Как подобрать циркуляционный насос

Зачем нужен циркуляционный насос

Не секрет, что большинство потребителей услуг теплоснабжения, проживающих на верхних этажах высотных зданий, знакомы с проблемой холодных батарей. Ее причиной является отсутствие необходимого давления. Поскольку, если нет циркуляционного насоса, теплоноситель двигается по трубопроводу медленно и в результате остывает на нижних этажах

Именно поэтому важно правильно сделать расчет циркуляционного насоса для систем отопления

С аналогичной ситуацией часто сталкиваются хозяева частных домовладений – в наиболее отдаленной части отопительной конструкции радиаторы намного холоднее, чем в начальной точке. Оптимальным решением в данном случае специалисты считают монтаж циркуляционного насоса, как он выглядит видно на фото. Дело в том, что в небольших по площади домах отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителей достаточно эффективны, но и тут не помешает подумать о приобретении насоса, поскольку, если правильно настроить работу данного устройства, затраты на обогрев сократятся.

Что собой представляет циркуляционный насос? Это прибор, состоящий из мотора с ротором, погруженным в теплоноситель. Принцип его работы заключается в следующем: вращаясь, ротор заставляет нагретую до определенной температуры жидкость двигаться по системе отопления с заданной скоростью, в результате чего создается нужное давление.

Насосы могут функционировать в разных режимах. Если сделать установку циркуляционного насоса в системе отопления на максимальную работу, дом, остывший в отсутствие хозяев, прогреть можно очень быстро. Затем потребители, восстановив настройки, получают при минимальных затратах необходимое количество тепла. Циркуляционные приборы бывают с «сухим» или «мокрым» ротором. Его в первом варианте погружают в жидкость частично, а во втором – полностью. Отличаются они между собой тем, что насосы, укомплектованные «мокрым» ротором, при работе меньше шумят.

Расчёт оборудования

Прежде, чем приступить к расчёту насоса циркуляционного для отопления, необходимо изучить функции, выполняемые устройством, поскольку именно они являются определяющими при проведении указанного мероприятия:

1. Водяной насос осуществляет перекачивание теплоносителя, объём которого зависит от площади отапливаемого помещения.
2. Аппарат преодолевает сопротивление труб и арматуры.

Опираясь на эту информацию, осуществляется расчёт насоса для отопления.

Мощность

Исходя из потребности обогреваемого помещения в тепловой энергии, необходимо уточнить рабочую мощность, которой должен обладать приобретаемый аппарат. Для этого требуется применение следующей формулы:

G = Q/(1,16*DT).

Здесь использованы следующие величины и значения:

Q
— количество тепловой энергии, которое потребляется обогреваемым помещением.

DT
— показатель разницы температур теплоносителя, циркулирующего в прямом и обратном контурах. Данная величина является постоянной, однако её значение зависит от типа отопления:

• двадцать градусов — обычное обогревательное оборудование;
• десять градусов — низкотемпературное отопление;
• пять градусов — система “тёплый пол”;

1,16
— удельная теплоёмкость. Речь идёт об обычной воде. В случаях, когда в системе присутствует другой теплоноситель, следует подставлять значение, присущее именно ему.

Стоит заметить, что расчёт мощности водяного насоса может быть осуществлён при посредстве иной формулы:

G=3.6*Q/(c*DT).

c
— означает удельную теплоёмкость жидкости, которая циркулирует в трубопроводе.

Результат подобных вычислений отображается в кг/ч. Однако достаточно часто производительность рассматриваемого агрегата указывается в кубометрах. Дабы отобразить полученное значение в м3\ч, следует разделить его на плотность воды.

Пример расчёта

Если площадь дома равна 150 метров квадратных, то потребность такого помещения в тепле составит 15000 Ватт. Поскольку отопление здания осуществляется посредством стандартной системы обогрева, оснащённой обычными радиаторами, дельта температур будет равна 20 градусам.

Подставляя имеющиеся данные в соответствующую формулу, можно получить значение искомой величины:

15000/(1,16*20)=646,55 кг/час.

При пересчёте на кубометры, получается:

646,55/971,8=0,665 м3/час.

Расчет теплового насоса воздух-вода на ГВС

Теперь приступим к прямым расчетам. Для этого вам нужно знать следующее:

• Температура входящей воды;
• Расход горячей воды утром и вечером;
• Среднюю температуру на улице утром и вечером;
• Коэффициент COP (КПД) теплового насоса.

