Як вибрати циркуляційний насос для опалення: методика, розрахунки

Системи опалення з примусовою циркуляцією теплоносія довели свою ефективність. Вони дозволяють забезпечити оптимальний режим роботи нагрівального обладнання і використовувати будь-які типи котлів, знизити витрати на енергоресурси, зменшити вартість системи за рахунок застосування трубопроводів меншого діаметру, спростити регулювання температури.

У складі такої системи опалення одну з найважливіших ролей відіграє циркуляційний насос.

Функції, різновиди та принцип дії циркуляційних насосів

Для чого потрібен циркуляційний насос (Помпа)? Згідно з принципом дії систем з примусовим циркуляцією, рух нагрітої рідини відбувається завдяки надмірному тиску, створюваному насосним обладнанням.

Відповідно, на помпу покладається вирішення двох завдань:

  1. забезпечення високій швидкості руху теплоносія;
  2. створення надлишкового тиску, достатнього для подолання гідравлічного опору, що виникає в елементах системи.

Перша є основною з точки зору ефективності та економічності опалення. Дійсно, при високій швидкості руху теплоносія різниця його температур в подаючому і зворотному трубопроводах зменшується – рідина просто не встигає охолоджуватися. В результаті:

  • Навіть при значній довжині магістралей забезпечується рівномірний розподіл тепла в обслуговуваних приміщеннях;
  • Для підігріву рідини потрібно менша витрата енергоресурсів (В порівнянні з гравітаційними системами економія може становити до 20-30%);
  • Джерела тепла (котли, нагрівачі інших типів) працюють в щадному режимі;
  • з’являється можливість створення закритих (герметичних) систем, в яких може бути використаний теплоносій з високими показниками теплоємності (наприклад, антифриз, суміш або водний розчин гликолей і ін.).

Власникові такої системи її проектування, монтаж і експлуатація обходяться значно дешевше.

Пристрій циркуляційного насоса для опалення включає кілька основних вузлів і деталей:

  • Робоче колесо (Крильчатку), що забезпечує перекачування рідини;
  • електродвигун для приводу робочого колеса;
  • перекачивающей камери з впускним і випускним (подає і напірним) патрубками, які приєднуються до трубопроводів;
  • Корпуси;
  • клемної коробки для електричних підключень і установки регулюючих органів (в разі модифікації пристрою з регулюванням швидкості).

Як це працює:

  1. У перекачувати камеру через впускний патрубок надходить теплоносій.
  2. тут він захоплюється крильчаткою, наводиться в обертання електродвигуном.
  3. При підвищеному тиску відправляється в випускний патрубок, приєднаний (як і впускний) до магістралі опалювальної системи.

Виробники пропонують безліч різних конструкцій насосного обладнання. Більшість з них модно віднести до одного з двох класів:

  • Пристрої з «мокрим» ротором;
  • Помпи з «сухим» ротором.

У першому крильчатка, як правило, виконується в єдиному блоці з ротором електродвигуна. В результаті ротор виявляється занурений в рідину, що перекачується.

Основною особливістю конструкції другого типу є ротор, ізольований від крильчатки і теплоносія за рахунок торцевого ущільнення.

У варіанті з «мокрим» ротором рідина виконує одночасно функції мастила і тепловідведення.

Кожне з рішень має свої переваги і недоліки. У варіанті з «Мокрим» ротором рідина виконує одночасно функції мастила і тепловідведення. Це дозволило отримати компактні конструкції з мінімальним рівнем робочого шуму. Саме такі насоси отримали широке поширення для побутових додатків – ГВС і автономного опалення.

варіант з «Сухим» ротором відрізняється більш високими значеннями ККД при максимальній продуктивності, що визначило використання такого обладнання в системах, що вимагають високої продуктивності, наприклад, міні-котелень, які здійснюють теплопостачання багатоквартирних будинків.

Як підібрати циркуляційний насос для опалення

Підбір циркуляційного насоса для системи опалення починають з розрахунку необхідних значень технічних характеристик. Відповідь на питання, циркуляційний насос для опалення як вибрати, передбачає, перш за все, розрахунок двох основних показників – продуктивності і напору.

Розрахунок базується на тепловій потужності системи опалення. Для практичного застосування прийнятну точність дає методика укрупненого розрахунку.

Розрахунок продуктивності насоса

Необхідну для нормальної роботи опалювального обладнання продуктивність визначають за формулою:

Q = 0,86 * P / dt

Q – продуктивність помпи в куб.м / год,

Р – теплова потужність в кВт,

dt – різниця між температурами теплоносія в прямому та зворотному гілки опалювальної магістралі.

Для визначення теплової потужності будуть потрібні:

  • обсяг приміщень,
  • теплопровідність огороджуючих конструкцій і їх площа,
  • кількість вікон та інші відомості, наприклад, зовнішня температура в опалювальний сезон.

Методики розрахунку і довідкову інформацію наводяться в нормативних документах або на спеціалізованих ресурсах.

