Расчет насоса для системы отопления: подбираем оптимальный насос по ключевым параметрам
Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.
Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат
Сферы использования циркуляционных насосов
Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.
При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.
Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики
Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.
По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.
Устройство циркуляционного насоса для отопления
Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.
Для чего необходимо выполнять расчет
Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:
- создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
- обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.
При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:
- общую потребность здания в тепловой энергии;
- суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.
Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений
После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.
Как правильно рассчитать производительность насоса
Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:
Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.
Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса
Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:
- частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м 2 ;
- многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м 2 площади их помещения.
В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м 2 .
Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы
На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:
Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.
Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания
Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.
Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:
- отопительный котел – 1000–2000 Па;
- сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
- термоклапан – 5000–10000 Па;
- прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.
Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.
Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей
Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.
Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.
Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности
Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.
В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.
Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.
Как рассчитать насос для отопления: примеры расчетов и правила подбора оборудования
Циркуляционный насос — это небольшое по размеру устройство, главная задача которого заключается в улучшении работы и повышении производительности системы отопления. Он врезается непосредственно в трубопровод, оптимизируя скорость перемещения теплового носителя. Благодаря чему даже дом с большой жилой площадью будет обогреваться достаточно быстро.
Чтобы купить оптимальную модель, предстоит разобраться с тем, как рассчитать насос для отопления и на какие нюансы ориентироваться при выборе. Именно этим вопросам посвящена наша статья — в этом материале мы рассмотрели пример расчета оборудования, уделили внимание принципу работы и основным разновидностям насосов.
Также мы привели рекомендации по выбору, монтажу и безопасной эксплуатации насосного оборудования, снабдив статью наглядными и фото и подходящими видеороликами с расчетом необходимой мощности прибора и советами по его монтажу в отопительный контур.
Принцип работы и назначение насоса
Основная проблема жителей последних этажей многоквартирной постройки и владельцев загородных коттеджей — это холодные батареи. В первом случае теплоноситель просто-напросто не доходит до их жилья, а во втором — не обогреваются самые дальние участки трубопровода. А все это из-за недостаточного давления.
Когда необходимо применять насос?
Единственным правильным решением в ситуации с недостаточным давлением будет модернизация отопительной системы с теплоносителем, циркулирующим под действием силы гравитации. Здесь поможет установка насоса. Основные схемы организации отопления с насосной циркуляцией рассмотрены здесь.
Этот вариант будет эффективен и для владельцев частных домов, позволяя ощутимо уменьшить расходы на отопление. Существенное преимущество такого циркуляционного оборудования — возможность менять скорость движения теплоносителя. Главное, не превышать максимально допустимые показания для диаметра труб своей отопительной системы, чтобы избежать излишнего шума при работе агрегата.
Так, для жилых комнат при условном проходе труб в 20 и более мм скорость составляет 1 м/с. Если установить этот параметр на самое высокое значение, то можно за максимально короткое время прогреть дом, что актуально в случае, когда хозяева были в отъезде и постройка успела остыть. Это позволит получить максимальное количество тепла при минимальных затратах времени.
Принцип работы прибора
Циркуляционный агрегат функционирует за счет электродвигателя. Он забирает нагретую воду с одной стороны и подталкивает в трубопровод, находящийся с другой. А с этой стороны снова поступает новая порция и все повторяется.
Именно за счет центробежной силы тепловой носитель перемещается по трубам системы обогрева. Процесс функционирования насоса немного напоминает работу вентилятора, только циркулирует не воздух по комнате, а теплоноситель по трубопроводу.
Корпус устройства обязательно выполняется из устойчивых к коррозии материалов, а для изготовления вала, ротора и колеса с лопастями обычно используется керамика.
Основные виды насосов для отопления
Все предлагаемое производителями оборудование делится на две большие группы: насосы «мокрого» или «сухого» типа. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, что обязательно нужно учитывать при выборе.
Оборудование «мокрого» типа
Насосы отопления, называемые «мокрыми», отличаются от своих аналогов тем, что их рабочее колесо и ротор помещен в тепловой носитель. При этом электрический мотор находится в герметичном боксе, куда влага попасть не может.
