Что преподносят современные насосы

Всем, кто хочет выбрать насос, нужно знать отличие современных робототизированных образцов, от привычных всем, старых вариантов. Об этом можно узнать далее…. Но непосредственно теперь, для интересующихся процессом рассмотрим графики.

Известно, что GRUNDFOS является законодателем моды в этом вопросе. Последние образцы этой компании серии ALPHA2 и ALPHA3 имеют компьютерное управление и они способны работать не только с фиксированными скоростями, но и подбирать скорости и расходуемую мощность оптимально, — с наилучшей экономией электроэнергии, т.е. подстраиваться под сеть при каждом ее изменении.

В предыдущем примере на обычном насосе при закрытии радиаторов увеличился напор и увеличилась соответственно мощность. Но с автоматизированным вариантом – наоборот, при закрытии части радиаторов (контуров) уменьшаются и расход и и напор насоса, и соответственно — мощность – см. график, — насос меняет скорость и переходит на точку на другом графике. Напор в отличие от первого примера не подрос, а уменьшился на величину H2.

Подбор по напору

Некоторые владельцы сетей отопления захотят вычислить требуемый расход теплоносителя, гидравлическое сопротивление при разных расходах, чтобы построить график…, чтобы подобрать насос на научной основе… Но большинство понимают, что это лишнее, и ничего путного из этой затеи не получится, и читают далее…

Действительно, все уже вычислено давно, и оказывается, что в продаже неподходящих циркуляционных насосов просто нет.

Каждый такой агрегат относится к какому-то типоразмеру. Это следующие значения — 25/40, 25/50, 25/60, 25/80… Первая цифра означает просто диаметр резьбы подключения, чаще это 25мм – «дюймовое», реже 32 или 20 мм. Вторая же цифра характеризует насос полностью – это создаваемый напор в килопаскалях – для первого примера это 40 кПа, что примерно рано 4 м водяного столба.

Расход же теплоносителя при таком напоре насоса в обычных отопительных сетях будет в норме – передача энергии будет обеспечена, если насос конечно будет подобран под свою отапливаемую площадь.
Под которую, собственно, он и проектировался.

Рассмотрим внимательно графики устаревшего уже насоса Grundfos UPS 25-40, у которого лишь 3 фиксированные скорости. При 2,5 метрах напора, он даст более 1,0 м куб/час расхода — как раз то что нужно для небольшого дома.

Как правильно обойтись с насосами старых конструкций

Насосы, у которых 3 фиксированные скорости дешевы и весьма распространены. Эти старые образцы, проверенные временем, хоть и потребляют лишнюю электроэнергию, но не в космических масштабах, так как их собственная мощность не велика в пределах 10 – 100 Вт.
И опустошить карман владельцу дома напрочь они не способны при любом своем использовании.

Тем не менее желательно выбирать скорости вращения ротора насоса, в соответствии с текущей мощностью отопления. Для межсезонья потребуется минимум переноса энергии. А в холода нужно установить (вероятно) наибольшую скорость насоса, чтобы он забирал достаточно теплоносителя от котла, работающего на полную мощность….

Если выбран новейший насос

Если применен новейший насос с электронным управлением, типа ALPHA2 от GRUNDFOS, то электронное управление решит все за нас и выберет скорость такую, чтобы расход электроэнергии был бы минимален.

GRUNDFOS, по сути, для работы на радиаторную сесть предлагает пользователю включить режим AUTOADAPT и больше ни о чем не беспокоится.

На графиках точка работы на отопительную сеть попадет где-то в заштрихованную область. Теперь при автоматическом закрытии термоголовок на радиаторах, насос уменьшит свою энергию и будет давать адекватно меньший напор и меньший расход теплоносителя. Вся система окажется сбалансированной по расходу и напору.

Также возможны, режимы работы «одного напора», «пропорционального давления», и др. с чем чуть подробней можно ознакомится – как установить оптимальный режим на отопительных насосах с электронным управлением

Как подобрать насос под систему отопления

Возвращаемся к главному вопросу – выбор циркуляционного насоса для частного дома, — что делать, если нужно купить циркулятор, но непонятно какой подойдет…

Выше замечалось, что в продаже можно обнаружить в основном три типоразмера циркуляционных насосов – на 40 кПа, 60 кПа и 80кПа напора (например 25/40 – на 4 м вод ст.) Оказывается, что каждый типоразмер подходит по мощности (по напору и расходу теплоносителя) под определенную отапливаемую площадь. Так насос 25/40 вполне применим до площади дома 120 м кв. в нашем климате. А в теплосберегающих домах, может справится и с 160 м кв. А 25/60 не стоит применять при площади менее 160 м кв., но он справится с доставкой теплоносителя и на площадь 240 м кв.
Но лучше обратится все же к рекомендациям от производителя. Вот что рекомендует GRUNDFOS для своих изделий (первый вариант — изделие с фиксированными скоростями, обычные насосы)

В чем чаще ошибаются при выборе

При выборе насоса, часто пользователи исходят из принципа «кашу маслом не испортишь». Проконсультировавшись с продавцом в магазине, который рад продать все что не нужно и что дороже, не редко решают взять насос помощнее, на всякий случай…

В результате в обычном доме в 120 метров квадратных, на 7 радиаторов, оказывается установленным дорогой мощный насос 25\\80, а то и все 32-120. Который, к ужасу подпольных грызунов, начинает с жутким шумом гнать воду по куцей системе отопления. А также расходовать электроэнергию на преодоление значительного гидравлического сопротивления (диаметр труб в малых системах не велик) в двойном – тройном размере от требуемого.

Рекомендуется выбирать циркуляционный насос нужно типоразмера. Желательно от известного производителя.

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.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 26.10.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Вам также может понравиться

2 трубная только отопление

Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома

2 трубная система отопления частного дома своими руками схема

Двухтрубная система отопления: все нюансы, которые

2 трубная система отопления диаметр труб

Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

2 питьевой пояс водоснабжения

Постановление Главного государственного санитарного

2 питьевое водоснабжение для предприятия

Водоснабжение промышленных предприятий: виды систем

2 категория водоснабжения для расчета штатного расписания муп

Штатное расписание. Унифицированная форма Т-3 Штатное

1 категория водоснабжения требования

Исполнительная документация Какие бывают категории

354 постановление правительства холодное водоснабжение

Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354 (ред.