Расчет мощности насоса для отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м²;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м² площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

примеры расчетов и правила выбора

Циркуляционный насос — это небольшое по размеру устройство, главная задача которого заключается в улучшении работы и повышении производительности системы отопления. Он врезается непосредственно в трубопровод, оптимизируя скорость перемещения теплового носителя. Благодаря чему даже дом с большой жилой площадью будет обогреваться достаточно быстро.

Чтобы купить оптимальную модель, предстоит разобраться с тем, как рассчитать насос для отопления и на какие нюансы ориентироваться при выборе. Именно этим вопросам посвящена наша статья – в этом материале мы рассмотрели пример расчета оборудования, уделили внимание принципу работы и основным разновидностям насосов.

Также мы привели рекомендации по выбору, монтажу и безопасной эксплуатации насосного оборудования, снабдив статью наглядными и фото и подходящими видеороликами с расчетом необходимой мощности прибора и советами по его монтажу в отопительный контур.

Содержание статьи:

Принцип работы и назначение насоса

Основная проблема жителей последних этажей многоквартирной постройки и владельцев загородных коттеджей — это холодные батареи. В первом случае теплоноситель просто-напросто не доходит до их жилья, а во втором — не обогреваются самые дальние участки трубопровода. А все это из-за недостаточного .

Когда необходимо применять насос?

Единственным правильным решением в ситуации с недостаточным давлением будет модернизация отопительной системы с теплоносителем, циркулирующим под действием силы гравитации. Здесь поможет установка насоса. Основные схемы организации отопления с насосной циркуляцией .

Этот вариант будет эффективен и для владельцев частных домов, позволяя ощутимо уменьшить расходы на отопление. Существенное преимущество такого циркуляционного оборудования — возможность менять скорость движения теплоносителя. Главное, не превышать максимально допустимые показания для диаметра труб своей отопительной системы, чтобы избежать излишнего шума при работе агрегата.

Так, для жилых комнат при условном проходе труб в 20 и более мм скорость составляет 1 м/с. Если установить этот параметр на самое высокое значение, то можно за максимально короткое время прогреть дом, что актуально в случае, когда хозяева были в отъезде и постройка успела остыть. Это позволит получить максимальное количество тепла при минимальных затратах времени.

Насос — важный элемент системы обогрева дома. Он помогает повысить ее эффективность и снизить траты топлива

Принцип работы прибора

Циркуляционный агрегат функционирует за счет электродвигателя. Он забирает нагретую воду с одной стороны и подталкивает в трубопровод, находящийся с другой. А с этой стороны снова поступает новая порция и все повторяется.

Именно за счет центробежной силы тепловой носитель перемещается по трубам системы обогрева. Процесс функционирования насоса немного напоминает работу вентилятора, только циркулирует не воздух по комнате, а теплоноситель по трубопроводу.

Корпус устройства обязательно выполняется из устойчивых к коррозии материалов, а для изготовления вала, ротора и колеса с лопастями обычно используется керамика.

Основные виды насосов для отопления

Все предлагаемое производителями оборудование делится на две большие группы: насосы «мокрого» или «сухого» типа. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, что обязательно нужно учитывать при выборе.

Оборудование «мокрого» типа

Насосы отопления, называемые «мокрыми», отличаются от своих аналогов тем, что их рабочее колесо и ротор помещен в тепловой носитель. При этом электрический мотор находится в герметичном боксе, куда влага попасть не может.

Этот вариант — это идеальное решение для небольших загородных домов. Такие устройства отличаются своей бесшумностью и не нуждаются в тщательном и частом техническом обслуживании. К тому же они легко ремонтируются, настраиваются и могут применяться при стабильном или слабо изменяющемся уровне расхода воды.

Отличительной чертой современных моделей «мокрых» насосов является простота их эксплуатации. Благодаря наличию «умной» автоматики можно без каких-либо проблем увеличить производительность или переключить уровень обмоток

Что касается недостатков, то указанная выше категория отличается низкой производительностью. Обуславливается этот минус невозможностью обеспечения высокой герметичности гильзы, разделяющей тепловой носитель и статор.

«Сухая» разновидность приборов

Для этой категории устройств характерно отсутствие прямого контакта ротора с, перекачиваемой им нагретой, водой. Вся рабочая часть оборудования отделена от электрического двигателя резиновыми защитными кольцами.

Главная особенность такого отопительного оборудования — большая эффективность. Но из этого преимущества вытекает существенный недостаток в виде высокой шумности. Решается проблема путем установки агрегата в отдельной комнате с хорошей звукоизоляцией.

При выборе стоит учитывать тот факт, что насос «сухого» типа создает завихрения воздуха, поэтому мелкие частицы пыли могут подниматься, что негативно скажется на уплотнительных элементах и, соответственно, герметичности устройства.

Производители решили эту проблему так: при работе оборудования между резиновыми кольцами создается тонкий водяной слой. Он выполняет функцию смазки и предотвращает разрушение уплотнительных деталей.

Приборы, в свою очередь, делятся на три подгруппы:

• вертикальные;
• блочные;
• консольные.

Особенность первой категории заключается в вертикальном расположении электродвигателя. Такое оборудование стоит покупать только в том случае, если планируется перекачка большого объема теплового носителя. Что касается блочных насосов, то они устанавливаются на ровной бетонной поверхности.

Предназначены блочные насосы для использования в промышленных целях, когда требуются большие расходные и напорные характеристики

Консольные устройства характеризуются расположением всасывающего патрубка с наружной стороны улитки, в то время как нагнетательный находится на корпусе с противоположной.

Более подробно об устройстве и принципе работы насосов мы говорили .

На что ориентироваться при выборе насоса?

Подбор насоса для автономного отопления нужно делать исходя из гидравлических характеристик системы обогрева загородного дома. Поэтому перед посещением магазина предстоит подсчитать оптимальное количество тепла, которое потребуется для поддержания в комнатах комфортной для проживания температуры.

Грамотно выполнить поможет дополнительная информация, с которой предстоит ознакомиться. Или можно воспользоваться советами компетентного специалиста.

На оптимальное для конкретного объекта количество тепла влияет множество факторов:

• материал, который использовался для возведения и утепления стен;
• климатические условия;
• особенности перекрытий и полов;
• наличие термостатических вентилей;
• характеристики стеклопакетов, установленных в коттедже.

При выборе насоса для автономного отопления особое внимание следует уделить сфере применения конкретной модели, количеству скоростей и уровню шума. Также не последнюю роль играет производитель и цена оборудования.

Выбирая устройство для организации принудительной циркуляции в системе отопления, нужно уделить особое внимание техническим характеристикам, чтобы избежать работы насоса вхолостую или на пределе своих возможностей

Критерий #1 — область применения оборудования

В большинстве случаев специалисты советуют устанавливать насосы отопления, роторы которых целиком погружены в тепловой носитель. Ведь помимо небольшого уровня шума такого рода агрегаты более успешно справляются с высокой нагрузкой.

Как результат, система с «мокрым» оборудованием прослужит дольше, будет легче поддаваться ремонту и не потребует к себе чрезмерного внимания.

Отдавайте предпочтение моделям, для изготовления которых используется прочная сталь и подшипники, а вал выполнен из керамики. Их преимущество заключается в сроке службы, который составляет не менее двух десятков лет.

Следует отказаться от покупки чугунного циркуляционного насоса. Ведь такое устройство быстро придет в негодность и потребует замены

Если выбор пал на насос отопления «мокрого» вида, то нужно учитывать, что его не стоит устанавливать в систему обогрева коттеджа открытого типа. Ведь в этом случае нагретая вода, которая смазывает механизм, содержит в своем составе разнообразные примеси.