Этот вариант — это идеальное решение для небольших загородных домов. Такие устройства отличаются своей бесшумностью и не нуждаются в тщательном и частом техническом обслуживании. К тому же они легко ремонтируются, настраиваются и могут применяться при стабильном или слабо изменяющемся уровне расхода воды.
Что касается недостатков, то указанная выше категория отличается низкой производительностью. Обуславливается этот минус невозможностью обеспечения высокой герметичности гильзы, разделяющей тепловой носитель и статор.
«Сухая» разновидность приборов
Для этой категории устройств характерно отсутствие прямого контакта ротора с, перекачиваемой им нагретой, водой. Вся рабочая часть оборудования отделена от электрического двигателя резиновыми защитными кольцами.
Главная особенность такого отопительного оборудования — большая эффективность. Но из этого преимущества вытекает существенный недостаток в виде высокой шумности. Решается проблема путем установки агрегата в отдельной комнате с хорошей звукоизоляцией.
При выборе стоит учитывать тот факт, что насос «сухого» типа создает завихрения воздуха, поэтому мелкие частицы пыли могут подниматься, что негативно скажется на уплотнительных элементах и, соответственно, герметичности устройства.
Производители решили эту проблему так: при работе оборудования между резиновыми кольцами создается тонкий водяной слой. Он выполняет функцию смазки и предотвращает разрушение уплотнительных деталей.
Приборы, в свою очередь, делятся на три подгруппы:
- вертикальные;
- блочные;
- консольные.
Особенность первой категории заключается в вертикальном расположении электродвигателя. Такое оборудование стоит покупать только в том случае, если планируется перекачка большого объема теплового носителя. Что касается блочных насосов, то они устанавливаются на ровной бетонной поверхности.
Консольные устройства характеризуются расположением всасывающего патрубка с наружной стороны улитки, в то время как нагнетательный находится на корпусе с противоположной.
Более подробно об устройстве и принципе работы насосов мы говорили в этой статье.
На что ориентироваться при выборе насоса?
Подбор насоса для автономного отопления нужно делать исходя из гидравлических характеристик системы обогрева загородного дома. Поэтому перед посещением магазина предстоит подсчитать оптимальное количество тепла, которое потребуется для поддержания в комнатах комфортной для проживания температуры.
Грамотно выполнить гидравлический расчет поможет дополнительная информация, с которой предстоит ознакомиться. Или можно воспользоваться советами компетентного специалиста.
На оптимальное для конкретного объекта количество тепла влияет множество факторов:
- материал, который использовался для возведения и утепления стен;
- климатические условия;
- особенности перекрытий и полов;
- наличие термостатических вентилей;
- характеристики стеклопакетов, установленных в коттедже.
При выборе насоса для автономного отопления особое внимание следует уделить сфере применения конкретной модели, количеству скоростей и уровню шума. Также не последнюю роль играет производитель и цена оборудования.
Критерий #1 — область применения оборудования
В большинстве случаев специалисты советуют устанавливать насосы отопления, роторы которых целиком погружены в тепловой носитель. Ведь помимо небольшого уровня шума такого рода агрегаты более успешно справляются с высокой нагрузкой.
Как результат, система с «мокрым» оборудованием прослужит дольше, будет легче поддаваться ремонту и не потребует к себе чрезмерного внимания.
Отдавайте предпочтение моделям, для изготовления которых используется прочная сталь и подшипники, а вал выполнен из керамики. Их преимущество заключается в сроке службы, который составляет не менее двух десятков лет.
Если выбор пал на насос отопления «мокрого» вида, то нужно учитывать, что его не стоит устанавливать в систему обогрева коттеджа открытого типа. Ведь в этом случае нагретая вода, которая смазывает механизм, содержит в своем составе разнообразные примеси.
Например, микрочастицы песка могут засорить зазор между ротором и статором, что приведет к скорой поломке насоса.
Что касается открытых систем, то в них такого рода оборудование может функционировать годами. При этом оно не будет нуждаться в каком-либо специализированном обслуживании.
Критерий #2 — расчет оптимальной мощности
Производительность насоса, предназначенного для работы в системе отопления, можно вычислить самостоятельно. Для этого понадобится общая длина трубопровода, по которому оборудованию предстоит перекачивать теплоноситель.