Средние температуры узнать несложно – на многих сайтах, предлагающих прогноз погоды, можно с большой точностью узнать средние колебания в вашем регионе и даже отдельном городе. COP теплового насоса при разных температурах должен указывать производитель в сопроводительной документации.

Для точности, подсчеты будем делать отдельно, для утреннего и вечернего времени. В идеале расчет теплового насоса воздух-вода стоит делать отдельно для каждого месяца, но никаких принципиальных отличий у нас не будет. Просто придется повторить процесс трижды, подставляя разные значения.

Для подсчета расхода электроэнергии нужны три значения, а именно:

∆T – разница температуры входящей воды и требуемой. Обычно нормальный уровень нагрева горячей воды +45 — +55 градусов.V – объем расхода воды в литрах.K – COP (КПД) теплового насоса при средней температуре воздуха на улице.

Формула расчета выглядит следующим образом:

∆T х V / K х 1,16.

Например, нам нужно 200 литров воды подогреть от +5 до +45 градусов, когда COP теплового насоса равен 4. Теперь подставим цифры в формулу и получим результат:

40 х 200 / 4 х 1,16 = 2320.

Таким же образом подсчитайте энергопотребление для другого времени суток с пиковым расходом, просуммируйте цифры и умножьте на количество дней в месяце. Сделайте расчет для каждого месяца и получите количество электроэнергии, нужное для ГВС с помощью теплового насоса.

Рекомендации по установке насосов

При установке насосов в магистраль отопления необходимо соблюдать следующие правила:

• Агрегат устанавливается таким образом, чтобы его вал занимал горизонтальное положение, направление перемещения теплоносителя должно соответствовать стрелке на корпусе прибора.
• Крепление подобранного устройства производится разводным сантехническим ключом при помощи резьбового крепежа (накидные гайки от фитингов американка) с прокладками.
• Подсоединение к системе электроснабжения производится согласно электрической схеме включения, при этом используют три провода сечением не менее 0,75 мм. кв. и внешним диаметром, рассчитанным на уплотнительную муфту в коробке.

Перед первым включением проверяют трубопровод на отсутствие посторонних предметов, герметичность резьбовых соединений, правильность подключения проводов и параметры питающей электросети, убеждаются в том, что краны запорной арматуры открыты.

Подключение и монтаж циркулярника Grundfos с байпасной веткой

Напор погружного насоса

Скважинный насос находится внутри перекачиваемой жидкости. Поэтому для этих условий не учитывается разница высот между оборудованием, зеркалом воды. При выборе поверхностных модификаций (обычно, насосная станция) этот параметр присутствует в вычислениях в обязательном порядке.

Расчет насоса по напору производится сложением трех величин:

• изливный напор – принимается 15-20 м;
• потери в трубопроводе – данные сведены в таблицы;
• перепад высот между сантехническими приборами, зеркалом воды.

Таблица потерь давления учитывает трение в трубах из различного материала, фитингах, запорной арматуре, клапанах. Учитывается скорость потока, на которую в большей степени влияет внутреннее сечение труб. Поэтому для вычислений потребуется схема внутренней разводки, наружного водопровода.

Производительность погружного насоса

Для расчета производительности насоса для скважины необходимо знать величину расхода. Этот показатель складывается из расхода жидкости в нескольких сантехнических приборах, используемых одновременно. Для удобства вычислений данные сведены в таблицу:

Расчет производится с поправочным коэффициентом 0,6-0,8, так как вероятность одновременного включения всех потребителей не превышает 60-80% соответственно. В нормативах СНиП присутствуют таблицы, облегчающие расчеты в нестандартных ситуациях (например, проживание семьи из двух человек в двухэтажном особняке с санузлами на каждом этаже). В них заложены значения, основанные на реальном эксплуатационном опыте. Например, если при сложении суммарного расхода по имеющимся сантехническим приборам получается 1 л/с, то в таблице этому значению соответствует реальное потребление 0,55 л/с. Для расчетного расхода 5 л/с, 10 л/с, 15 л/с практические значения составят 1,27 л/с, 1,78 л/с, 2,17 л/с соответственно.

Таким образом, добавляется поправочный коэффициент 3,6. В любом случае дебит насоса должен превышать потребность семьи в воде.

Виды тепловых насосов

Следовательно, насос для системы отопления частного дома цена и производительность которого выбраны оптимально, хорошо работают не только в газовых системах отопления, но успешно применяются в тепловых насосах.

Существующие тепловые насосы классифицируются по методу извлечения тепла.