Например, микрочастицы песка могут засорить зазор между ротором и статором, что приведет к скорой поломке насоса.

Что касается открытых систем, то в них такого рода оборудование может функционировать годами. При этом оно не будет нуждаться в каком-либо специализированном обслуживании.

Критерий #2 — расчет оптимальной мощности

Производительность насоса, предназначенного для работы в системе отопления, можно вычислить самостоятельно. Для этого понадобится общая длина трубопровода, по которому оборудованию предстоит перекачивать теплоноситель.

На каждые 10 метров длины берем 0,6 метра напора устройства. Так, для небольшого дома с длиной отопительного контура в 70 метров понадобится насос напором в 4,2 метра.

Можно пойти другим путем и посчитать этот показатель по формуле:

Q = 0,86*R/TF-TR,

Где:

• R — потребность помещения в тепле;
• TF и TR показывают температуру теплоносителя при подаче в систему и на ее выходе соответственно. При этом используются значения в градусах Цельсия.

В европейских странах в качестве параметра R преимущественно используются два значения: 100 Вт/м² — для дома, где расположено одна или две квартиры, и 70 Вт/м² — для многоквартирных построек.

Приведенный выше метод — это только один из множества способов вычисления оптимальной мощности циркуляционного насоса. Выполнить максимально точные расчеты сможет только квалифицированный специалист.

Когда нужно сделать расчеты с минимальной погрешностью, рекомендуется использовать специальные таблицы. В них приводятся значения, оптимальные для тех или иных домов и квартир

Критерий #3 — количество скоростей и шумность насоса

Основная особенность современных моделей насосов — это возможность их настройки. Регулировать мощность можно путем переключения скорости работы агрегата.

На сегодняшний день больше всего распространены модели с тремя скоростями. Это позволяет при резком похолодании максимально быстро обогреть жилые помещения, а в случае потепления уменьшить производительность прибора, сэкономив при этом электроэнергию.

Если нужно купить оборудование, издающее минимально возможный шум, то лучшим выбором будет насос «мокрого» типа.

В случае установки агрегата с «сухим» ротором при его работе будет слышен посторонний звук, появляющийся в результате вращения вентилятора, охлаждающего электрический двигатель. Поэтому такое устройство лучше устанавливать в отдельной комнате, а для жилой выбрать что-то менее громкое.

Низкий уровень шумности «мокрых» насосов — главная причина их популярности

Далеко не всегда посторонний шум, появляющийся при запуске, свидетельствует о неисправности. Довольно часто это происходит из-за воздуха, который остался в системе отопления. Для решения этой проблемы рекомендуется перед запуском при помощи специальных клапанов.

Критерий #4 — производитель и цена оборудования

После того как были осуществлены все необходимые расчеты, можно приступать к просмотру каталога с циркуляционными насосами. Лучше делать заказ на тех веб-ресурсах, где есть продуманная система фильтрации продукции. Это позволит быстро найти модели с оптимальными характеристиками.

На нынешнем рынке предлагается богатый выбор насосов для систем отопления. Сотни производителей говорят, что их продукция отличается надежностью, качеством и долговечностью. Но далеко не всегда заявленные характеристики соответствуют реальным. Поэтому лучше заказывать оборудование, изготавливаемое производителями, которые заявили о себе на весь мир.

В список известных и надежных фирм, занимающихся выпуском насосов для систем отопления, следует внести такие бренды:

• Halm;
• Wilo;
• Ebara;
• DAB;
• AlfaStar;
• Pedrolo;
• Grundfos.

Стоимость агрегатов для организации принудительной перекачки теплоносителя полностью зависит от мощности, вида насоса и бренда. Как правило, цена оборудования варьируется в диапазоне от 60 до 220 долларов. Рекомендуем ознакомиться с на отопление по мнению пользователей.

Что касается отечественных производителей, то они бытовое оборудование не изготавливают, а предлагают только модели, предназначенные для использования в промышленных целях.

Чаще всего циркуляционные насосы выпускаются серийно и обладают усредненными параметрами, что создает определенные проблемы при выборе оборудования. В этом случае лучше отдать предпочтение устройству, работающему в нескольких режимах

Особенности монтажа циркуляционного насоса

Чтобы обеспечить эффективную работу системы обогрева дома, следует правильно подобрать место в отопительном кольце для установки оборудования. Рекомендуется найти тот участок, где в области всасывания теплового носителя всегда наблюдается избыточное давление воды. Известно несколько методик, при помощи которых можно искусственным образом добиться этого условия.

Первый способ заключается в подъеме расширительного бака на 0,8 м по отношению к самому высокому участку трубопровода. Реализовать это можно только в том доме, где это позволяют сделать потолки. Неплохим решением будет установить расширительный бак на чердаке. Но в этом случае придется заняться утеплением крыши, чтобы избежать лишних потерь тепла.

Второй метод заключается в перенесении от расширительного бака трубки с подающего стояка и ее врезании в то место, где неподалеку стоит всасывающий патрубок насоса. За счет этого можно создать просто идеальные условия для организации принудительной перекачки горячей воды в системе обогрева дома.

Насос можно установить прямо в подающий трубопровод. Такое решение будет целесообразным только в том случае, когда циркуляционное оборудование сможет выдержать максимально возможную температуру теплового носителя

Подробные рекомендации по установке насоса, схема обвязки и пошаговая монтажная инструкция приведена .

Правила и нюансы эксплуатации оборудования

Циркуляционный насос покупается не на год и даже не на два. Поэтому каждый владелец загородного дома должен позаботиться, чтобы оборудование было исправно в течение долгих лет. Добиться надежности и корректности работы устройства можно только в случае правильного и своевременного обслуживания.

В список основных правил эксплуатации насоса отопления необходимо включить следующие аспекты:

• запрещено включать прибор с нулевой подачей;
• убедиться, что оборудование заземлено;
• проконтролировать, чтобы электрический мотор не нагревался выше допустимой нормы;
• проверить соединение в клеммном коробе на наличие/отсутствие повреждений, а все кабели должны быть полностью сухими;
• удостовериться, что во время старта устройства не возникает никакого постороннего шума или вибрации;
• оборудование должно работать с рекомендованным производителем уровнем расхода теплоносителя;
• запрещено запускать циркуляционный насос без воды.

Если оборудование простаивает на протяжении длительного времени, то рекомендуется каждый месяц включать его на 10-30 минут. Такое простое правило поможет избежать окисления и, как результат, блокировки вала.

В случае появления каких-либо сбоев или проблем в работе насоса следует в кратчайшее время вызвать мастера. Это поможет избавиться от множества проблем и незапланированных финансовых трат

Особое внимание необходимо уделить температуре . Она не должна превышать 60-65 градусов Цельсия. Если пренебречь этим правилом, то в трубах и внутри насоса будет появляться осадок, который негативно скажется на работе всей системы отопления.

Часто встречаемые поломки

Наиболее распространенная проблема, из-за которой оборудование, обеспечивающее принудительную перекачку теплоносителя, выходит из строя — это его длительный простой.

Чаще всего система отопления активно используется зимой, а в теплое время года отключается. Но так как вода в ней не отличается чистотой, то со временем в трубах выпадает осадок. Из-за накопления солей жесткости между крыльчаткой и насосом агрегат перестает работать и может выйти из строя.

Решается вышеуказанная проблема достаточно легко. Для этого нужно попытаться самостоятельно запустить оборудование, открутив гайку и вручную повернув вал насоса. Нередко такого действия бывает более чем достаточно.