На каждые 10 метров длины берем 0,6 метра напора устройства. Так, для небольшого дома с длиной отопительного контура в 70 метров понадобится насос напором в 4,2 метра.
Можно пойти другим путем и посчитать этот показатель по формуле:
Q = 0,86*R/TF-TR,
- R — потребность помещения в тепле;
- TF и TR показывают температуру теплоносителя при подаче в систему и на ее выходе соответственно. При этом используются значения в градусах Цельсия.
В европейских странах в качестве параметра R преимущественно используются два значения: 100 Вт/м 2 — для дома, где расположено одна или две квартиры, и 70 Вт/м 2 — для многоквартирных построек.
Приведенный выше метод — это только один из множества способов вычисления оптимальной мощности циркуляционного насоса. Выполнить максимально точные расчеты сможет только квалифицированный специалист.
Критерий #3 — количество скоростей и шумность насоса
Основная особенность современных моделей насосов — это возможность их настройки. Регулировать мощность можно путем переключения скорости работы агрегата.
На сегодняшний день больше всего распространены модели с тремя скоростями. Это позволяет при резком похолодании максимально быстро обогреть жилые помещения, а в случае потепления уменьшить производительность прибора, сэкономив при этом электроэнергию.
Если нужно купить оборудование, издающее минимально возможный шум, то лучшим выбором будет насос «мокрого» типа.
В случае установки агрегата с «сухим» ротором при его работе будет слышен посторонний звук, появляющийся в результате вращения вентилятора, охлаждающего электрический двигатель. Поэтому такое устройство лучше устанавливать в отдельной комнате, а для жилой выбрать что-то менее громкое.
Далеко не всегда посторонний шум, появляющийся при запуске, свидетельствует о неисправности. Довольно часто это происходит из-за воздуха, который остался в системе отопления. Для решения этой проблемы рекомендуется перед запуском спустить воздух при помощи специальных клапанов.
Критерий #4 — производитель и цена оборудования
После того как были осуществлены все необходимые расчеты, можно приступать к просмотру каталога с циркуляционными насосами. Лучше делать заказ на тех веб-ресурсах, где есть продуманная система фильтрации продукции. Это позволит быстро найти модели с оптимальными характеристиками.
На нынешнем рынке предлагается богатый выбор насосов для систем отопления. Сотни производителей говорят, что их продукция отличается надежностью, качеством и долговечностью. Но далеко не всегда заявленные характеристики соответствуют реальным. Поэтому лучше заказывать оборудование, изготавливаемое производителями, которые заявили о себе на весь мир.
В список известных и надежных фирм, занимающихся выпуском насосов для систем отопления, следует внести такие бренды:
- Halm;
- Wilo;
- Ebara;
- DAB;
- AlfaStar;
- Pedrolo;
- Grundfos.
Стоимость агрегатов для организации принудительной перекачки теплоносителя полностью зависит от мощности, вида насоса и бренда. Как правило, цена оборудования варьируется в диапазоне от 60 до 220 долларов. Рекомендуем ознакомиться с десяткой лучших насосов на отопление по мнению пользователей.
Что касается отечественных производителей, то они бытовое оборудование не изготавливают, а предлагают только модели, предназначенные для использования в промышленных целях.
Особенности монтажа циркуляционного насоса
Чтобы обеспечить эффективную работу системы обогрева дома, следует правильно подобрать место в отопительном кольце для установки оборудования. Рекомендуется найти тот участок, где в области всасывания теплового носителя всегда наблюдается избыточное давление воды. Известно несколько методик, при помощи которых можно искусственным образом добиться этого условия.
Первый способ заключается в подъеме расширительного бака на 0,8 м по отношению к самому высокому участку трубопровода. Реализовать это можно только в том доме, где это позволяют сделать потолки. Неплохим решением будет установить расширительный бак на чердаке. Но в этом случае придется заняться утеплением крыши, чтобы избежать лишних потерь тепла.