Окончательный подбор насоса для системы отопления частного дома делается на основании довольно сложных расчетов. Различают три основных вида:

1. воздушный — абсорбирует тепло из воздуха;
2. геотермальный — отбирает тепло из грунта, наземных и подземных вод;
3. вторичного тепла — отбор тепла с канализации или центрального отопления, применяется в промышленности.

Исходя из технических возможностей подбирается насос для отопления в частном доме, и его установка. Для создания автономной системы наиболее предпочтителен второй вариант — геотермальный тепловой насос. Тип насосов может быть замкнутым или открытым. Второй способ применяется при наличии больших объемов чистой воды, т. к. после отъема тепла вода выливается назад в водоем.

В настоящее время можно купить тепловой насос для отопления дома, геотермальный, один из трех типов:

• насос геотермальный водный;
• насос геотермальный с глубинным расположением коллектора;
• насос геотермальный горизонтальный.

https://youtube.com/watch?v=Sbg8kV7O7sw

Особенности оформления интерьера с декоративной плиткой

Виды радиаторов

Самыми популярными среди общего количества конвекторов считаются три типа:

• Алюминиевый радиатор;
• Чугунная батарея;
• Биметаллический радиатор.

Если вы знаете, какой конвектор установлен у вас дома и способны посчитать количество секций, то произвести несложные расчеты не составит труда. Далее, рассчитайте объем воды в радиаторе отопления, таблица и все необходимые данные, представлены ниже. Они помогут максимально точно вычислить количество теплоносителя во всей системе.

Тип конвектора	Средний объем воды литр/секция
Алюминиевый
Старый чугунный
Новый чугунный

Биметаллический

Алюминиевый

Несмотря на то, что в некоторых случаях внутренняя система нагрева каждой батареи может отличаться, существуют общепринятые параметры, которые позволяют определить количество помещающейся в нее жидкости. С возможной ошибкой в 5% вы узнаете, что одна секция алюминиевого радиатора может содержать до 450 мл воды

Стоит обратить внимание, на то, что для других теплоносителей объемы могут быть увеличены

Чугунный

Посчитать количество жидкости, которая помещается в чугунном радиаторе немного сложней. Важным фактором будет новизна конвектора. В новых импортных радиаторах пустоты значительно меньше, а за счет усовершенствованного строения греют они не хуже старых.

Новый чугунный конвектор вмещает около 1 литра жидкости, в старый поместится на 700 мл больше.

Биметаллический

Подобные типы радиаторов довольно экономичны и производительны. Причина, по которой могут меняться объемы наполнения, кроются только в особенностях определенной модели и разбросу давления. В среднем подобный конвектор заполняется 250 мл воды.

Возможные изменения

Каждый производитель батарей устанавливает свои значения минимально/максимально допустимых норм, но объем теплоносителя во внутренних трубках у каждой модели может измениться исходя из соображений увеличения давления. Обычно в частных домах и новостройках на цокольном этаже устанавливается расширительный бачок, который позволяет стабилизировать давление жидкости даже при ее расширении при нагреве.

Меняются параметры также на устаревших радиаторах. Нередко даже на трубках из цветного металла образовываются наросты из-за внутренней коррозии. Проблемой тому могут стать примеси в воде.

Из-за подобных наростов в трубках количество воды в системе постепенно нужно уменьшать. Учитывая все особенности своего конвектора и общие данные из таблицы, вы легко высчитаете необходимый объем воды для радиатора отопления и всей системы.

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

G* — расходу, выраженному в м 3 /час;

H — напору, выраженному в м.

*Для записи расхода теплоносителя производители насосного оборудования пользуются буквой Q. Производители запорной арматуры, например, Данфосс для расчета расхода пользуется буквой G. В отечественной практике также используется эта буква. Поэтому в рамках объяснений этой статьи мы также будем пользоваться буквой G, Но в других статьях, подойдя непосредственно к разбору графика работы насоса, для расхода мы все же будем использовать букву Q.

Технические параметры

• Максимальный объем перекачиваемой воды за каждый час функционирования (м3/час).
• Напор – высота, на которую это устройство в состоянии поднять теплоноситель.
• Максимальная температура – рабочая температура является 110 С.
• Рабочая скорость – в простейших бюджетных моделях только одна, но есть и с электронным управлением и несколькими переключаемыми скоростями.

Все эти показатели указываются в техпаспорте на каждый насос, и подбирать его нужно ориентируясь на них и на потребности конкретного жилища.

