Расчет рабочего давления в контуре
Хорошее и не очень о насосах для систем отопления.
Watch this video on YouTube
Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:
P = (R x L + Z) / p x q, где:
- P – величина давления;
- R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
- L – общая длина
- Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
- р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
- q – значение ускорения свободного падения.
При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:
P = R x L x ZF, где
R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;
L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;
ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:
- для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
- при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.
Насос отопления. Устанавливаем правильно
Watch this video on YouTube
Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.
Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.
Таблица для эмпирического подбора насоса
Таблица 1.
| Отапливаемая площадь (м2) | Производительность (м3/час) | Марки |
| 80 – 240 | От 0,5 до 2,5 | 25 – 40 |
| 100 – 265 | Та же | 32 – 40 |
| 140 – 270 | От 0,5 до 2,7 | 25 – 60 |
| 165 – 310 | Та же | 32 – 60 |
Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.
Как выбрать циркуляционный насос
Watch this video on YouTube
Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.
Основные производители
Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.
Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.
Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.
Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.
Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25о до +110оС.
Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.
Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.
Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.
Заключение
Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.
Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!
Выбор среди лучших производителей
В магазинах представлен широкий выбор марок производителей циркуляционных насосов. Лучше отдавать предпочтение наиболее известным из них.
Grundfos
Известная датская фирма, существующая на рынке уже более полувека. Циркуляционные насосы этого производителя подходят как для отопления частных домов, так и для производственных помещений.
Ассортимент постоянно расширяется и совершенствуется. Grundfos обещает высокую мощность прибора при экономном энергопотреблении.
Качественные материалы гарантируют долгий срок службы. Минус — высокая стоимость.
Wester
Известная британская компания производит качественные износостойкие циркуляционные насосы. Бесперебойная работа и простота установки дополняется практически бесшумной работой электродвигателя.
Несмотря на хорошее качество, циркуляционные насосы британского производства стоят дешевле европейских аналогов. Wester специализируется на производстве трёх типов продукции:
- Wester WPA — насосы, способные повысить гидронапор в системе.
- Wester WCP — «мокрый» ротор для частных домов.
- Wester WPE — мощные приборы для промышленных помещений.
Фото 2. Циркуляционный насос WSP 25 — 60 G, поверхностный способ установки, производитель — «Wester».
Wilo
Циркуляционные насосы этой фирмы отличаются немецким качеством. В ассортименте модели с «сухим» и «мокрым» ротором, подходящие для любых отопительных нужд. Бесшумные, лёгкие и довольно мощные и работают при температуре от 120 до -100 градусов С. Изготовитель гарантирует восемь лет бесперебойной работы насоса с «мокрым» ротором.
DAB
Итальянская фирма DAB уже более 30 лет работает на российском рынке. Производит приборы для любого типа отопительных систем.
Управление осуществляется при помощи механического контроллера или электронного реле, подходящего для энергоэкономичного обогрева. Для бытового использования предусмотрено три режима работы.
Корпуса теплоизолированы и выдерживают температуру до 110 градусов С. Компания- производитель нередко устраивает распродажи, на которых можно приобрести качественный насос за небольшие деньги.
NEOCLIMA
Недорогие компактные циркуляционные насосы производит компания, находящаяся в КНР. Продукция NEOCLIMA подходит как для систем отопления, так и для обогрева полов. Чугунный корпус предохраняет насос от механических повреждений. Компания даёт гарантию на два года службы прибора.
Расчет циркуляционного насоса для системы отопления
1. Отправной точкой при выборе циркуляционного насоса для системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года.
Согласно европейским стандартам на отопление 1 кв.м в доме с 1–2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, проектировщик берет в расчет более высокое удельное потребление тепла.
– для 1–2-этажных зданий – 173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха –25 град C и 177 Вт/кв.м при –30 град C;
По СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и кондиционирование” расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет –26 град C, в Хабаровске этот показатель равен -31 град. С.
2. Определив потребление тепла (G, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:
DT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C);
Такую методику расчета предлагают заграничные проектировщики. В обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91* приведена следующая формула:
c – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C.
Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.метров.
При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов). Обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование.
R – сопротивление в прямой трубе (Па/м);
l – длина трубопровода (м);
*Z – сопротивление фитингов и т. д. (Па);
p – плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
g – ускорение свободного падения (м/кв.с).
В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.
Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%.
На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.
В заключение
Определив так называемую рабочую точку “циркуляционника” (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис. 1).