Второй метод заключается в перенесении от расширительного бака трубки с подающего стояка и ее врезании в то место, где неподалеку стоит всасывающий патрубок насоса. За счет этого можно создать просто идеальные условия для организации принудительной перекачки горячей воды в системе обогрева дома.
Подробные рекомендации по установке насоса, схема обвязки и пошаговая монтажная инструкция приведена в следующей статье.
Правила и нюансы эксплуатации оборудования
Циркуляционный насос покупается не на год и даже не на два. Поэтому каждый владелец загородного дома должен позаботиться, чтобы оборудование было исправно в течение долгих лет. Добиться надежности и корректности работы устройства можно только в случае правильного и своевременного обслуживания.
В список основных правил эксплуатации насоса отопления необходимо включить следующие аспекты:
- запрещено включать прибор с нулевой подачей;
- убедиться, что оборудование заземлено;
- проконтролировать, чтобы электрический мотор не нагревался выше допустимой нормы;
- проверить соединение в клеммном коробе на наличие/отсутствие повреждений, а все кабели должны быть полностью сухими;
- удостовериться, что во время старта устройства не возникает никакого постороннего шума или вибрации;
- оборудование должно работать с рекомендованным производителем уровнем расхода теплоносителя;
- запрещено запускать циркуляционный насос без воды.
Если оборудование простаивает на протяжении длительного времени, то рекомендуется каждый месяц включать его на 10-30 минут. Такое простое правило поможет избежать окисления и, как результат, блокировки вала.
Особое внимание необходимо уделить температуре теплоносителя. Она не должна превышать 60-65 градусов Цельсия. Если пренебречь этим правилом, то в трубах и внутри насоса будет появляться осадок, который негативно скажется на работе всей системы отопления.
Часто встречаемые поломки
Наиболее распространенная проблема, из-за которой оборудование, обеспечивающее принудительную перекачку теплоносителя, выходит из строя — это его длительный простой.
Чаще всего система отопления активно используется зимой, а в теплое время года отключается. Но так как вода в ней не отличается чистотой, то со временем в трубах выпадает осадок. Из-за накопления солей жесткости между крыльчаткой и насосом агрегат перестает работать и может выйти из строя.
Решается вышеуказанная проблема достаточно легко. Для этого нужно попытаться самостоятельно запустить оборудование, открутив гайку и вручную повернув вал насоса. Нередко такого действия бывает более чем достаточно.
Если прибор все-таки не запустился, то единственным выходом будет демонтаж ротора и последующая основательная чистка насоса от накопившегося осадка солей.
Выводы и полезное видео по теме
О расчете производительности циркуляционного оборудования повествует видео:
Правильная установка является залогом отличной работы любого прибора. Особенности монтажа насоса для отопления в видеоролике:
Система отопления, где для организации движения теплоносителя используется насос, имеет множество достоинств. Но чтобы безошибочно установить ее, придется потратить немного времени на разбор нюансов и выбор оборудования. Только в таком случае можно сделать свой дом поистине теплым и уютным.
Хотите добавить насос в систему отопления, но сомневаетесь в расчетах? Задайте интересующие вас вопросы в блоке комментариев — наши эксперты постараются вам помочь.
А может вы хотите дополнить наш материал полезными замечаниями? Или предложить другой вариант расчета отопительного насоса? Пишите свои замечания и рекомендации под этой статьей.
Формула расчета насоса для системы отопления
При эксплуатации отопительных систем с естественной циркуляцией теплоносителя владельцы квартир и частных домов часто сталкиваются с проблемой недостаточного прогрева радиаторов, установленных в отдаленных комнатах.
Все зависит от протяженности отопительного контура. Если его длина составляет более 30 метров, уровень давления воды становится недостаточным для сохранения необходимой температуры в его максимально удаленных точках.
Чтобы добиться стабильной работы оборудования, используются устройства, обеспечивающие ритмичную циркуляцию теплоносителя. Предварительный расчет насоса для системы отопления дает возможность определить параметры, необходимые для выбора наиболее оптимальной модели.
Для чего необходимы расчеты
Большинство современных систем автономного обогрева, использующихся для поддержания определенной температуры в жилых помещениях, укомплектованы насосами центробежного типа, которые обеспечивают бесперебойную циркуляцию жидкости в отопительном контуре.