Модели циркуляционных насосов также различаются по ротору, который может быть:

• «сухим»;
• «мокрым».

В первом варианте ротор в рабочем режиме только частично погружается в воду, а во втором наоборот – полностью. «Мокрые» модели являются менее шумными при функционировании, поэтому их гораздо чаще приобретают для частных коттеджей.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления дома? Во-первых, нужно оценить тепловую потребность всех отапливаемых помещений в доме (Q). Расчет должен производиться для самого холодного период в отопительном сезоне. И хотя есть специальные методики, самостоятельно все правильно рассчитать достаточно проблематично. Делать это должен знающий и опытный теплотехник.

Для всего дома нужно умножить соответствующую цифру на квадратуру жилища. Получившийся параметр нужен для оценки необходимой производительности насоса, которая рассчитывают по следующей формуле G = Q/(1,16 х T). Где T является разницей между температурами воды в подающей и обратной трубах. В системе с наиболее распространенной двухтрубной разводкой он, как правило, равен 20 С, а для «теплого пола» – 5 С.

Во-вторых, подбор циркуляционного насоса для системы отопления производится по показателю создаваемого напора. Он должен быть достаточным, чтобы преодолеть возникающее в системе гидравлическое сопротивление.

В идеале, прежде чем укладывать трубы, а также монтировать различные фитинги и радиаторы необходимо рассчитать это общее гидравлическое сопротивление. На все комплектующие в техпаспортах указываются соответствующие значения. Но на практике приходится выполнять приближенную оценку.

По опыту иных расчетов считается, что:

• потери на горизонтальном участке любой трубы полагают в 0,01-0,015 метра;
• на фитингах же оцениваются как треть от потерь на прямой;
• краны прибавляют около 20%;
• терморегулирующие клапаны на входе радиатора увеличивают общую цифру еще на 70%.

Как сделать правильный выбор?

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления делается на основе именно двух выше рассчитанных параметров. К каждому продаваемому устройству прилагается инструкция, где есть график с расходно-напорной характеристикой. Выглядит он как две пересекающиеся кривые линии. Пересечение их называется рабочей точкой.

Но для правильного выбора стоит учитывать еще пять простых рекомендаций:

1. Чем ближе показатели к рабочей точке на графике, тем лучше.
2. Не стоит брать устройство с «запасом». Работать он будет исправно, но при этом и без толку будет тратиться электричество. А шум от работы слишком мощного устройства вряд способен кого-либо обрадовать.
3. Все расчеты выполняются для условий работы на нагрузке по максимуму, которая может быть только при сильных заморозках. За зиму же таких дней бывает всего несколько. Поэтому насос стоит подбирать с мощностью немного ниже расчетной.
4. В большинстве моделей имеются три рабочих скорости, что позволяет хоть немного оптимизировать их работу. Переключение производится вручную, но есть и автоматизированные модели, которые позволяют довольно существенно экономить электроэнергию.
5. Корпуса высококачественных моделей выполняются из нержавейки, латуни либо бронзы. Чугунные экземпляры в таких тяжелых эксплуатационных условиях слишком быстро разрушаются.

Если во время работы появился лишний шум, то не стоит сразу же менять насос. Часто причиной является воздух, который не стравили из системы. Нужно выключить устройство и воспользоваться специальными клапанами на батареях.Вот так следует производить выбор циркуляционного насоса для системы отопления.

Антифриз в качестве теплоносителя

Более высокими характеристиками для эффективной работы отопительной системы обладает такой тип теплоносителя, как антифриз. Заливая антифриз в контур отопительной системы, можно свести риск замерзания отопительной системы в холодное время года до минимума. Антифриз рассчитан на более низкие температуры, чем вода, и они не способны изменить его физического состояния. Антифриз выделяется многими преимуществами, так как он не вызывает отложений накипи и не способствует коррозийному износу внутренней области элементов системы отопления.

Даже если антифриз и затвердеет при очень низких температурах, он не будет расширяться подобно воде, а это не повлечет никаких поломок компонентов отопительной системы. В случае замерзания антифриз превратится в гелеобразный состав, а объем сохранится прежний. Если после замерзания температура теплоносителя в системе отопления повысится, он из гелеобразного состояния перейдет в жидкое, а это не вызовет никаких негативных последствий для отопительного контура.

Многие производители добавляют в антифриз различные присадки, которые способны увеличить эксплуатационный срок отопительной системы.