Как подобрать циркуляционник для системы отопления
Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика.
Пример в качестве проверки
Правильность расчетов по представленной методике можно проверить, сравнив их результаты с итогами точных вычислений в реальном проекте, выполненном в соответствии со СНиП.
Таким образом, “циркуляционник” для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м.
Типы насосов для систем отопления
Для подбора нужного насосного оборудования необходимо знать к какому типу оно относится. Существуют два типа насосов для систем отопления: с сухим и мокрым роторами.
С сухим ротором
Электрический двигатель такого типа насосного агрегата не имеет прямого контакта с водянистой средой, которую он заставляет циркулировать по трубопроводу. Торцовый уплотнитель предельно герметично изолирует насосную часть циркуляционного насоса от электрического двигателя. Достоинством данного типа насоса является большой коэффициент полезного действия (КПД более 80%). Агрегаты с сухим ротором используются для обеспечения движения большого объема жидкости, в большинстве случаев в централизованных системах отопления. Охлаждение узлов насоса происходит при помощи воздушной системы, применение которой незначительно увеличивает уровень шума во время работы агрегата.
С мокрым ротором
Конструкция такого типа насосного оборудования предусматривает нахождение в водянистой среде как самого рабочего колеса, так и ротора электрического двигателя, что в свою очередь обеспечивает охлаждение постоянно двигающихся деталей агрегата. Достоинствами являются долгосрочная эксплуатация, малый шум работы и небольшой размер насоса. Легко устанавливается и встраивается в трубопровод, что исключает возможность лишний раз вызывать сервисного инженера. Из минусов таких конструкций — малый коэффициент полезного действия (КПД от 30 до 50%). Насосы с мокрым ротором в основном применяются для автономного снабжения теплом частных домов, а также квартир. Стоит особо подчеркнуть, что такой тип насосного оборудование предназначен только для системы отопления, а не для снабжения питьевой водой.
Установка насоса
Для максимально качественной и надежной установки насосного оборудования необходимо соблюдать несколько несложных правил:
- Расширительный бак крепится на высоту от 1 метра выше самой высокой точки системы отопления;
- Отопительная система должна быть оснащена отводом воздуха.
- В системе теплоснабжения должен присутствовать резервный трубопровод на случай возникновения непредвиденных аварийных ситуаций.
Также для установки насосного агрегата нужно соблюдать несложные условия:
- Около 10 м трубопровода потребляет примерно 0,6 м напора насоса. Из этого следует, что напор в 60 м обеспечит движение жидкости в трубе длиной 100 м;
- Усредненная скорость перемещения носителя тепла составляет около 1,5-2 м/с;
- Чем меньше диаметр труб, тем больше потребуется мощность насосного оборудования для циркуляции водянистой среды.
На начальном этапе монтажа системы отопления необходимо подготовить все составляющие компоненты к установке, запастись нужными инструментами, рассчитать резьбовые соединения с насосным агрегатом. Перед насосом рекомендуется установить фильтр очистки, который поможет избежать попадания в систему грязи и песка. Направление циркулирующей жидкости должен совпадать с направлением стрелки, которая изображена на корпусе насосного оборудования. Желательна установка запорной арматуры на стыках патрубков трубопровода для удобного ремонта системы отопления. Насосы с мокрым ротором устанавливаются только в горизонтальном положении, а с сухим ротором как в горизонтальном, так и вертикальном.
Особенности принудительной циркуляции
Установленный в систему циркуляционный насос создает внутри небольшое давление. При этом теплоноситель движется с небольшой скоростью, равномерно распределяя тепло по всем радиаторам.
Неужели естественная циркуляция теплоносителя не может распределить тепловую энергию равномерно?
Может, но ввиду того, что строящиеся загородные частные дома становятся все больше в размерах, а соответственно схемы разводки трубных магистралей становятся все сложнее, теплоносителю все труднее преодолевать конфигурации трубных схем. И в таких домах без циркуляционного насоса просто не обойтись.
Преимущества
Под действием насоса теплоноситель быстрее проходит по всему контуру системы отопления, возвращаясь в нагревательный котел. При этом его температура не будет низкой. А значит, нагревать не сильно охлажденный теплоноситель будет проще. Меньше затрат на потребление топлива.