За счет увеличения давления в системе можно снизить температуру воды на выходе отопительного котла, сократив тем самым суточный расход потребляемого им газа.
Правильный выбор модели циркуляционного насоса, позволяет на порядок повысить уровень эффективности работы оборудования в отопительный сезон и обеспечить комфортную температуру в помещениях любой площади.
Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность
Чтобы понять сам алгоритм расчета циркулярного насоса, необходимо оттолкнуться от какого-либо параметра, в точности которого сомневаться не приходится. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, в котором планируется установка автономной отопительной системы, и узнать его площадь. Например, возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м².
Следующим шагом будет определение величин, необходимых для расчета.
Нужно узнать три основных параметра:
- Qn — мощность источника тепла (кВт);
- Qpu — производительность циркуляционного насоса, показатель объемной подачи теплоносителя для выбранного нами типа помещения (м³/час);
- Hpu — мощность напора, необходимого для преодоления гидравлического сопротивления системы (м).
Расчет мощности источника тепла (АОГВ)
Для каждого помещения в зависимости от его площади или объема существуют определенные технические нормы мощности источника обогрева.
Для вычисления этого параметра воспользуемся следующей формулой:
Qn = Sn × Qуд ÷ 1000
мощность источника тепла
удельная тепловая потребность помещения
Площадь отапливаемого помещения нам известна (300 м²), а второй показатель зависит от типа сооружения: если это многоквартирный дом, то его значение равно 70 Вт/м², в нашем же случае (отдельно стоящее здание), он составит 100 Вт/м².
Подставим эти значения в формулу и посмотрим, что у нас получится:
300 × 100 ÷ 1000 = 30 кВт.
Итак, мощность отопительного агрегата для нашего помещения составила 30 кВт. Существует еще один метод определения этой величины.
Объем отапливаемого помещения и мощность отопительного агрегата можно найти в следующей таблице.
Объем помещения новый дом (м³)
Напомню, что объем помещения равен произведению его площади на высоту.
- V — объем помещения;
- S — отапливаемая площадь;
- h — высота комнат.
В нашем случае при высоте потолков 2,5 м, он будет составлять:
Ищем этот показатель во второй графе таблицы и получаем те же 30 кВт.
Расчет производительности насоса
Правильный расчет мощности насоса позволяет обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя в любой ее точке. Определив технические характеристики обогревательного котла, можно вычислить производительность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.
Воспользуемся следующей формулой:
Qpu = Qn ÷ kτ × Δt
мощность источника тепла (АОГВ)
коэффициент теплоемкости жидкости
температурный перепад на входе и выходе системы
Если в качестве теплоносителя используется вода, ее удельная теплоемкость составляет 1,164. Если применяется иная жидкость, то значение этого параметра нужно искать в соответствующих таблицах.
При функционирующей отопительной системе значение температурного перепада (Δt ) можно вычислить методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе системы (Δt = t1 – t2 , где t1 – температура на входе отопительного контура, а t2 – температура на выходе с него).
В противном случае придется использовать стандартные показатели. Разница температур на входе и выходе системы (Δt ) колеблется в пределах 10—20 ⁰С.
Возьмем среднее значение — 15 ⁰С и подставим полученные результаты в формулу:
Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 м³/час
Теперь один из пунктов технической характеристики циркуляционного насоса известен.
Расчет необходимой мощности (высоты) напора
Мощность отопительного котла и производительность насоса известны, следующим шагом будет определение напора теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов отопительной системы.
Для этого берутся в расчет тепловые потери на самом протяженном отрезке контура — от источника тепла до дальнего радиатора. Чтобы доставить тепло в любую его точку, мощность напора подаваемой жидкости должна быть выше суммарного гидравлического сопротивления всех отопительных приборов.
Расчет напора насоса отопления производится по следующей формуле:
Hpu = R × L × ZF ÷ 10000
Мощность (высота) напора
Потери в трубах подачи и «обратки»
Протяженность отопительного контура
коэффициент гидравл. сопротивления фасонной и запорной арматуры системы
В зависимости от диаметра труб, значение параметра R находятся в диапазоне 50–150 Па/м (минимальный показатель применим для водопроводных систем с диаметром трубы от 2-х дюймов и выше, для современных пластиковых и металлических труб потери составляют 150 Па/м). Для нашего помещения необходимо использовать максимальное значение.
