Циркуляционный насос для отопления: характеристики и выбор

Если дом, который предстоит обогреть, имеет несколько этажей и общую площадь более 100 квадратных метров, то требуется система отопления с принудительной циркуляцией. Отличительной чертой системы с принудительной циркуляцией является наличие циркуляционного насоса. Если он подобран правильно, то система будет работать эффективно, а срок его службы продлится долгие годы.

Содержание
  1. Основные характеристики циркуляционного насоса
  2. Расчет необходимой мощности для помещения
  3. Расчет производительности насоса
  4. Расчет давления
  5. Подбор модели насоса по итогам проведённых вычислений
  6. Проверка вычислений характеристик насоса для отопления дома: пример

Основные характеристики циркуляционного насоса

Основные характеристики циркуляционного насоса
Основные характеристики циркуляционного насоса
При выборе насоса необходимо учесть следующие его характеристики:

  1. Циркуляционный насос, применяемый для системы отопления, должен выдерживать высокие температуры (от 100° С).
  2. Напор;
  3. Мощность;
  4. Рабочий расход.

А также определится с количеством теплоты, требуемым для отопления.

Расчет необходимой мощности для помещения

Для того чтобы определить требуемое количество теплоты необходимо знать площадь отапливаемого помещения. Зная этот показатель можно обращаться к стандартам, применяемым в районе проживания. В европейских странах вычисления проводят из расчета 100 Вт на 1м2 дома, если в нем 1-2 квартиры, и 70 Вт, если это многоквартирный дом. Если помещение теплоизолированное, то показатель снижают до 30-50 Вт.

В странах СНГ, согласно СНиП 2.04.07-86*, стоит придерживаться таких показателей:

  1. для зданий менее 3-х этажей – 173 Вт на метр квадратный при температуре до -25°С и 177 Вт на метр квадратный при -30°С.
  2. Для зданий с более чем 3-мя этажами – 97 и 101 Вт на квадратный метр соответственно.

Расчет производительности насоса

Чтобы рассчитать производительность насоса нужно посчитать его подачу. Есть две формулы для этого. Первая используется для проектировки в европейских странах, а вторая в странах СНГ и прописана в СНиП 2.04.05-91.

П = Q/(1,16 х ΔT) (кг/ч),

где ΔT – это разница между подающей и обратной магистралями (для двухтрубных разводок, если разводка однотрубная, то берётся показатель 20°С)

1,16 – величина удельной теплоемкости для воды, если в системе применяется в качестве теплоносителя не вода, то величину 1,16, заменяют соответствующим показателем.

П = 3,6 х Q/(c х ΔT) (кг/ч),

где с – это удельная теплоемкость вещества (если применяется вода, то берем 4,2 кДж/кг*°С)

Расчет давления

Чтобы теплоноситель эффективно циркулировал по системе необходимо обеспечить напор, способный бороться с гидравлическим сопротивлением.

Чтобы вычислить этот показатель, нужно выбрать самую отдаленную точку от насоса в системе (дальний радиатор).

Для проектировки сети можно пользоваться такой формулой:

J = (F+R х L)/p х g (м)

где:

L – длинна участка (м),

R – гидросопротивление на прямом участке трубы (Па/м),

p – плотность рабочего тела (кг/м3),

F – сопротивление канализационной арматуры (Па),

g – ускорение при свободном падении (м/с2).

Эти показатели можно найти в каталогах и сопроводительной технической литературе.

Можно пользоваться упрощенной методикой, приблизительно оценивая сопротивления.

В ходе экспериментов были получены такие данные:

  1. сопротивление на прямых участках трубопровода 105-150 Па/м;
  2. в каждом фитинге дополнительно 30% к потерям в прямой трубе;
  3. терморегулирующий вентиль - 70% к потерям;
  4. смеситель, - 20%.

Самый простой способ вычислений предложили Э. Бушер и К. Вальтер.

J = R х L х k

где k – коэффициент, отвечающий за повышенную нагрузку.

Принято считать, что в системах без сложных конструкций и арматур k = 1,3. Если есть вентили, k= 2,2. При наличии арматур и вентилей одновременно - k = 2,6.

Подбор модели насоса по итогам проведённых вычислений

Для того чтобы правильно подобрать насос нужно сделать диаграмму с координатами П и J, отметить полученные при вычислениях показатели и найти точку их пересечения.

Затем по каталогам и сопроводительной технической литературе подобрать максимально удовлетворяющую модель насоса.

Такой взгляд имеет неправильно подобранная модель:

Подбор модели насоса по итогам проведённых вычислений

А вот так должно быть:

Подбор модели насоса по итогам проведённых вычислений

Показатели, которые были вычислены, должны максимально точно совпадать с характеристиками насоса. Если характеристики насоса выше, то он будет работать в холостую, потребляя лишнюю электроэнергию.

Проверка вычислений характеристик насоса для отопления дома: пример

Чтобы понять, как проверять вычисления, попробуем разобраться на примере, выполненном по всем требованиям СНиП.

В примере расчет проводится для двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией.

Было вычислено необходимое количество теплоты - 45,6 кВт. и расход теплоносителя - 2,02 м3/ч.

Также по условиям мы имеем теплорегулирующий вентиль и 4 участка с трубами.

Все потери мы дополняем коэффициентом неучтенных потерь (10%).

H = (0,141 + 0,29+0,63 + 0,11 )*1,1 = 1,295 м.

Исходя из проведенного расчета, следует, что насос, подходящий для заданной системы отопления должен обладать такими характеристиками:

Расход - 2,02 м3/ч;

Напор - 1,295 м.

Дальше строим график и подбираем наиболее подходящую модель.

При выборе модели следует учитывать, что в расчете заложен запас 1-5 %.

Монтаж установка циркуляционного насоса на отопление с автоматикой своими руками
Установка циркуляционного насоса