Если прибор все-таки не запустился, то единственным выходом будет демонтаж ротора и последующая основательная чистка насоса от накопившегося осадка солей.

Выводы и полезное видео по теме

О расчете производительности циркуляционного оборудования повествует видео:

Правильная установка является залогом отличной работы любого прибора. Особенности монтажа насоса для отопления в видеоролике:

Система отопления, где для организации движения теплоносителя используется насос, имеет множество достоинств. Но чтобы безошибочно установить ее, придется потратить немного времени на разбор нюансов и выбор оборудования. Только в таком случае можно сделать свой дом поистине теплым и уютным.

Хотите добавить насос в систему отопления, но сомневаетесь в расчетах? Задайте интересующие вас вопросы в блоке комментариев – наши эксперты постараются вам помочь.

А может вы хотите дополнить наш материал полезными замечаниями? Или предложить другой вариант расчета отопительного насоса? Пишите свои замечания и рекомендации под этой статьей.

Как рассчитать мощность и напор циркуляционного насоса

Необходимость в применении циркуляционного насоса возникает в случае, когда естественное перемещение теплоносителя в системе отопления не способно обеспечить равномерный нагрев всех радиаторов. Без данного оборудования невозможно обойтись в домах, площадь которых превышает 100м2, где отмечается высокое гидравлическое сопротивление системы. Решив использовать циркуляционное насосное оборудование, вы получаете массу преимуществ, среди которых:

    — возможность использовать трубы меньшего диаметра,
    — быстрый нагрев помещений,
    — возможность размещения нагревательного котла в любом месте коттеджа.

Однако, прежде чем установить данный агрегат, следует провести тщательный расчет мощности циркуляционного оборудования, которое будет использоваться в системе отопления.

Подача (производительность) насосного оборудования

Это один из главных факторов, которые следует учитывать при выборе устройства. Подача – количество теплоносителя перекачиваемого в единицу времени (м3/час). Чем выше подача, тем значительней будет объем жидкости, который сможет перекачать насос. Данный показатель отражает величину объема теплоносителя, переносящего тепло от котла к радиаторам. Если подача низкая, радиаторы будут обогреваться плохо. Если производительность избыточная, расходы на отопление дома существенно вырастут.

Расчет мощности циркуляционного насосного оборудования для системы отопления можно произвести по следующей формуле:
Qpu=Qn/1.163xDt  [м3/ч]

При  этом Qpu – это подача агрегата в расчетной точке (измеряется в м3/час), Qn — количество потребляемого тепла на площади, которая отапливается (кВт), Dt – разница температур, зафиксированная на прямом и обратном трубопроводе (для стандартных систем это 10-20°С), 1,163 – показатель удельной теплоемкости воды (если будет использоваться другой теплоноситель, формула должна быть откорректирована).

Напор насосного оборудования циркуляционного типа

Напор создается од действием насосного устройства для того чтобы противостоять гидродинамическим потерям, возникающим в трубах, радиаторах, вентилях, соединениях. Другими словами, напор – величина гидравлического сопротивления, которое агрегат должен преодолеть. Для обеспечения оптимальных условий для перекачки теплоносителя по системе показатель гидравлического сопротивления должен быть меньше показателя напора. Слабый водяной столб не сможет справиться с поставленной задачей, а слишком сильный — может стать причиной возникновения шума в системе.

Расчет показателя напора циркуляционного насоса требует предварительного определения гидравлического сопротивления. Последнее зависит от диаметра трубопровода, а также скорости перемещения по нему теплоносителя. Чтобы рассчитать гидравлические потери, нужно знать скорость движения теплоносителя: для полимерных трубопроводов – 0,5-0,7м/с, для труб, выполненных из металла, – 0,3-0,5м/м. На прямых участках трубопровода показатель гидравлического сопротивления будет находиться в пределах 100-150Па/м. Чем больше диаметр труб, тем меньше потери.

Для расчета потерь давления при сопротивлении местном применяют формулу:
 Z = ∑ζ x V2 x ρ/2

При этом ζ обозначает коэффициент местных потерь, ρ – показатель плотности теплоносителя, V – скорость перемещения теплоносителя (м/с).
Далее необходимо суммировать показатели местных сопротивлений и величины сопротивлений, которые были рассчитаны для прямолинейных участков. Полученное значение будет отвечать минимально допустимому напору насоса. Если в доме сильноразветвленная система отопления, расчет напора следует произвести по каждой ветки отдельно.

При этом следует учитывать следующие величины потерь для элементов системы:

    — котел – 0,1-0,2;
    — теплорегулятор – 0,5-1;
    — смеситель – 0,2-0,4.

Как вариант можно рассчитать напор циркуляционного насоса для отопления по следующей формуле:
Hpu =RxLxZF/10000 [м]

При этом Hpu – напор насоса, R – потери, которые были вызваны трением в трубах (измеряется Па/м, за основу можно принять значение 100-150 Па/м), L – протяженность обратного и прямого трубопроводов самой длинной ветки или сумма ширины, длины и высоты дома умножена на 2 (измеряется в метрах), ZF – коэффициент для термостатического вентиля (1,7), арматуры/фасонных деталей( 1,3), 10000 — коэффициент пересчета единиц (м и Па).

Расчет насоса для отопления, характеристики циркуляционного насоса

Циркуляционные насосы

Система отопления в частном или загородном доме нуждается в специальном насосе, который будет помогать теплоносителю, циркулировать по трубам. Благодаря такому циркуляционному насосу удается добиться того, что все помещения в доме нагреваются наиболее равномерным образом. Установка такого устройства предполагает проведение некоторых расчетов. Расчет насоса для отопления может зависеть от некоторых определенных обстоятельств. Для начала, необходимо определиться с типом насоса. Насос может быть «мокрым» или «сухим». Их отличие состоит в том, что у первого насоса рабочая область находится под слоем воды, то есть, в перекачиваемой среде.

Такой насос не нуждается в дополнительной смазке или увлажнении. Однако необходимо учесть, что водяной напор или сопротивление во многом могут оказывать влияние на функциональную мощность агрегата. Разберемся же, как рассчитать насос для отопления.

Расчет мощности отопительного насоса

Как рассчитать мощность отопления насоса? Выбирая насос для отопительной системы, необходимо обратить внимание на ту рабочую точку, с которой начинается его работа. В этой же точке будет произведена его установка. Расход и напор воды будут показателями, характеризующими позицию насоса. Для измерения расхода воды используется такое значение, как кубические метры воды в час (скорость насоса в системе отопления), а напор измеряется в метрах. Такие показатели во многом зависят от того, какими характеристиками обладает насос.

Рабочая точка насоса системы отопления

Производя расчет насоса для отопления, лучше всего выбрать такой вариант, при котором мощность его начальной точки будет приравнена к той мощности, которую потребляет сама система отопления.

Данную закономерность можно отследить только на особом графике. Эта процедура поможет определить, если тот или иной насос по своим показателям мощности подходит для вашей отопительной системы.

Ниже приведена формула, которая поможет узнать мощность циркуляционного насоса для отопления:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД

Где:

р – уровень плотности воды;

Q – уровень расхода воды;

Н – уровень напора воды.

Таким образом и делается расчет мощности насоса для отопления.

Рекомендуем к прочтению:

Вычисляем уровень производительности насоса

Для того чтобы произвести расчет циркуляционного насоса для отопления, потребуется воспользоваться следующей формулой:

Q = S * Qуд / 1000

Где:

S – обогреваемая площадь;

Qуд – это уровень удельного потребления теплоэнергии;

Данный показатель в квартирах и в частных домах будет несколько отличаться. В квартирах удельное потребление тепла составляет около 70 Ватт на один квадратный метр площади, а в частных домах данный показатель может достигать 100 Ватт на один квадратный метр.