Если точную длину контура (L) определить сложно, этот параметр рассчитывают, исходя из габаритов отапливаемого помещения. Показатели длины, ширины и высоты дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома составляет 30 м, ширина – 10 м, а высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2,5) × 2, то есть 85 метров.
Самый простой вариант определения значения ZF выглядит следующим образом: при отсутствии термостатического вентиля в системе он равен 1,3, а при его наличии — 2,2.
Для расчета возьмем максимальную величину этого коэффициента и подставим все полученные значения в формулу:
150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 м.
Предложенная методика расчета не является единственной. Для более точного определения напорных показателей насоса существуют формулы, в которых учитывается не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.
Гидравлическое сопротивление
Этим термином выражаются суммарные потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение этой характеристики.
К ним можно отнести:
- вентили;
- клапаны;
- фильтры;
- измерительные и регулирующие приборы;
- радиаторы;
- конвекторы и т. д.
Для точного определения потерь в системе обычно пользуются значениями, указанными в технической документации на каждый компонент отопительного контура.
Если же такой возможности нет, найти эту информацию можно в следующей таблице:
В этом случае для расчета высоты напора удобно воспользоваться несколько иной формулой.
H = 1,3 × (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 + …. + Zn) ÷ 10000, где:
- R1, R2 – потери в трубах подачи и «обратки» (Па/м);
- L1, L2 – длина линий трубопровода подачи и «обратки» (м);
- Z1, Z2 … Zn – потери давления на отдельных элементах системы (Па).
Число, находящееся в знаменателе формулы (10000), – коэффициент пересчета Паскалей в метры.
Выбираем насос
После того, как все необходимые параметры для приобретения циркуляционного насоса определены, можно приступить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражены в графиках соотношения производительности устройства и высоты напора, приложенных к их паспорту. Эти данные можно легко найти в Интернете.
В зависимости от количества скоростей в координатной системе выстроены один, два или три графика с указанием точки оптимального соотношения этих величин. Откладываем по оси Х значение производительности насоса, а по оси Y высоту его напора. Точка пересечения этих параметров должна находиться как можно ближе к точке, указанной на графике – полное их совмещение будет идеальным вариантом.
Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим эксплуатации. Если вы остановитесь на одной из них, то выбор характеристик необходимо проводить по графику, соответствующему второй скорости, то есть среднему. В иных случаях совмещение параметров производится по любому из них.
Цены на разные модели насосов для системы отопления
Как рассчитать насос, если известна мощность котла
Часто возникают ситуации, когда котел приобретается заблаговременно или же насос добавляется в уже функционирующую систему отопления. В этом случае мощность отопительного агрегата известна, и все остальные элементы контура выбираются в зависимости от значения этого показателя.
Для расчета производительности циркуляционного насоса при заданной мощности источника нагрева, пользуются следующей формулой.
Q = N ÷ (t2 — t1), где:
- Q – производительность насоса (м³/час);
- N – мощность отопительного устройства (Вт);
- t2 – температура теплоносителя на входе системы (⁰С);
- t1 – температура жидкости на выходе из контура (⁰С).
Если возможность точно определить указанные параметры подачи и «обратки» отсутствует, воспользуйтесь средним значением температурного перепада — 15 ⁰С.
Количество скоростей у насосов
По своей конструкции насос циркуляционного типа представляет собой электродвигатель, механически связанный с валом крыльчатки, лопасти которой выталкивают из рабочей камеры нагретую жидкость в магистраль отопительного контура.
В зависимости от степени контакта с теплоносителем, насосы делятся на устройства с сухим и мокрым ротором. У первых в воду погружена только нижняя часть крыльчатки, вторые пропускают весь поток через себя.
Модели с сухим ротором отличаются более высоким коэффициентом полезного действия (КПД), но создают ряд неудобств из-за шума во время работы. Их аналоги с мокрым ротором более комфортны в эксплуатации, но обладают меньшей производительностью.