Для естественной циркуляции теплоносителя необходим большой его объем, чтобы в массе своей он смог держать необходимую температуру. Соответственно для нормальной работы отопительной системы в частном доме понадобятся трубы с большим диаметром, радиаторы с широкими полостями, запорная арматура под стать трубам.
Для системы, в которой установлен насос, нет необходимости держать большой объем теплоносителя. Поэтому можно спокойно использовать трубы и запорную арматуру с меньшим диаметром. А это снижение цены на все изделия и экономия на материалах.
Недостатки
В принципе, недостаток у такого отопления всего лишь один – это энергозависимость. Работает устройство от электрического тока. Во-первых, это пусть и небольшие, но затраты. Во-вторых, при отключении подачи тока насосный агрегат перестает работать.
Конечно, мастера, учитывая данную ситуацию, устанавливают байпас, через который отопление начинает работать по принципу естественной циркуляции горячей воды. А это снижение эффективности работы, плюс снижение КПД.
Лучшие тепловые насосы для бассейнов
Конструкция таких моделей состоит из одного блока, устанавливающегося рядом с бассейном. Они предназначены для нагревания воды и поддержания заданной температуры, позволяя снизить расход энергопотребления до 80%, по сравнению с электронагревателями.
Zodiac Z300 MD8
4.9
★★★★★оценка редакции
96% покупателей рекомендуют этот товар
Наличие электронного терморегулирующего клапана позволяет увеличить производительность модели. Запатентованный титановый теплообменник гарантирует герметичность на протяжении всего срока использования. Высокопрочная нержавеющая конструкция не боится повреждений и агрессивного химического воздействия.
Рекомендуемый объем бассейна не должен превышать 110 м³. Габариты самого устройства — 950×465×840 мм. Низкий уровень шума во время работы способствует комфортной многочасовой эксплуатации. Насос может нагревать воду, предварительно обработанную любым способом. В комплектацию входят соединительные муфты и чехол для хранения.
Достоинства:
- высокая производительность;
- тихая работа;
- прочная конструкция;
- возможность модификации;
- долгий срок службы.
Недостатки:
крупные габариты.
Zodiac Z300 MD8 может использоваться как в частных, так и в общественных бассейнах. Универсальный выбор для регулярной эксплуатации.
Dantherm HPP 6
4.8
★★★★★оценка редакции
92% покупателей рекомендуют этот товар
В комплекте вместе с агрегатом идут все необходимые для установки и обслуживания элементы. Модель готова к эксплуатации сразу после соединения с контуром воды и подключения к электросети. Это облегчает самостоятельный монтаж и упрощает пусконаладочные работы.
Максимальная температура нагрева составляет 40 °C, пропускная способность — 3 м³/час. Корпус изготовлен из ABS-пластика, не утяжеляет конструкцию и устойчив к механическим повреждениям. Таймер задержки запуска защищает компрессор от перегрузки и продлевает срок его службы.
Достоинства:
- низкий уровень шума;
- прочный корпус;
- малый вес;
- высокая производительность;
- переключатель потока воды.
Недостатки:
неустойчивость к морозу.
Dantherm HPP 6 стабильно функционирует как в пресной, так и в соленой воде, подойдет для установки в крытом бассейне.
Mountfield BP-50WS-C
4.7
★★★★★оценка редакции
87% покупателей рекомендуют этот товар
Цикл работы модели контролируется при помощи датчиков температуры и давления, что обеспечивает стабильность показателей воды и помогает своевременно предупредить возникновение неисправностей в самом агрегате. Насос прост в обслуживании и не требует дополнительных деталей для установки.
Мощность агрегата составляет 4,6 кВт, максимальный объем обслуживаемого бассейна — 35 м³. Наличие LCD-дисплея облегчает настройку параметров.
Теплообменник изготовлен из титана и отличается стойкостью к нагрузкам различного рода. Устройство не шумит во время использования, что делает его комфортным при постоянной эксплуатации.
Достоинства:
- малые габариты;
- простая установка;
- удобство обслуживания;
- низкий уровень шума;
- долговечность.
Недостатки:
невысокая производительность.
Mountfield BP-50WS-C подойдет для нагрева воды в частном бассейне любого типа.
Fairland IPHC30
4.6
★★★★★оценка редакции
84% покупателей рекомендуют этот товар
Модель применяет спиралевидный титановый обменник, что увеличивает производительность в среднем на 30%, по сравнению с аналогами. Агрегат может быть использован для охлаждения теплой или нагрева соленой воды, концентрация веществ в которой не превышает 30 ppm.