Показатель подачи воды

Уровень подачи воды можно вычислить посредством следующей формулы:

V = Q / (1,16 * T)

Где:

V – это уровень подачи жидкости;

1,16 – это стабильное значение;

T – представляет разницу температур.

Рекомендуем к прочтению:

Температурная разница, в среднем, может варьировать от 10 до 20 градусов.

Расчет уровня напора воды

Благодаря следующей формуле можно выявить уровень напора водяного насоса:

H = R * L * ZF / 10000

Где:

R – сопротивление трубопровода и отопительной системы;

L – представляет собой наиболее длинный отрезок отопительной системы;

ZF – это коэффициент запаса.

В традиционной схеме отопительной системы такой коэффициент имеет значение 2,2.

Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения

Кавитация – это такой процесс, во время которого в отопительной установке благодаря уменьшению давления образуются молекулы пара. Такой процесс имеет место в том случае, если в трубах снизится или повысится скорость потока жидкости.

Кавитация в системе отопления

Если отопительная система характеризуется слишком низкими или слишком высокими температурами, то такое явление может сказаться отрицательным образом. Пар, который образуется, собирается в пузырьки, и если они лопаются, то, тем самым, наносят повреждение материалу, из которого изготовлены трубы или другие компоненты системы отопления.

Правильно выбранное устройство и верно осуществленный расчет мощности циркуляционного насоса отопления станут гарантией того, что работа системы отопления и системы водоснабжения будет наиболее эффективной.

Если у вас не получается самостоятельным образом произвести такие операции, как как рассчитать насос для отопления, или вы сомневаетесь в их правильности, то лучше доверить это дело профессионалу в данной области. Специалист не только поможет с выбором помпы или произведением расчетов, но также займется непосредственно и установкой насоса.

Автоматизация насосного оборудования

Для нормального функционирования такие насосы должны потреблять электроэнергию. На сегодняшний день электричество не является дешевым, поэтому многие задумываются о том, как сделать работу насоса более экономной с точки зрения потребления электроэнергии.

Устройство для автоматической регулировки, потребляемой насосом электроэнергии, поможет вам в этом деле. Благодаря такому устройству количество потребляемого электричества снизится почти в два раза.

Если приобрести более современное оборудование, то оно позволит сократить до 80% электроэнергии. Однако необходимо учесть, что и циркуляционный насос для отопления, характеристики (такие как мощность, скорость насоса отопления) его должны быть последнего поколения. Автоматизированная система позволяет вести контроль над возможностями агрегата, в том числе и над потребительскими. Достигается экономия за счет того, что на устройство не оказывается полная нагрузка, так как система позволяет использовать весь потенциал устройства.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Казалось бы, в чем проблема выбрать циркуляционный насос для отопления? Но на практике это оказывается действительно проблема. Приходишь в магазин просишь помочь в подборе циркуляционного насоса.

В ответ слышишь либо рекламу фирмы производителя, либо ряд технических вопросов про объем системы отопления, гидравлический расчет и т.д. В результате либо так и не удается выбрать циркуляционный насос, либо приобретается заведомо более мощный и дорогой чем требуется.

Мощный циркуляционный насос для отопления, безусловно, хорошо, да и переплата не очень уж и значительная. Но такой подход как минимум просто не рационален, а как максимум вызовет различные проблемы при эксплуатации. К примеру, повышенная скорость теплоносителя вызывает значительный шум системы отопления, что для жилого помещения очень не хорошо.

И так попробуем разобраться, как же правильно подбирать циркуляционный насос для отопления, что бы избежать пусть и не критичных, но достаточно не приятных последствий неправильного выбора.

Вначале разберемся в назначении циркуляционного насоса и его основных характеристиках. Задача циркуляционного насоса для отопления состоит в том, что бы осуществлять прокачку теплоносителя через всю систему отопления. При этом у насоса есть две основные характеристики: подача и напор.

Расчет подачи и напора циркуляционного насоса.

Подача или производительность циркуляционного насоса характеризует количество прокачиваемого теплоносителя в единицу времени и измеряется м3/ч. Чем больше подача, тем больший объем теплоносителя сможет прокачать циркуляционный насос.

Другими словами подача циркуляционного насоса влияет на объем теплоносителя, который обеспечивает достаточный перенос тепла от элемента нагревания до радиатора отопления. Если подача не достаточна, то радиаторы отопления не будут достаточно нагреваться и в помещении будет холодно. Если подача избыточна, то теплоноситель не будет успевать остывать в системе и тем самым возрастут расходы на отопление, за счет избыточного подогрева теплоносителя.

Расчет необходимой подачи циркуляционного насоса осуществляется по формуле:

V=(Sопп×Qуд)/(1,16×?T)

V – подача циркуляционного насоса, м3/ч.
Sопп – полезная площадь отапливаемого помещения, м2.

Qуд – удельная теплопотребность зданий, Вт/м2. Определяется расчетным путем в зависимости от климатических факторов и конструкции здания. Для упрощения принимают, что Qуд для одиночных зданий 100Вт/м2.
?T – разница между температурой теплоносителя выходящего из отопительного котла и температурой теплоносителя входящего в кател. Для систем автономного отопления эта величина составляет 15…20 °С.

Напор фактически это величина гидравлического сопротивления системы отопления, которое может преодолеть циркуляционный насос. Дело в том, что каждый элемент системы отопления радиаторы отопления, краны и винтили, переходники, трубы создают гидравлическое сопротивление, т.е. препятствуют движению теплоносителя. Для того что бы через систему циркуляционный насос смог прокачать теплоноситель при этом с заданной скоростью необходимо что бы напор был больше, чем общее гидравлическое сопротивление системы.

Соответственно если напор не достаточен, то циркуляционный насос не справится со своей задачей. Если же напор избыточен, то скорость движения теплоносителя может достигнуть критического значения, при котором появится шум в системе отопления, что для жилого помещения крайне не желательно.

Полный расчет гидравлического сопротивления системы отопления не сложная, но трудоемкая задача. Поэтому для подбора циркуляционного насоса, особенно если система отопления уже смонтирована можно использовать приближенные вычисления.

Методика расчета напора циркуляционного насоса базируется на определении всех гидравлических сопротивлений в наиболее удаленном нагруженном контуре.

Вообще (упрощенно) гидравлическое сопротивление зависит от скорости протекания теплоносителя и диаметра трубопровода. Поэтому для определения гидравлических потерь задаются оптимальной скоростью движения теплоносителя для металлических труб 0,3…0,5 м/с, для полимерных 0,5…0,7 м/с. При такой скорости движения теплоносителя гидравлическое сопротивление на прямолинейных участках трубопровода будет составлять 100…150 Па/м, в зависимости от диаметра труб, чем труба толще, тем потери меньше.

Потери давления на местных сопротивлениях определяются по формуле:

Z=∑ζ×V2×ρ/2

ζ – коэффициент местных потерь. Как правило, для определенных типов деталей (муфт, кранов и т.д.) у различных производителей примерно одинаковы. Поэтому без труда можно найти эти характеристики на сайтах производителей трубопроводов и запорной арматуры.
V – скорость движения теплоносителя, м/с.
ρ – плотность теплоносителя.

Далее суммируются величины всех местных сопротивлений и величины сопротивлений прямолинейных участков. Полученная величина будет минимально допустимым напором. Если система сильно разветвленная, то следует провести расчет для каждой ветки системы отопления.