Современные циркуляционные насосы могут эксплуатироваться в двух или трех скоростных режимах, поддерживая различное давление в отопительной системе. Использование этой опции дает возможность на максимальной скорости быстро прогреть помещение, а затем выбрать оптимальный режим работы и сократить энергопотребление устройства до 50 %.
Переключение скоростей осуществляется с помощью специального рычага, установленного на корпусе насоса. Некоторые модели имеют автоматическую систему регулирования, изменяющую скорость вращения двигателя в соответствии с температурой воздуха в отапливаемом помещении.
Полезные рекомендации
При выборе насоса для системы отопления преимущество стоит отдавать конструкциям с «мокрым» ротором, поскольку они очень тихо работают и выдерживают более высокие нагрузки, чем гидравлические приспособления иных модификаций.
Корме того, обратите внимание на материал корпуса – остановите свой выбор на изделиях из нержавеющей стали, бронзы или латуни. Так же предпочтение стоит отдавать моделям с подшипниками и валом, изготовленными из керамики. Срок эксплуатации такого оборудования превышает 20 лет.
При установке устройства в систему необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался горизонтально, то есть параллельно трубе. Если в процессе работы насоса появляется подозрительный шум, это еще не говорит о его неисправности или фабричном дефекте. Попробуйте спустить воздух, оставшийся в системе после запуска.
Видео
С практическими рекомендациями по расчету насосного оборудования для отопительных контуров можно познакомиться, просмотрев это видео.
Выбор циркуляционного насоса для системы отопления
В настоящее время на Российском рынке представлено огромное множество производителей циркуляционных насосов из разных стран мира – Германия, Дания, Китай, Россия и т.д. На что обратить внимание при выборе производителя насоса?
В первую очередь качество сборки и исполнения деталей и узлов оборудования. Ремонт насоса или даже узлов систем отопления (вышедших из строя по вине поломки насоса) обойдется намного дороже качественного насоса, уставленного на начальном этапе. Что бы выбрать качественный циркуляционный насос лучше покупать товар проверенных временем брендов, и покупать только у добросовестных поставщиков (остерегайтесь подделок!). Профессиональные сервисные инженеры компании PROM GURU (ПРОМ ГУРУ) рекомендуют устанавливать насосы от производителей – GRUNDFOS, WILO, LOWARA, DAB, CALPEDA. При правильном выборе насоса, его характеристик и типа, он прослужит долго, без перебоев в системы отопления Вашего дома.
Помимо расчетных показателей необходимо учитывать вводные данные самой системы, многие некачественные или дешевые циркуляционные насосы имеют низкий температурный режим. Даже если производителем такого оборудования заявлен температурный режим «до +90°С», зачастую нельзя использовать выше +70°С. Большинство моделей от рекомендуемых нами производителей могут работать с теплоносителем до +110°С. Насос с такими показателями рекомендовано использовать для систем, где теплоносителем является гликоль.
Также обратите внимание на максимальное рабочее давление в характеристиках насоса. Стандартные показатели для циркуляционных насосов с «мокрым» ротором для систем отопления частных домов и коттеджей – 6 или 10 бар в зависимости от производителя и модели. Этого вполне достаточно для жилого двух- или трехэтажного дома, где давление в системе редко превышает 1,5-2,5 бар.
Всегда проверяйте совместимость выбранного насоса c диаметром труб. Подавляющее большинство производителей маркируют свои насосы следующим образом – COMPANYNAME XY 25-10, COMPANYNAME XY 32-10, где первое число означает внутренний диаметр присоединения в мм. Причем установка насоса с большим диаметром присоединения (по сравнения с диаметром трубопровода) допустимо, а с меньшим крайне не рекомендуется.
Не стоит забывать и о длине насоса. Большинство моделей, представленных в классе циркуляционных насосов для бытового применения в системе отопления имеют длину – 180 мм, но есть также модели длиной 130 мм. Вторые используются достаточно редко и в местах и магистралях сильно ограниченных в пространстве, в то время как все стандартные байпасы, которые можно найти в магазине, рассчитаны на стандартную длину в 180 мм.