Для укрупненого розрахунку підійде варіант з питомими показниками – потужністю для опалення 1 кв.м приміщень. За європейськими нормами вони становлять:

  • Для малоповерхових приватних житлових будинків – 100 Вт / кв.м;
  • Для квартир в багатоквартирних багатоповерхових будинках – 70 Вт / кв.м;
  • Для приміщень у виробничих будівлях і житлових приміщеннях з утепленням високоякісними теплоізоляційними матеріалами – 30-50 Вт / кв.м.

Різниця температур на подачі і обратке залежить від різних чинників і лежить в межах 5-20 градусів.

Європейські норми добре працюють для регіонів з помірним кліматом. Для більш суворих умов слід використовувати нормативи СНиП 2.04.07-86 «Теплові мережі», орієнтовані на температури зовнішнього повітря аж до -30 градусів:

  • Для одно- і двоповерхових будівель – 173-177 Вт / кв.м;
  • Для будівель з більшою кількістю поверхів – 97-101 Вт / кв.м.

Різниця температур на подачі і обратке залежить також від різних факторів і лежить в межах 5-20 градусів. Основну роль тут відіграє тип системи опалення. Для низькотемпературних, де температура теплоносія не перевищує 40 градусів (Наприклад, в для систем «тепла підлога») приймають менші значення, для високотемпературних – великі. Так, якщо вибирається додатковий насос в системі опалення квартири в багатоквартирному будинку, типовий величиною є різниця температур 20 градусів.

Нерідко трапляється ситуація, коли необхідно провести розрахунок насоса для системи опалення, в якій вже встановлений котел, а насосне обладнання купується пізніше для підвищення ефективності роботи і економії енергоресурсів.

Для розрахунків потрібно:

N (кВт) – потужність котла

dt1 – різниця між температурами теплоносія на виході джерела тепла і зворотної гілки магістралі.

Продуктивність насоса визначається за співвідношенням

Q = N / dt1

В даному відео докладно розказано, як робити необхідні розрахунки:

розрахунок напору

Слід знати, вибираючи циркуляційні насоси для систем опалення – технічні характеристики багато в чому визначаються саме цим показником. Напір (максимальний) в обов’язковому порядку входить в систему заводських позначень. Наприклад, насос циркуляційний Wilo Star RS 25 4 створює максимальний натиск 4 м.

Нерідко цей показник називають висотою підйому, що може ввести користувача в оману. У функції насосного устаткування не входить підйом рідини, а натиск необхідно розвивати, щоб подолати гідравлічний опір, що створюється елементами системи.

Саме з цих міркувань ведеться розрахунок параметра.

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

тут,

H – висота всмоктування (підйому) або необхідний натиск насосного обладнання;

R1, R2 – питомі втрати тиску на прямому та зворотному гілки магістралі, Па / м;

L1, L2 – довжина трубопроводів подачі і обратки відповідно;

Z1, Z2, ZN – опору елементів системи.

Питомі втрати в трубопроводах систем залежать від:

  • їх діаметра,
  • матеріалу,
  • швидкості переміщення теплоносія,
  • інших властивостей виробів і особливостей їх експлуатації.

При установці клемна коробка повинна розташовуватися зверху. Це забезпечить безпеку навіть у разі можливих протікань.

У довідковій літературі, а також на спеціалізованих сайтах наводяться відповідні таблиці. У деяких джерелах наводиться і дугою варіант – значення гідравлічного опору (втрати напору) для 1 м або 100 м труб в залежності від витрати і швидкості теплоносія, а також матеріалу і діаметра труб.

Для інших елементів типові значення складають:

  • котли – 1000-5000 Па, компактні моделі – 5000-15000 Па;
  • Радіатори опалення – 500 Па;
  • Зворотні клапани – 5000-10000 Па;
  • Вентилі на радіаторах – 10000 Па;
  • Регулюючі клапани – 10000-20000 Па.

Точний розрахунок гідравлічного опору досить складний. Оцінити необхідний напір можна по укрупнених співвідношенням

H = N * K

N – поверховість обслуговується будівлі (з урахуванням підвалу, горища і т.д.);

K – емпірична усереднена величина гідравлічних втрат для одного поверху. Це значення лежить в межах 0,7 – 1,1 м для традиційних двотрубних систем, і 1,16-1,85 м систем колекторно-променевої архітектури (наприклад, для того ж «теплої підлоги»).

Як розрахувати потужність циркуляційного насоса для опалення

Потужність є одним їх характеристичних параметрів обладнання, важливим для вибору конкретної моделі. Визначають її зі співвідношення (результат отримують в кВт)

Pн = (p * Q * H) * ККД / 367

р – щільність теплоносія;

Q – розрахункова величина витрат;

Н – розрахункова величина напору.

Для попереднього розрахунку ККД приймають в межах 0.75-0.85, що забезпечить необхідний запас по потужності при виборі обладнання.

Як вибрати циркуляційний насос для конкретної системи

У заводських позначеннях моделей вказуються два параметри:

  • приєднувальні розміри,
  • натиск.