Выбор циркуляционного насоса.

Циркуляционные насосы бывают двух видов со ступенчатым регулирования мощности и сплавным регулированием. Циркуляционные насосы с плавным регулированием обычно применяются с системой автоматики. Насосы со ступенчатым регулированием нашли наиболее широкое применение в частном строительстве. Рассмотрим, как же выбрать циркуляционный насос со ступенчатым регулированием скорости вращения ротора.

Для этого ранее мы определили подачу и напор. Задача выбора циркуляционного насоса сводится к тому, что бы он полностью обеспечивал расчетные параметры нашей системы отопления на средней скорости вращения, что бы обеспечить запас мощности насоса. Тем самым насос не будет перегружен и прослужит значительно дольше, а система отопления будет работать бесперебойно и эффективно.

В случае если вы не хотите разбираться в формулах, обращайтесь к нашим менеджерам и они подберут правильный насос для вашей системы отопления.

8 800 511 47 48 бесплатно для РФ
+7 499 899 08 71
WhatsApp +7 919 231 04 32

какая мощность является оптимальной для ежедневной работы насоса

Отопительная система частного дома не может обойтись без специального насоса, обеспечивающего циркуляцию жидкости по трубам. Он необходим для того, чтобы вся установка, а значит и все комнаты, обогревались равномерно и постепенно.

Для того чтобы такой агрегат установить, необходимо произвести специальный расчет циркуляционного или другого вида насоса для системы отопления.

Эта процедура зависит от нескольких факторов. Прежде всего, следовало бы разобраться, какая именно помпа будет установлена. Так называемый, «мокрый» насос отличается от «сухого» тем, что рабочая его часть расположена в перекачиваемой среде, то есть под слоем воды.

Поэтому его составляющие не нуждаются в специальной смазке или дополнительном увлажнении. Но необходимо учитывать, что на функциональную мощность такого устройства влияет уровень напора воды и степень её сопротивления.

Производим расчет мощности насоса отопления

При подборе подходящего насоса отопления, нужно учитывать рабочую точку, от которой начинает свою работу агрегат и в которой он будет установлен. Эта позиция характеризуется двумя показателями: расходом и напором.

Расчёт мощности котла отопления. Нажмите для увеличения.

Первый измеряется в метрах кубических за час, а второй – в метрах. Эти показатели зависят от особенностей работы насоса в системе, его характеристик.

Когда осуществляется расчет конкретного насоса, предназначенного для отопления, стремятся подобрать такой вариант, при котором начальной точке приравняются мощность самого агрегата и мощность потребления отопительной системы.

Проследить такую закономерность удастся лишь на специальном графике. С помощью такой процедуры можно просчитать, достаточно ли мощный насос для этой системы потребления.

Для того чтобы узнать мощность потребления отопительного насоса, следует воспользоваться специальной формулой. Выглядит она таким образом:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД.

Значение р представляет собой уровень плотности воды, которая перекачивается. Q характеризирует уровень расхода, а Н – соответственно, уровень напора.

Уровень производительности помпы

Если вы всерьёз заинтересовались тем, как рассчитать насос для отопления, то вам понадобится формула, предназначенная для подсчёта уровня производительности потенциального насоса по теплу. Она имеет такой общий вид:

Q = S * Qуд / 1000.

Из неё следует, что S демонстрирует площадь, которую обогревают, а Qуд показывает уровень удельного потребления тепловой энергии. Этот показатель немного отличается у многоквартирных и частных домов. Для первых удельное теплопотребление составляет 70 Ватт на квадратный метр, тогда как для частных домов – это 100 Ватт.

Показатель подачи

Для подсчёта степени подачи жидкости, понадобится формула:

V = Q / (1,16 * T), в которой V – это собственно уровень подачи, значение 1,16 считается стабильной теплоёмкостью воды, а Т являет собой определённую температурную разницу (для среднестатистического помещения такая где-то от десяти до двадцати градусов).

Уровень напора

Напор помпы просчитывается с помощью формулы:

H = R * L * ZF / 10000.

В ней степень сопротивления имеющегося трубопровода и системы отопления представлен как R, самый длинный отрезок системы помечается буковкой L, а ZF означает коэффициент запаса. Кстати, для традиционной схемы отопления этот коэффициент имеет значение 2,2, а для систем поставки горячей воды он увеличивается на 0,4.

Явление кавитации в системе отопления и водоснабжения

Кавитацией называется процесс, при котором, из-за уменьшения давления в установке отопления, образовываются молекулы пара. Такое может произойти, к примеру, из-за возрастания или спадания скорости потока в трубах.

Явление это отрицательно сказывается на отопительных системах с очень высокими или слишком низкими температурами. Дело в том, что пузырьки пара образовываются и лопаются, что провоцирует повреждение материала, внутренней поверхности труб и составляющих установки водоснабжения. Из-за этого она может быстро портиться и выходить из строя.

Для того чтобы такой проблемы избежать, нужно следить за давлением в трубах. Чтобы кавитацию устранить, можно попробовать поднять уровень давления помпы и уменьшить температуру жидкости, которая задействована. Следите за тем, чтобы число оборотных моментов насоса соответствовало типу жидкости, которая используется, и характеру труб, их диаметру.

Если устройство выбрано правильно и все расчёты соответствуют действительности, то работа общей системы водоснабжения или отопления будет благоприятной и продуктивной с любой позиции.

Если вы не можете разобраться в том, как рассчитать мощность насоса отопления или сделать это самостоятельно не получается, то обратитесь за помощью к квалифицированному специалисту, который сможет не только просчитать и подобрать вам насос, но и установить его.

Автоматизация насосного оборудования

Необходимо учитывать и тот факт, что помпы для своей работы требуют много электроэнергии, ведь почти весь год они находятся в действии.

Автоматизация насосного оборудования. Нажмите для увеличения.

Чтобы уровень этого электропотребления снизить, необходимо использовать прибор автоматического регулирования потребления. Работа такого прибора позволит сэкономить электроэнергию практически в половину. Хотя уровень такой экономии зависит и от типа насоса.

Есть модели, которые в тандеме с прибором автоматизации насосной работы, могут сократить потребление электроэнергии вплоть до 80%. Это возможно с использованием усовершенствованных помп нового уровня.

Делается это благодаря тому, что автоматизированная система контролирует потребительские возможности устройства, а также его гидравлические особенности.

Экономия происходит, благодаря неполной нагрузке на насос и отопление, ведь потенциал такой установки, как правило, используется не в полном объёме. Это вы увидите, если разберётесь в том, как рассчитать насос для отопления.

Преимуществом автоматизированной работы насоса можно считать и то, что, регулируя напор и давление жидкости в агрегате, устраняется основная причина гидравлического шума установки, а значит работа отопительного насоса становится тихой.

Этот фактор имеет необычайное значение, если речь идёт об отоплении частного дома. Бесшумное протекание жидкости в системе отопления здания обеспечит спокойствие и уют в доме, не станет раздражать хозяев и создавать им лишние проблемы.

Обогрев должен быть экономным, в чём вам поможет расчет мощности насоса отопления. Комфорт должен быть ненавязчивым, что обеспечит вам автоматизация насосного оборудования.

Правила расчета циркуляционного насоса для системы отопления

Отопительная система это важнейшая коммуникация в современном доме.

Климат в нашей стране таков, что минимум полгода она обеспечивает комфортную температуру в доме.

Поэтому необходимо внимательно подходить к её проектированию и работоспособности.

