Определение параметров циркуляционного насоса для отопления

 

Циркулирующий насос – важнейший компонент отопительных систем, выполняющий функцию обеспечения принудительного движения (циркуляции и рециркуляции) жидкого теплового носителя по замкнутому контуру. Является обязательной составляющей закрытых систем отопления.

Расчет характеристик насоса и правильный подбор модели - залог беспроблемной эксплуатации насоса, с минимальными затратами на электроэнергию.

 

Необходимость его установки обусловлена следующими причинами:

  • Наличие насоса позволяет устанавливать отопительный котёл на том же уровне, что и радиаторы;
  • Использование данного устройства позволяет устанавливать трубы меньшего диаметра;
  • Искусственная циркуляция повышает КПД котла и улучшает теплообмен;
  • Применение насоса в сочетании с электронным блоком позволяет автоматизировать регулировку температуры помещения;
  • Наличие данного агрегата в схеме отопления позволяет осуществлять монтаж современных типов отопительных систем. (теплый пол, коллекторная водяная система);
  • Прибор обеспечивает давление для циркуляции жидкости с определенной скоростью.

Циркулирующий насос необходим в различных видах закрытых систем с большой протяжённостью трубопровода и большим сопротивлением теплоносителя.

Расчёт характеристик для конкретной отопительной системы

 

Необходимость расчёта обусловлена тем, что при установке циркулирующего насоса с заниженной мощностью может повлечь за собой скорый его износ и выход из строя.

 

Показатели, которые необходимо обязательно рассчитать:

  • Производительность (V) – количество жидкости, которое может прокачать насос за 1 час;
  • Уровень напора (H) - способность насоса преодолевать сопротивление, возникающее при движении теплоносителя, достаточно ли будет его для обеспечения необходимой скорости в системе.

 

Формулы расчёта и показатели

 

Производительность (масса на единицу времени): V=(S×Q)/(с×(T1−T2), где

V - подача насоса (кг/ч);
S - площадь помещения, которое планируется отапливать (м²);
Q - удельное потребление тепла дома. (Вт/м²). Считается, что 1 кв. метр жилой площади требует 100 Вт энергии, в случае большого метража или наличию большого количества квартир (многоэтажный дом) количество энергии снижает до 70 Вт на 1 кв. метр. Удельно теплопотребление зависит от материала постройки объекта и может составлять 30-50 Вт на квадратный метр. Также существенное влияние оказывает теплоизоляции объекта.
С - удельная теплоемкость рабочей жидкости системы (Bт×ч/кг×С°). Данная величина зависит от количества полученной энергии, температуры и массы воды. Точного расчёта для определения производительностью не требуется, средняя её величина, которая может быть подставлена в формулу составляет 1,16. Если используется не вода, а иной теплоноситель, нужно узнать его плотность.
T1 и T2 — температура жидкости на входе и выходе в котёл. Для двухтрубных систем разница температур, как правило - 20°, для систем тёплых полов - 5-10°.

Получившийся итог следует умножить на плотность теплоносителя. Для воды, на гретой до 80 градусов этот показатель равен 971,8 кг/м³.

 

Напор: H=(R×L+Z)/p×V, где:

 

R - сопротивление ровного участка трубы (Па/м.). Показатель варьируется от 100 до 150;
L - длина труб системы, в метрах, с учётом подающих и обратных магистралей;
Z - сопротивление (Па) фитингов и арматуры. Данные указываются в документации к каждому элементу;
P - плотность теплоносителя (кг/м³);
V — скорость, с которой перемещается теплоноситель (м/с): в металлических трубах - 0,3-0,5 м/с, в полимерных - 0,5-0,7 м/с. Данные показатели зависят от работы системы.

 

Напор насоса и объем теплового носителя взаимосвязаны. В насосе энергия электропривода преобразуется в гидравлические энергии давления и скорости движения жидкости. При закрытом клапане давление максимальное, а подача нулевая. При открытии хода часть энергии электропривода преобразуется в кинетическую.

 

Выбор насоса

Кроме вышеуказанных показателей при выборе циркулирующего насоса следует обращать внимание на такие качества, как:

 

Экономичность - зависимости от типа насоса, особенностей конструкции, наличия блока электронного управления, которое позволяет экономить 40% электроэнергии и продлевать срок службы насоса. Он позволит сэкономить до 40% электрической энергии и продлить срок службы насоса;
Запас прочности - после расчета напора и производительности нужно к полученным данным прибавить еще 10-20%;
Срок службы – при правильной установке и эксплуатации равен 10 годам.

Для повышения срока эксплуатации насос рекомендуется устанавливать перед входом в отопительный котел, так как на этом участке температура теплоносителя самая низкая и износ деталей насоса будет небольшим. Если в системе имеется расширительный мембранный бак, насос устанавливают за ним, по ходу движения жидкости.

При монтаже циркуляционного устройства его нужно располагать таким образом, чтобы ось вращения вала находилась в горизонтальном положении. Следует контролировать степень загрязненности теплоносителя. Чем больше в нём содержится посторонних веществ, тем хуже не только для насоса, но и других элементов отопительной системы.