір усієї опалювальної системи. Без цих двох показників підібрати потрібний насос просто неможливо.

Корисна інформація про вибір циркуляційного насоса міститься у наступному відеоматеріалі:

Розрахунки продуктивності насоса

Продуктивність насоса, яку в розрахункових формулах зазвичай позначають як Q, відображає кількість тепла, яка може бути переміщена за одиницю часу. Формула для розрахунків виглядає так:

• Q - об'ємна витрата, куб. м/год;
• R - необхідна теплова потужність для приміщення, кВт;
• TF – температура на подачі в систему, градусів Цельсія;
• TR – температура на виході із системи, градусів Цельсія.

Потреба приміщення у теплі (R) розраховується залежно від умов. У Європі прийнято розраховувати цей показник, виходячи з нормативу:

• 100 Вт/кв.м площі невеликого приватного будинку, де не більше двох квартир;
• 70 Вт/кв. м площі багатоквартирного будинку.

Якщо розрахунки проводяться для будівель з низькою теплоізоляцією, значення показника слід збільшити. Для розрахунків за приміщеннями на виробництві, а також по будинках з дуже високим ступенем теплоізоляції рекомендується використовувати показник у межах 30-50 кВт/кв. м.

За допомогою цієї таблиці можна більш точно розрахувати потребу в тепловій енергії для приміщень різного призначення та з різним рівнем теплоізоляції.

Розрахунок гідравлічного опору системи

Наступним важливим показником є ​​гідравлічний опір, який необхідно буде подолати циркуляційному насосу. Для цього слід розрахувати висоту всмоктування насосу. Зазвичай цей показник позначають як H. Можна використати таку формулу:

• R1, R2 – втрата тиску на подачі та звороті, Па/м;
• L1, L2 – довжина лінії подавального та зворотного трубопроводу, м;
• Z1,Z2…..ZN – опір окремих елементів опалювальної системи, Па.

Для визначення R1 та R2 слід скористатися наведеною нижче таблицею:

У цій таблиці представлені додаткові дані для більш точного розрахунку гідравлічного опору, що виникає в опалювальній системі приватного будинку

Гідравлічний опір окремих елементів і вузлів опалювальної системи зазвичай зазначено в технічній документації, що їх супроводжує. Якщо з якоїсь причини такої документації немає, можна скористатися зразковими даними:

• котел - 1000-2000 Па;
• змішувач - 2000-4000 Па;
• термостатичний вентиль - 5000-10000 Па;
• тепломір - 1000-15000 Па.

Для інших частин опалювальної системи дивіться дані у цій таблиці:

Якщо технічна документація з якихось причин втрачена, можна розрахувати гідравлічний опір окремих елементів опалювальної системи за допомогою даних, наведених у цій таблиці

Кількість швидкостей циркуляційного насосу

Більшість сучасних моделей циркуляційних насосів мають можливість регулювати швидкість роботи пристрою. Найчастіше це тришвидкісні моделі, за допомогою яких можна коригувати кількість тепла, що надходить до приміщення. Так, при різкому похолоданні швидкість роботи насоса збільшують, а у разі потепління зменшують, щоб температура повітря в кімнатах залишалася комфортною для проживання.

Для перемикання швидкостей є спеціальний важіль, розміщений на корпусі пристрою. Великою популярністю користуються моделі циркуляційних насосів, які мають систему автоматичного регулювання швидкості роботи пристрою в залежності від зміни температури зовнішнього повітря.

Слід зазначити, що це лише один із варіантів такого роду розрахунків. Деякі виробники використовують при підборі насоса дещо іншу методику обчислень. Можна попросити виконати всі розрахунки кваліфікованого спеціаліста, повідомивши про деталі пристрою конкретної опалювальної системи та описуючи умови її роботи. Зазвичай розраховуються показники максимального навантаження, коли буде працювати система. У реальних умовах навантаження на обладнання буде нижче, тому можна сміливо купувати циркуляційний насос, характеристики якого дещо нижчі за розрахункові показники. Придбання потужнішого насоса не є доцільним, оскільки це призведе до непотрібних витрат, але роботу системи не покращить.

Після того, як усі необхідні дані отримані, слід вивчити напірно-витратні характеристики кожної моделі з урахуванням різних швидкостей роботи. Ці показники можуть бути представлені у вигляді графіка. Нижче наведено приклад такого графіка, на якому відмічені розрахункові характеристики пристрою.

За допомогою цього графіка можна підібрати відповідну модель циркуляційного насоса для опалення за показниками, розрахованими для системи конкретного приватного будинку

Точка А відповідає необхідним показникам, а точкою позначені реальні дані конкретної моделі насоса, максимально наближені до теоретичних розрахунків. Чим менша відстань між точками А та В, тим краще підходить модель насоса для конкретних умов експлуатації.

Декілька важливих зауважень

Як зазначалося вище, розрізняють циркуляційні насоси з «сухим» і «мокрим» ротором, ні з автоматичної чи ручної системою регулювання швидкостей. Фахівці рекомендують використовувати насоси, ротор яких повністю занурений у воду, не тільки через знижений рівень шуму, але й тому, що такі моделі справляються з більш успішним навантаженням. Встановлення насоса здійснюється таким чином, щоб вал ротора розташовувався горизонтально. Докладніше про встановлення читайте тут.

При виробництві високоякісних моделей використовується міцна сталь, а також керамічний вал та підшипники. Термін експлуатації такого пристрою становить щонайменше 20 років. Не варто вибирати для системи гарячого водопостачання насос із чавунним корпусом, оскільки за таких умов він швидко зруйнується. Перевагу варто віддати нержавійці, латуні чи бронзі.

Якщо під час роботи насоса в системі з'являється шум, це не завжди говорить про поломку. Нерідко причина цього явища - повітря, що залишилося в системі після запуску.Перед пуском системи слід спустити повітря через спеціальні клапани. Після того, як система пропрацює кілька хвилин, потрібно повторити процедуру, а потім відрегулювати роботу насоса.

Якщо запуск здійснюється з використанням насоса з ручним регулюванням, необхідно спочатку встановити прилад на максимальну швидкість роботи, у регульованих моделях під час пуску опалювальної системи слід просто вимкнути блокування.