Целесообразность использования

Циркуляционные насосы в системе отопления двухэтажного дома

При небольшом помещении работа отопительной системы может осуществляться самотеком. Плотность горячей воды ниже, поэтому циркуляция воды происходит под воздействием гравитации – вся холодная вода скапливается внизу, где она подогревается котлом.

Но в случае с большой квартирой или частным домом, такой способ плохо работает – скорость циркуляции снижается. Поэтому, при включении отопления, ближние радиаторы успевают полностью прогреться, в то время как дальние только начинают нагреваться.

При этом они не смогут работать в полную мощность, так как теплоноситель будет остывать раньше, чем успеет смениться.

Чтобы этого не допускать, скорость циркуляции увеличивают принудительно, устанавливая циркуляционные насосы. Они позволяют существенно увеличить скорость течения воды в трубах и достигнуть своевременной смены теплоносителя.

Это позволяет увеличить теплоотдачу системы отопления, так как время движения от котла до радиатора существенно сократится, и скорость прогрева помещения увеличится. (Кстати, об установке циркуляционных насосов в системе отопления частного дома Вы можете прочитать здесь).

Расчет мощности теплового насоса для дома: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/raschet-moshhnosti-teplovogo-nasosa.html

Технические критерии

Для расчета мощности необходимо знать общую площадь обогрева

Перед тем, как приступить к расчету мощности насоса, необходимо уточнить, какие критерии необходимо учесть:

1. Площадь помещений. За рубежом при расчете системы отопления используют значение в 100 Вт на кв.м. То есть, чтобы обогреть помещение в 20 кв м. необходимо 2 кВт тепла в час. В нашей стране цифры несколько отличаются: 1-2 этажные здания рассчитываются 173-177 Вт на кВ. м.
2. Разность температур. Нормальная разность температуры между входом в систему отопления и выходом считается 20 градусов. То есть на выходе из котла и на входе в систему, например, температура воды 80 градусов, а на входе в котел и на выходе из системы 60 градусов.
3. Плотность воды. Расчет производится в килограммах, а параметр насоса обычно в куб.м/ч, поэтому необходимо знать плотность воды при 80 градусах – 971,8 кг/куб.м.

Мощность

• G=(Q/1,16)*DT
• G=(3,6*Q)/(c*DT)

Первая формула используется зарубежными проектировщиками, вторая отечественными. Буквы означают следующие параметры:

Q – количество необходимой теплоты. Оно рассчитывается, исходя из площади обогреваемого помещения.

c – удельная теплоемкость. Для воды это значение равно 4,2 кДж/кг*С

DT – разность температур на входе и выходе в градусах.

Таким образом, для обогрева одноэтажного здания с площадью 70 кв м. необходим насос со следующим показателем:
G=(3,6*70*173)/(4,2*20)=519

Переводим это в куб. м/час получаем:
519/971,8=0,53 куб. м./час.

Для стабильной и надежной работы насоса необходимо иметь небольшой запас по мощности. Обычно это 10-15%, которые позволят обеспечить циркуляцию воды в случае небольшого количества отложений солей на должном уровне.

Поэтому минимальный показатель насоса для дома из нашего примера должен быть равен 0,65 куб. м/ч.

Скорость воды

Как сделать систему отопления без насоса: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/bez-nasosa.html

Отдельные участки системы отопления имеют разное сопротивление

Второй показатель, который необходимо рассчитать – это напор воды или скорость, с которой она будет проходить.

Для этого необходимо разбить всю систему отопления на отдельные участки и рассчитать их сопротивление.

В зависимости от конфигурации они принимают следующие значения:

1. Прямая труба. Сопротивление 1 м составляет 0,01 – 0, 015 Па. Соответственно, умножаем длину прямых участков без каких-либо элементов на это значение и получаем первое слагаемое.
2. Фитинги и различная арматура. Эти элементы увеличивают необходимый напор на 30%. То есть значение сопротивление в пределах 0, 013 – 0,02 Па. Умножаем это значение на количество фитингов и получаем второе слагаемое.
3. Каждый терморегулирующий вентиль увеличивает сопротивление на 70 процентов. Показатель соответственно составит 0,017 – 0,025 Па. Умножаем количество терморегулируемых кранов на сопротивление и получаем третье слагаемое.

Маркировка циркуляционного насоса. (Для увеличения нажмите)

После этого суммируем все участки и получаем конечную цифру. Для надежности, специалисты рекомендуют увеличить её на 20 – 30%, чтобы перекрыть неучтенные факторы. Именно это значение должен выдавать циркуляционный насос для нормального обмена воды на всех участках системы отопления.

Таким образом, при выборе циркуляционного насоса необходимо знать всего два параметра: напор и мощность. Зная их можно легко и просто подобрать подходящую модель.

При этом, если выбор стоит между более мощной моделью, но дорогой и менее мощной, но дешевой, спокойно берите дешевую. Расчет производится для пиковых нагрузок, которые возникают считанные разы при запуске системы, остальное время такой потребности нет.

Как установить дополнительный насос в систему отопления: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/dopolnitelnyj-nasos.html

А потреблять электроэнергию насос будет все время. Поэтому выбор менее мощной модели позволит сэкономить на расходе электроэнергии, а циркуляция будет на должном уровне.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как правильно сделать расчет циркуляционного насоса для системы отопления дома:

Объемный расход и повышение температуры

Ни один насос не идеален с КПД 100% . Энергия, теряемая на трение и гидравлические потери, преобразуется в тепло — нагрев жидкости, транспортируемой через насос.

Повышение температуры можно рассчитать как

dt = P _с (1 — μ) / (c _p q ρ) (1)

, где

dt = температура подъем насоса ( ^o C)

q = объемный расход через насос (м ³ / с)

P _s = тормозная мощность (кВт)

c _p = удельная теплоемкость жидкости (кДж / кг ^o C)

μ = КПД насоса

ρ = плотность жидкости (кг / м ³ )

Типичное соотношение между расходом и КПД и потребляемая мощность центробежного насоса:

Насос — Калькулятор повышения температуры

P _с — тормозная мощность (кВт)

μ — КПД насоса

c _p — удельная теплоемкость (кДж / кг ^o C)

q — объемный расход (м ³ / с)

ρ — плотность (кг / м ³ )

Пример — Повышение температуры в водяном насосе

Повышение температуры в водяном насосе, работающем при нормальных условиях с расходом 6 м ³ / ч (0.0017 м ³ / с) , мощность торможения 0,11 кВт и КПД насоса 28% (0,28) можно рассчитать как

dt = (0,11 кВт) (1 — 0,28) / ((4,2 кДж / кг ^o C) (0,0017 м ³ / с) (1000 кг / м ³ ))

= 0,011 ^o C

Удельная теплоемкость воды c _p = 4,2 кДж / кг ^o C .

Если поток через насос уменьшается за счет дросселирования нагнетательного клапана, повышение температуры увеличивается.При уменьшении расхода до 2 м ³ / ч (0,00056 м ³ / с) тормозная мощность немного снижается до 0,095 кВт , а КПД насоса снижается до 15% (0,15) — температура подъем можно рассчитать как

dt = (0,095 кВт) (1 — 0,15) / ((4,2 кДж / кг ^o C) (0,00056 м ³ / с) (1000 кг / м ³ ) )

= 0,035 ^o C

С производственной документацией повышение температуры по сравнению с дросселированием может быть выражено как:

Числа и расчеты — John Cantor Heat Pumps

Всегда важно проводить простые вычисления.Это НАМНОГО лучше, чем полагаться на интуицию и догадки.

Некоторые полезные цифры и преобразования

1 кВт (киловатт) — это единица измерения мощности или показатель энергии. (Пожар на 1 бар потребляет 1 кВт)

В 1 кВт приходится 3 411 БТЕ. т.е. 10 кВт = 31 400 БТЕ / час.

