Подбор циркуляционного насоса для системы отопления: расчет, как рассчитать, как правильно выбрать мощность и производительность, параметры для частного дома

Чтобы система водяного теплоснабжения с принудительной циркуляцией функционировала без проблем, нужно установить в ней современное насосное оборудование. Поскольку на рынке предлагается много разных моделей, владельцам недвижимости желательно знать, как рассчитать для отопления циркуляционный насос и затем его приобрести.

Содержание:

• Основные критерии выбора циркуляционного насоса
• Мощность системы отопления
• Как рассчитать давление
• Как правильно выбрать насос на основании расчетов
• Проверка результатов расчетов для подбора

Основные критерии выбора циркуляционного насоса

Для насосного оборудования циркуляционного типа, которому предстоит обеспечивать функционирование отопительной системы, нужно определить две основные характеристики:

• рабочее давление (напор) в м:
• расход в м³/час.

Чтобы их узнать, надо рассчитать мощность теплоснабжающей конструкции и ее гидравлическое сопротивление. После проведения этих подсчетов приступают к выяснению параметров циркуляционного насоса для системы отопления. Кроме этого, оборудование должно выдерживать нагрев рабочей среды, обычно это вода, до 110°С.

Мощность системы отопления

Существует определенная последовательность, как рассчитать циркуляционный насос. Сначала подсчитывают количество теплоты, которое потребуется для обогрева дома. Для определения данного параметра, нужно знать площадь, которую предстоит обогревать.

На каждый «квадрат» одно - двухквартирного здания, согласно евро стандартам, следует подать 100 Вт тепла и для дома многоквартирного - 70 Вт. При наличии качественно сделанной теплоизоляции норму допустимо понизить до 30-50 Вт.

Для недвижимости в странах СНГ такие стандарты не применяют, но в соответствии со СНиП 2.04.07-86 при обустройстве теплоснабжающих систем нужно соблюдать ряд показателей:

1. Для жилых строений, насчитывающих менее 3-х этажей, при температуре на улице до -25°С, потребуется 173 Вт/кв. м. и при -30° градусах мороза - 177 Вт/кв. м.
2. Для зданий высотой свыше 3-х этажей, 97 и 101 Вт/кв. м соответственно.

Потом рассчитывают производительность насоса отопления или величину подачи воды по одной из нижеприведенных формул:

1. П = Q/(1,16 х ΔT) (кг/ч), где:

• ΔT – дельта между нагревом воды в подающей трубе и обратке, если это двухтрубная конструкция, ее принимают равной 20 градусам, а для системы теплого пола 5°С;
• 1,16 – удельная теплоемкость воды, которую для других теплоносителей следует изменить;
• Q – нормативная потребность в тепловой энергии.

2. П = 3,6 х Q/(c х ΔT) (кг/ч), где

с – удельная теплоемкость разных видов теплоносителей, но поскольку обычно это вода, она равна 4,2 кДж/кг*°С. Когда единицей измерения является м³/ч, то ее нужно разделить на плотность жидкости при конкретном значении температуры.

Когда производится расчет циркуляционного насоса для системы отопления, первой формулой пользуются европейские инженеры - проектировщики, а вторая имеется в СНиП 2.04.05-91.

Как рассчитать давление

Чтобы носитель тепла полноценно циркулировал в теплоснабжающей конструкции, следует создать напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление, имеющееся в сети. Для правильного определения параметра выбирают точку системы, находящуюся дальше всего от наиболее отдаленного радиатора.

Когда проектируются тепловые сети, пользуются следующим расчетом:

J = (F R х L)/p х g (м), где:

• L – протяженность участка (м);
• R – гидросопротивление на прямом отрезке трубы (Па/м);
• p – плотность рабочей среды (кг/м³);
• F – сопротивление арматуры системы канализации (Па);
• g – ускорение в условиях свободного падения (м/с²).

Значения вышеперечисленных величин имеется в сопроводительной документации на товар или в каталогах компании - производителя. Чтобы упростить вычисление параметров для сетевого насоса системы отопления, принято пользоваться приблизительной оценкой сопротивления.

Как показывает практика:

• сопротивление, обозначаемое R, на прямых отрезках трубопроводов - составляет 105-150 Па/м;
• к потерям на прямом отрезке трубы на каждом фитинге и на аналогичной арматуре добавляется 30%;
• терморегулирующий вентиль увеличивает потери на 70%;
• находящийся в узле управления трехходовой смеситель добавляет 20%.

Несложный метод, как рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, разработали сотрудники фирмы Wilo при помощи формулы:

J = R х L х k, где:

k – коэффициент повышенной нагрузки, который в системах: без монтажа сложной арматуры равен 1,3, с вентилем, регулирующим температурный режим – 2,2, при наличии обоих устройств – 2,6.

Как правильно выбрать насос на основании расчетов

После того, как стали известны для конкретной системы теплоснабжения подача и напор, можно определить рабочую точку. С этой целью на диаграмме, имеющей координаты П и J, отмечают место пересечения полученных ранее величин.

Затем надо воспользоваться каталогами изготовления насосного оборудования, чтобы сделать для системы отопления подбор циркуляционного насоса, максимально соответствующий условиям ее функционирования. Нужно, чтобы напорно-расходная диаграмма насоса была как можно ближе к рабочей точке.

Экономически нецелесообразно устанавливать оборудование, у которого по основным параметрам имеется запас, поскольку:

1. Оно стоит гораздо дороже.
2. Насос станет работать вхолостую и потреблять немало электроэнергии.

Если монтируется циркуляционный насос, оснащенный электрорегулятором частоты вращения, можно уменьшить потребление электричества, когда в гидросистеме рабочий режим динамический, а не стационарный.

Существует еще один параметр, влияющий на то, как правильно выбрать насос для отопления – это шум от вибрации, если его планируется монтировать в помещении, в котором будут постоянно находиться люди. В таком случае отдать предпочтение лучше оборудованию с мокрым ротором, работающем намного тише.

Проверка результатов расчетов для подбора

То, насколько правильно выполнены расчеты, проверить можно на примере вычисления основных параметров для реального проекта, который был реализован в соответствии с требованиями СНиП. Согласно условиям, следовало произвести расчет мощности насоса для отопления и других показателей для двухтрубной теплоснабжающей системы с циркуляционным насосным оборудованием.

Прежде всего, было подсчитано количество теплоты, необходимое для обогрева здания – это 45,6 кВт. В процессе проектирования теплоснабжающей системы расход теплоносителя согласно расчетам составил 2,02 м³/ч. При этом наиболее отдаленно расположенный радиатор конструкции имел терморегулирующий вентиль, а у трубопровода было четыре участка.

К суммарным потерям, согласно СНиП, следует добавить коэффициент неучтенных потерь, равный 10%:

H = (0,141 0,29 0,63 0,11 ) х1,1 =1,295 м

Таким образом, исходя из результатов расчета, следует, что для системы подойдет насос, способный обеспечить подачу 2,02 м³/ч и напор 1,295 метров.

Под вышеназванные требования к насосному оборудованию подходят, например, приборы Grundfos модель UPS 25-40 и Deutsche Vortex модель HZ 401. Если предстоит делать выбор между насосом с повышенной на 1-5% подачей и пониженной на 1-5%, специалисты советуют предпочесть менее мощный, поскольку при проведении расчетов запас уже был заложен. Читайте также: "Чем хорош насос для отопления Grundfos – виды, особенности, преимущества".

Вышеописанная методика позволяет разобраться с вопросом, как рассчитать насос для отопления частного дома, и на основе полученных данных выбрать нужную модель даже владельцу недвижимости, который делает это впервые.