Такие присадки способствуют удалению из элементов отопительной системы различных отложений и накипи, а также устраняют очаги коррозии. Выбирая антифриз, нужно помнить, что такой теплоноситель не является универсальным. Присадки, которые в нем содержаться, подойдут только для определенных материалов.

Существующие теплоносители для систем отопления-антифризы можно разделить на две категории исходя из температуры их замерзания. Одни рассчитаны на температуру до – 6 градусов, а другие до -35 градусов.

Свойства различных видов антифризов

Состав такого теплоносителя, как антифриз рассчитан на полных пять лет эксплуатации, или на 10 сезонов отопления. Расчет теплоносителя в системе отопления должен быть точным.

Существуют у антифриза и свои недостатки:

• Теплоемкость антифриза на 15% ниже, чем у воды, а значит, они будут медленнее отдавать тепло;
• У них довольно высокая вязкость, а это значит, что в систему нужно будет монтировать достаточно мощный циркуляционный насос.
• При нагреве антифриз увеличивается в объеме больше чем вода, значит, отопительная система должна включать расширительный бак закрытого типа, а радиаторы должны обладать большей емкостью, чем те, которые используются для организации отопительной системы, в которой теплоносителем является вода.
• Скорость теплоносителя в системе отопления – то есть, текучесть антифриза, на 50% больше чем у воды, значит, все соединительные разъемы отопительной системы необходимо очень тщательно герметизировать.
• Антифриз, который включает в свой состав этиленгликоль, является для человека токсичным, поэтому его можно использовать только для котлов одноконтурного типа.

В случае использования в системе отопления такого типа теплоносителя, как антифриз, необходимо учитывать определенные условия:

• Система должны быть дополнена циркуляционным насосом с мощными параметрами. Если циркуляция теплоносителя в системе отопления и контур отопления является большой протяженности, то циркуляционный насос должен быть наружной установки.
• Объем расширительного бака должен быть не меньше, чем в два раза по сравнению с баком, который применяется для такого теплоносителя, как вода.
• В отопительную систему необходимо монтировать объемные радиаторы и трубы с большим диаметром.
• Запрещается использовать воздухоотводчики автоматического типа. Для отопительной системы, в которой теплоносителем является антифриз, можно использовать только краны ручного типа. Более популярным краном ручного типа является кран Маевского.
• Если антифриз разбавлять, то только с дистиллированной водой. Талая, дождевая или колодезная вода никак не подойдут.
• Перед тем, как будет производиться заправка системы отопления теплоносителем – антифризом, ее нужно хорошо промыть водой, не забывая и про котел. Производители антифризов рекомендуют менять их в системе отопления хотя бы раз в три года.
• Если  котел холодный, то не рекомендуется задавать сразу высокие нормативы температуры теплоносителя системе отопления. Она должны подниматься постепенным образом, теплоносителю необходимо некоторое время на обогрев.

Если зимой двухконтурный котел, работающий на антифризе, будет отключен на долгий период, то необходимо из контура горячего водоснабжения слить воду. В случае замерзания вода может расшириться и нанести ущерб трубам или другим элементам отопительной системы.

Устройство насоса

Циркуляционный насос в разрезеУстройство насоса «сухого» типа

Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Вывод

• Напор считается в метрах: 10 м водяного столба = 1 бар. • Расход измеряется в м3/час (реже – л/мин). • Напорно-расходная характеристика – это график, позволяющий определить, подходит ли насос для конкретной скважины. • Скважина: статический уровень воды – глубина зеркала воды в спокойном состоянии; динамический уровень – глубина, ниже которого теоретически вода не может опуститься; дебит – объем воды, который может дать скважина в час. • Труба: используйте максимально допустимый диаметр трубы для снижения сопротивления • Соблюдайте требования относительно максимальной и минимальной глубины погружения насоса.

Выполнение данных рекомендаций позволит вам самостоятельно подобрать скважинный насос, оптимально подходящий для включения в систему.

Читайте так же:

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

1. 2. 3.

По совокупности признаков бесспорным лидером среди теплоносителей является обыкновенная вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, хотя подойдет и кипячёная или химически обработанная – для осаждения растворённых в воде солей и кислорода.

Однако если существует вероятность того, что температура в помещении с системой отопления на некоторое время опустится ниже нуля, то вода в качестве теплоносителя не подойдёт. Если она замёрзнет, то при увеличении объёма велика вероятность необратимого повреждения системы отопления. В таких случаях используют теплоноситель на базе антифриза.