В 1 кВт содержится 860 ккал / час

Обычный погружной нагреватель потребляет 3 кВт при нагревании

1 кВтч. (киловатт-час) — количество энергии

(нагреватель мощностью 1 кВт потребляет 24 кВтч в день)

кВт / ч.= 1 единица электричества = 1 бар костра используется в течение одного часа.

1 кДж x 3600 = 1 кВтч.

Примечание. Тепловые насосы оцениваются по их тепловой мощности, а не по потребляемой электроэнергии.

Формула, связывающая тепло, время и температуру:
кВт (тепло) = расход воды (литры / сек) x 4,2 x повышение температуры (dt в градусах Цельсия)
(4,2 — удельная теплоемкость воды)

Если бы 10 кВт было извлечено из воды с расходом 0,8 л / сек, то температура упала бы на 3 ° C (3K).

Резервуары для воды и накопительные баллоны.

Вы можете использовать форму выше, чтобы определить, насколько быстро цилиндр будет нагреваться при известной подводимой теплоте, или воспользуйтесь формулой, приведенной выше. При скорости потока 0,0277 л / сек можно заполнить 100-литровый баллон за 1 час. Используя формулу, нагреватель мощностью 3 кВт поднимет 100-литровый цилиндр примерно на 26 градусов за 1 час.

Тепловой насос с тепловой мощностью 10 кВт и COP 4 может быть представлен следующими уравнениями: —

COP = тепловая мощность / потребление электроэнергии

10кВт / 2.5кВт = COP 4

тепло, извлеченное из земли = доставленное тепло — потребление электроэнергии = 10 кВт — 2,5 кВт = 7,5 кВт

0 ° C = 32 ° F (точка замерзания воды)

10 ° C = 50 ° F

20 ° C = 68 ° F (комнатная температура)

100 ° C = 212 ° F (точка кипения воды)

или, если у вас есть калькулятор, ° F-32, / 9, x5 = ° C, ° C x9, / 5, + 32 = ° F

1 литр / сек = 3,6 м³ / час. = 13,19 галлов (Великобритания) / мин.

На этой диаграмме показаны значения расхода для теплового насоса мощностью 10 кВт (тепловая мощность), забирающего тепло из речного или родникового источника.

(предполагалось, что отведенное тепло составляет 7,5 кВт)

В нашем примере для системы источника реки скорость потока должна быть не менее 0,6 л / с, чтобы минимизировать риск замерзания в испарителе. Для пружинного источника скорость потока в идеале должна быть такой же, но если подача была ограничена или перекачивание потребляло много энергии, тогда половины этой скорости может хватить.

Обратите внимание, это примерные значения. Данные производителя должны быть доступны для конкретного оборудования.

Чистота воды для обычных паяных медью нержавеющих теплообменников, используемых почти во всех тепловых насосах.

Следующий список дает некоторое представление о требованиях. Обратитесь к производителю теплового насоса, чтобы получить конкретные данные, касающиеся отдельных тепловых насосов.

Сульфат <100 мг / л Свободный хлор <0,5 мг / л Хлорид <300 мг / л Нитрат <100 мг / л Значение pH 6,5 - 9 Электр. проводимость 50 - 1000 мкСм / см Кислород <2 мг / л

Расчет мощности насоса — пример задачи

Расчет мощности насоса — постановка задачи

Рассчитайте мощность насоса и мощность двигателя, необходимую для перекачивания 200 000 кг / час воды, доступной при температуре 25 ⁰ C и атмосферном давлении из резервуара для хранения.Требуемый номинальный дифференциальный напор составляет 30 м.

Предположим, что механический КПД насоса составляет 70%.

Предположим, что КПД двигателя равен 90%.

Решение

Сначала мы рассчитаем теоретическую потребляемую мощность, используя уравнение мощности накачки. Это мощность , необходимая насосу и обеспечиваемая двигателем . Затем мы разделим эту потребляемую мощность на КПД двигателя, чтобы вычислить мощность, требуемую двигателем , .

Давайте шаг за шагом рассмотрим эти расчеты мощности накачки.

Шаг1

Первый шаг — определить важные физические свойства воды в заданных условиях. Единственное важное физическое свойство для решения этой задачи — это массовая плотность воды.

Используя калькулятор плотности жидкости EnggCyclopedia, плотность воды при 25 ⁰ C = 994,72 кг / м ³

Используя плотность воды, массовый расход преобразуется в объемный расход.

Объемный расход = 200000 / 994,72 = 201,06 м ³ / час

Также дифференциальное давление определяется с помощью дифференциального напора, как,

ΔP = ρgΔh = 994,72 × 9,81 × 30/10 ⁵ = 2,93 бар

Шаг 2

Следующим шагом является расчет теоретической требуемой мощности накачки. Согласно уравнению мощности насоса, потребляемая мощность является произведением объемного расхода (Q) и перепада давления (ΔP).

Потребляемая мощность = Q × ΔP = 201.06/3600 м ³ / с × 2,93 × 10 ⁵ Н / м ²

Теоретическая потребляемая мощность = 16350 Вт = 16,35 кВт

Step3

Требуемая мощность на валу насоса = теоретическая требуемая мощность / КПД насоса.

Для насоса, который уже был куплен или заказан для производства, эффективность может быть определена с помощью кривых производительности насоса, предоставленных производителем насоса. Здесь в постановке задачи указан КПД насоса 70%.

Следовательно, требуемая мощность на валу насоса = 16,35 кВт / 0,7 = 23,36 кВт

Аналогично, требуемая мощность двигателя = Требуемая мощность на валу насоса / КПД двигателя

Аналогично эффективности насоса, коэффициент полезного действия электродвигателя для уже приобретенных или заказанных двигателей может быть предоставлен производителем двигателя. Однако для задачи этого примера эффективность должна быть принята равной 90% в соответствии с постановкой задачи.

Требуемая мощность двигателя = 23,36 / 0,9 = 25,95 кВт = 25.95 × 1,3596 л.с. = 35,28 л.с.

Электродвигатели доступны для следующих стандартных номиналов лошадиных сил.

Следовательно, для удовлетворения требований к минимальной мощности приобретаемый двигатель должен иметь номинальную мощность 40 л.с. или выше.

Pumping Power — обзор

4.3.3.2 Переход от перекачиваемого к естественному циркуляционному потоку

Во время перебоя в подаче мощности на атомной электростанции может произойти переход от перекачиваемого к естественному циркуляционному потоку. Такие переходные процессы важны для PWR, PHWR, ВВЭР и реакторов с кипящей водой (BWR). Теперь рассмотрим реальный переходный процесс после сбоя мощности накачки в PHWR. В случае BWR сам первоначальный поток является двухфазным, и поэтому нижеследующее обсуждение не имеет отношения к BWR.

Проблема : Рассмотрим PHWR мощностью 220 МВт, работающий вначале на номинальной полной мощности (FP), первичная система которого может быть схематично представлена ​​на рис. 4.30. Внезапно происходит сбой в электроснабжении из-за неисправности электросети, отключающей реактор и первичные насосы. Рассчитайте переходные характеристики расхода, температуры и давления в первичной системе, если вторичная сторона закрыта, а давление поддерживается на уровне 48 бар с помощью клапанов ASDV (выпускные клапаны атмосферного пара).Оцените скорость выбега потока, используя данные скорости в зависимости от времени, полученные для первичного насоса, представленные на рис. 4.31A. Кроме того, данная кривая мощности затухания на рис. 4.31B может использоваться для расчета мгновенной мощности после отключения реактора (т. Е. Для t > 0).