Рекомендованный объем бассейна составляет до 50 м³, пропускная способность насоса — 4-6 м³/час. Функция мягкого старта предохраняет устройство от чрезмерной нагрузки. Режим бесшумной работы дает возможность снизить общую мощность для экономии энергопотребления и комфортной многочасовой эксплуатации.
Достоинства:
- долгий срок службы;
- высокая производительность;
- плавный запуск;
- тихая работа;
- экономичный расход энергии.
Недостатки:
непрочный корпус.
Fairland IPHC30 приобретают для частных бассейнов, которыми регулярно пользуются.
Основные критерии выбора насоса
Чтобы циркуляционный насос можно было использовать для отопления частного дома, нужно в первую очередь определиться с необходимыми значениями его основных показателей. И только затем уже выбирать производителя и модель по таким параметрам, как бренд, качество и цена.
Максимальный напор и расход
У каждого насоса существует две главные характеристики:
- максимальный напор – на сколько метров агрегат сможет поднять столб воды;
- максимальный расход – сколько кубометров в час пропустит насос при условии полностью горизонтального контура без сопротивления.
Эти две величины являются “идеальными”, недостижимыми в реальных условиях. Они служат крайними точками в кривой зависимости напора от расхода. Эта функция в графическом виде для разных режимов работы насоса есть в руководстве пользователя.
Для контура, по которому протекает теплоноситель, по сложным формулам составляют кривую зависимости между расходом воды и потерей напора по причине гидравлического сопротивления элементов сети.
Место пересечения этих двух кривых называют “рабочей точкой насоса”. Она покажет расход теплоносителя, который обеспечит этот аппарат для конкретной гидравлической системы.
Зная эту величину и сечение отопительных труб, можно рассчитать скорость движения воды по ним. Оптимальное значение находится в диапазоне от 0,3 до 0,7 м/с.
Расчетный расход теплоносителя при работе насоса на втором режиме будет равен 2.3 м3/ч. При диаметре труб 1,5 дюйма скорость протекания по ним будет 0,56 м/с. Рассматриваемая модель подходит для этой отопительной системы (+)
Желательно, чтобы по расчетам достаточным было бы функционирование насоса на второй (средней) скорости.
Это обусловлено следующими причинами:
- Погрешность в вычислениях. Реальные значения сопротивления отопительного контура могут отличаться от расчетных. В этом случае для достижения нормальной скорости, возможно, потребуется переключить режим на более или менее мощный.
- Вероятность добавления новых элементов, таких как радиаторы, устройства контроля и т.д. В этом случае возрастет сопротивление, что приведет к уменьшению скорости потока. Для решения этой проблемы может понадобиться переключение на третью скорость.
- Повышенный износ оборудования при максимальной нагрузке. Работа на средней мощности значительно продляет срок безаварийной эксплуатации механических устройств. Это правило относится и к насосам.
Сейчас современные устройства для принудительной циркуляции оснащают автоматизированными системами поддержания оптимальных параметров работы. С их использованием стало гораздо проще добиться нужной температуры в помещениях.
Другие важные характеристики
Насос необходимо подбирать, учитывая параметр “диаметр резьбы”. Он должен соответствовать внутреннему размеру труб отопления.
Для подсоединения насоса к трубам отопительного контура используют специальные накидные гайки, которые обычно идут в комплекте с оборудованием
Еще одним важным параметром является шум от работы прибора. Так как часто стоит задача выбрать тихий циркуляционный насос для системы отопления жилых помещений, то этот показатель практически все производители указывают наряду с техническими данными.
Чтобы не ошибиться в предназначении насоса, необходимо обратить внимание на диапазон допустимых температур, который определен для перекачиваемой жидкости. Верхний предел должен быть не менее 110°C, так как закипание воды в замкнутой системе происходит приблизительно при такой температуре. Если нижнее значение меньше 0°C, то допустимо включать насос при отрицательной температуре циркулирующего в системе антифриза
При замерзшей воде, даже в случае сохранившего свою целостность контура, производить пуск прибора нельзя. Сначала нужно будет разморозить систему
Если нижнее значение меньше 0°C, то допустимо включать насос при отрицательной температуре циркулирующего в системе антифриза. При замерзшей воде, даже в случае сохранившего свою целостность контура, производить пуск прибора нельзя. Сначала нужно будет разморозить систему.