Так, якщо розглядати циркуляційний насос 40 25, 40 позначає створюваний натиск 4 м, а 25 – установку на трубопроводи діаметром 25 мм (1 ”). Аналогічно, циркуляційний насос Wilo Star RS 25 7 призначений для установки на 1-дюймові (25 мм) трубопроводи, а висота підйому (максимальний напір) для нього становить .

Звичайно, це важлива інформація, але її недостатньо для правильного підбору пристрою. Виробники, що випускають насоси циркуляційні для опалення, в технічних характеристиках призводять також:

  • максимальну продуктивність,
  • потужність,

Однак і знання цих величин вистачить тільки для попереднього визначення безлічі конкретних моделей, які можуть підійти для роботи в системі – їх продуктивність, напір і потужність повинні бути більше, ніж розраховані на попередньому кроці значення.

Підбір моделі ведуть за наведеною в технічній документації напірно-видаткової (робочої) характеристиці.

Підбір моделі ведуть за наведеною в технічній документації напірно-видаткової (робочої) характеристиці. Розрахункова робоча точка (витрата і натиск) повинна знаходитися на цій кривій, причому оптимальний варіант – в її середньої третини. При такому виборі забезпечується максимальний ККД пристрою і залишається простір для регулювання.

Інші важливі критерії вибору

При виборі моделі обладнання слід також звернути увагу на:

  • Матеріали вузлів і деталей агрегату. Наприклад, з точки зору довговічності і надійності пристрою перевагу варто віддати крильчатка з нержавіючої сталі і композитних матеріалів і корпусам не з чавуну, а з нержавіючої сталі або латуні.
  • кількість швидкостей. За інших рівних краще використовувати багатошвідкісні (найбільш поширений варіант – тришвидкісні) моделі. Вони надають широкі можливості для регулювання. Слід звернути увагу на те, що при виборі робоча точка повинна знаходитися на характеристиці, відповідної середньої швидкості.
  • можливість підключення систем автоматики. Автоматика для циркуляційного насоса опалення дозволить істотно економити ресурс системи і енергоносії.
  • Напруга живлення. Циркуляційний насос для опалення на 12 вольт краще з точки зору електробезпеки (а деякі моделі – і за можливостями регулювання), але вимагає відповідного джерела.

Зауваження по монтажу та запуску

Для довготривалої роботи обладнання і його високу ефективність слід дотримуватися деяких правил:

  • Монтаж насоса виробляють так, щоб його вал знаходився горизонтально. Для обладнання з «мокрим» ротором така вимога є обов’язковою! Орієнтація трубопроводів (вертикальний, горизонтальний або похилий ділянку) значення не має.
  • Клемна коробка повинна розташовуватися зверху. Це забезпечить безпеку навіть у разі можливих протікань.
  • Сучасні агрегати дозволяють установку і на подачу, і на обратку, але розташування на зворотному ділянці знизить теплові навантаження і збільшить ресурс обладнання.
  • При монтажі обов’язково передбачити байпас для циркуляційного насоса. Це дозволить при відсутності електроживлення використовувати опалювальну систему в режимі з природною циркуляцією.
  • В якості робочої вибирається середня швидкість обладнання. Запуск системи здійснюється на найвищій швидкості (в системах з автоматикою відключається блокування).
  • Після запуску слід видалити накопичився повітря через передбачені в конструкції спеціальні клапани.

Виробники і ціни

При купівлі обладнання слід віддати перевагу відомим торговим маркам. У більшості випадків це стане гарантією високої якості, надійності і довговічності виробів. Серед кращих варіантів слід розглядати:

  • Grundfos. Компактний і функціональний обладнання, одні з найважливіших переваг якого є економічність. Виробник пропонує широкий асортимент пристроїв – з «сухим» ( Grundfos UPS) І «мокрим» (Grundfos Alpha2) Ротором за цінами (в залежності від комплектації, продуктивності, набору функцій) від 5 до 60 тис. руб.
  • DAB – циркуляційні насоси від італійського виробника. Відрізняються високою якістю матеріалів і збірки, надійністю. В асортименті насоси з сухим і мокрим ротором, розраховані на різні продуктивності і напори. Маленький насос циркуляційний DAB найбільш затребуваних серій VA і VB можна придбати за ціною 3,5 – 6 тис.руб.
  • Wilo. Устаткування справжньої німецької якості. Надійність, функціональність, економічність – ось що відрізняє обладнання виробника, причому стосується це навіть пристроїв найпоширеніших серій, наприклад Wilo Star RS, що пропонуються за цінами від 4 до 7 тис. руб.
  • Oasis – циркулярний насос ще одного німецького виробника «Forte Technologie&Produktion GmbH». Якісне обладнання для вирішення широкого кола завдань. Отримує насос циркуляційний «Оазис» відгуки тільки позитивні завдяки надійності і привабливими цінами в діапазоні від 3 до 7 тис.руб.
  • Джілекс. Циркуляційні насоси російського виробництва, не поступаються кращим зарубіжним аналогам. серія Циркуль – це якісні матеріали, надійність за вигідними цінами порядку 3-5 тис.руб.

Ссылка на основную публикацию