Рисунок 4.30. Первичная система теплопередачи PHWR: (A) схема системы PHT для численного решения, (B) нодализация для численного решения.

Рисунок 4.31. Данные о скорости насоса и профиль остаточной мощности: (A) данные о скорости насоса, (B) изменение мощности после отключения реактора.

Начальные условия: При 100% FP начальное давление первичного теплопереноса (PHT) поддерживается на уровне 87,3 бар, расход соответствует номинальному полному расходу, а давление пара составляет 41 бар.

Решение : Схема системы PHT представлена ​​на рис. 4.30A, а нодализация для анализа системы PHT представлена ​​на рис. 4.30B. Уравнения сохранения задаются формулой

(4.112) γdwdt = gβρ0∮Tdz − Rw22ρ0 + ρ0gH (t) Momentumconservation

, где γ = ∑i = 1NdsA (s); R = ∑i = 1N {(fLD + K) 1A2 } и H ( т ) — мгновенный напор, развиваемый насосом.После сбоя питания скорость насоса снижается из-за уменьшения инерции маховика.

Мгновенный развиваемый напор насоса рассчитывается с использованием корреляции, применимой к гомологичным насосам, и данных скорости насоса, приведенных на рис. (4.31A)

(4.113) H (t) = (N (t) N0) 2H0

где H ₀ — напор, развиваемый насосом при номинальной скорости (т.е. при N ₀ ). Значение Н ( т ) взято из рис.4.31А. Как видно из этого рисунка, вклад насоса становится нулевым через 134 секунды. Уравнение энергии задается формулой

(4.114) ∂T∂t + WAρ0∂T∂s − α∂2T∂s2 = {4qc (t) Dρ0Cpcore − 4Ua (T − Ta) Dρ0Cppipes − 4UiDρ0Cp (T − Ts) Парогенератор }

, где мгновенный тепловой поток в активной зоне, q _c ( t ), рассчитывается с использованием кривой мощности затухания (рис. 4.31B). Поскольку мощность затухания дается как часть номинальной FP, значение номинальной полной мощности P ₀ , необходимое для расчета мгновенного теплового потока, составляет 756 МВт.Поскольку система PHT имеет два половинных ядра, значение половинной мощности ядра составляет половину P ₀ . Таким образом, мгновенный тепловой поток может быть рассчитан как

(4.115) qc (t) = Pf (t) P0nLcξc

, где n , L _c и ξ _c — количество каналов на половину сердечника, длина нагретого сердечника и обогреваемый периметр одного канала соответственно. Доля мощности P _f ( t ) получается с использованием кривой мощности затухания, как объяснено выше.Кроме того, после сбоя в подаче электроэнергии потери тепла в первичном трубопроводе могут составлять значительную долю от общей мощности. Следовательно, потери тепла в трубах также учитываются в приведенном выше уравнении энергии. Решение уравнений нестационарного импульса и энергии может быть получено, как обсуждалось ранее.

Обратите внимание, что уравнение интегрального импульса не имеет давления, но среднее давление для системы PHT можно рассчитать с помощью следующих уравнений

(4.116) Vtdρdt = dMdt

, где Vt и M — общий объем и массовая инвентаризация первичной системы.Поскольку плотность первичной системы является функцией давления и температуры, мы можем записать

(4.117) dρ = ∂ρ∂PTdP + ∂ρ∂TPdT

Поскольку v = 1/ ρ , приведенное выше уравнение может быть выражено как

(4.118) dρdt = ∂1 / v∂PTdPdt + ∂1 / v∂TPdTdt

Вышеприведенное уравнение можно переписать как

(4.119) dρdt = −1v1v∂v∂PTdPdt − 1v1v Since ∂v∂TPd9Td2 изотермической сжимаемости, αp = 1v∂v∂PT и βT = 1v∂v∂TP, приведенное выше уравнение можно переписать как

(4.120) dρdt = −αpvdPdt − βTvdTdt

Подставляя это в уравнение. (4.116), и переставляя, мы получаем

(4.121) dPdt = −vVtαpdMdt − βTαpdTdt

Обратите внимание, что dTdt получается из уравнения энергии, а dMdt — изменение инвентарного количества первичной системы. Свойства α _p и β _T рассчитываются с использованием уравнения состояния тяжелой воды. Для расчета изменения запасов требуются подача и спуск из основной системы.В этом случае поток сырья в первичную систему отсутствует. Каждый раз, когда давление в системе PHT превышает установленное давление выпускного клапана, выпускные клапаны открываются, и расход спускаемого воздуха рассчитывается с использованием следующего уравнения.

(4,122) mb = 0,023494 (P − 86,3) +5,22241

Обратите внимание, что приведенная выше методика расчета приемлема, поскольку падение давления в системе незначительно по сравнению со статическим давлением в условиях естественной циркуляции. В дополнение к рассмотренной выше модели первичной системы также требуется модель для расчета давления на вторичной стороне ПГ как функции времени.Давление на вторичной стороне ПГ и удельный объем зависят от его массы и энтальпии. Запасы массы на вторичной стороне можно получить как

(4,123) dMdt = mi − mo

, где индексы i и o относятся к расходам на входе и выходе, соответственно. Поскольку ПГ упакован в коробку, скорость потока на входе отсутствует. Однако всякий раз, когда открываются ASDV, происходит разрядка, для чего потребуется уравнение, специфичное для ASDV, подобное уравнению.(4.122) для спускного клапана. Изменение энтальпии пара определяется выражением

(4,124) Mdidt = miii − moio + ΔQ

, где

(4,125) ΔQ = UoAo (T − Ts)

Ур. (4.123) — (4.125) позволяют рассчитать удельный объем ( v _м ) и энтальпию ( ч _м ) двухфазной смеси в ПГ. Затем рассчитывается давление насыщения с использованием уравнения состояния

(4.126) Psat = f (vm, hm)

Рис.4.32A показывает прогнозируемое переходное изменение скорости потока в активной зоне и повышения температуры активной зоны. Переходные изменения первичного давления, вторичного давления и средней температуры первичной системы также показаны на рис. 4.32B – D, соответственно. Прогнозируемое пилообразное изменение давления в ПГ связано с многократным открытием и закрытием клапана ASDV.

Рисунок 4.32. Прогнозируемые переходные процессы на первичной и вторичной стороне ПГ: (A) изменение расхода и Δ T _c , (B) изменение давления в первичной системе, (C) изменение давления в ПГ, (D ) изменение средней температуры первичной системы.

Обратите внимание, что простой численный метод, использующий явную процедуру для уравнения энергии и неявную процедуру для уравнения количества движения, может быть распространен на сложные реакторные системы и может быть получен разумный прогноз переходного процесса.

Расчет теплового насоса: расчет нагрузки теплового насоса

Во многих домах в районе залива Сан-Франциско используется тепловой насос для энергоэффективного отопления и кондиционирования воздуха. Летом тепловой насос работает как обычный центральный кондиционер; зимой цикл охлаждения меняется на обратный, чтобы перекачивать тепло с улицы в ваш дом.Вместо топлива для сжигания тепловые насосы используют электричество и хладагент для передачи тепла снаружи внутрь.

При покупке нового теплового насоса первое, что вам следует сделать, это определить, какой тип теплового насоса вы хотите и насколько он должен быть большим, чтобы обеспечить достаточное отопление и охлаждение в вашем доме. Если вы не знаете, что вам нужно, вот несколько советов по выбору теплового насоса в соответствии с конкретными потребностями вашего дома.