Подбор насоса для системы отопления дома.
К подбору циркуляционного насоса для котельной частного дома, котетжа или дачи необходимо отнестись очень ответственно. Лучше конечно поручит это профессионалам, хотя при наличии небольших базовых знаний и не слишком серьезных требованиях к системе отопления расчет можно сделать самому, основываясь на наших рекомендациях.
Циркуляционный насос подбирается по расходу воды в системе отопления в м3 в час и развиваемому напору в М, исходя из размеров дома и материалов использованных при строительстве дома. Опытный проектировщик подберет насос именно для системы отопления в вашем доме. Если же вы готовы взять ответственность при выборе на себя, то рекомендуем выбрать насос с автоматической регулировкой или хотя бы несколькими скоростями работы. Он конечно дороже, но зато позволит скорректировать ошибки монтажа системы отопления или выбора циркуляционного насоса. У насосов с так называемым мокрым ротором имеется регулировка скорости вращения, и поэтому можно в определенных пределах подрегулировать циркуляцию теплоносителя и исправить ошибку с подбором насоса.
И так для подбора циркуляционного насоса для частного дома вам необходимо:
Насос UPS с резьбовым или муфтовым подключением
1. Знать высоту от точки установки насоса до верхней точки самого верхнего отопительного прибора.
2. Отапливаемую площадь помещения.
3. Определить ориентировочно сопротивление вашей системы отопления. Для примера с нее и начнем.
Трубу так называемые в народе пластмассовые (Pilsa или PPR PN10, 20,25) специально не заостряю внимание на материале – свойства примерно одни и те же. Диаметр Ду40 с чугунными батареями сопротивление системы отопления 1м. Ду 32 с алюминиевыми радиаторами отопления — 1,2 – 1,5м
Ду25 с биметаллическими отопительными приборами – 2м
Ду 32 с алюминиевыми радиаторами отопления — 1,2 – 1,5м. Ду25 с биметаллическими отопительными приборами – 2м.
Выбираем напор, развиваемый насосом. Например, высота от насоса до верхней точки самого верхнего отопительного прибора у нас 4 метра (в доме два этажа, трубы тонкие, отопительные приборы биметаллические) насос должен развивать напор 4+2 = 6 метров.
Теперь чтобы найти м3/час, отапливаемую мощность переводим в необходимое тепло 10 м отапливаемой площади это 1 кВт, если стены теплые и толстые берем 0,8 кВт тонкие и холодные 1,2 кВт.
Дом теплый площадью 200 м2, стены толстые. 200/10х0,8=16 кВт или 16х0,86=13,76 ккал
Теперь определитесь, какая разница по температуре в системе отопления вам нужна, мы рекомендуем 8-10 градусов, не более и не менее. Больше плохо для котла и комфорта, меньше вам придется приобрести более мощный и дорогой насос, к тому же потребляющий больше электроэнергии. Выбираем 10 градусов.
13,76/10=1,37 м3/час
Следовательно для теплого двухэтажного дома площадью 200 м2, с пластиковыми трубами спрятанными в стенах и биметаллическими радиаторами вам необходим циркуляционный насос с производительностью 1,4 м3/час при напоре 6 метров. Во избежание ошибки эти характеристики у циркуляционного насоса должны быть на второй скорости, а сам насос следует выбирать трехскоростным.
Данным условиям соответствует циркуляционный насос с мокрым ротором UPS 25-70 фирмы GRUNDFOS. Цена фирменного насоса 140 Евро, китайского 70-80 Евро. Электроэнергии он потребляет 150 Вт в час.
Если бы мы использовали более толстые трубы и алюминиевые радиаторы, то подошел бы циркуляционный насос UPS 25-60 180, а он уже стоит 110 Евро. Этот насос потребляет электроэнергии меньше – 110 Вт в час.
Как видите проектирование системы отопления, и подбор циркуляционного насоса лучше делать до начала работ, так вы еще сможете сэкономить на материалах и эксплуатационных затратах.
О том, как правильно смонтировать циркуляционный насос для системы отопления читайте в следующей статье.
Парамонов Ю.О. ООО предприятие Энергостром, 2013 год.
Для чего необходимы расчеты насоса системы отопления
Большинство современных систем автономного обогрева, использующихся для поддержания определенной температуры в жилых помещениях, укомплектованы насосами центробежного типа, которые обеспечивают бесперебойную циркуляцию жидкости в отопительном контуре.
За счет увеличения давления в системе можно снизить температуру воды на выходе отопительного котла, сократив тем самым суточный расход потребляемого им газа.
Правильный выбор модели циркуляционного насоса, позволяет на порядок повысить уровень эффективности работы оборудования в отопительный сезон и обеспечить комфортную температуру в помещениях любой площади.
Как рассчитать насос, если известна мощность котла
Часто возникают ситуации, когда котел приобретается заблаговременно или же насос добавляется в уже функционирующую систему отопления. В этом случае мощность отопительного агрегата известна, и все остальные элементы контура выбираются в зависимости от значения этого показателя.
Для расчета производительности циркуляционного насоса при заданной мощности источника нагрева, пользуются следующей формулой.
Q = N ÷ (t2 — t1), где:
- Q – производительность насоса (м³/час);
- N – мощность отопительного устройства (Вт);
- t2 – температура теплоносителя на входе системы (⁰С);
- t1 – температура жидкости на выходе из контура (⁰С).
Если возможность точно определить указанные параметры подачи и «обратки» отсутствует, воспользуйтесь средним значением температурного перепада — 15 ⁰С.
Что такое гидравлический расчёт
Это третий этап в процессе создания тепловой сети. Он представляет собой систему вычислений, позволяющих определить:
- диаметр и пропускную способность труб;
- местные потери давления на участках;
- требования гидравлической увязки;
- общесистемные потери давления;
- оптимальный расход воды.
Согласно полученным данным осуществляют подбор насосов.
Для сезонного жилья, при отсутствии в нём электричества, подойдёт система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (ссылка на обзор).
Основная цель гидравлического расчёта — обеспечить совпадение расчётных расходов по элементам цепи с фактическими (эксплуатационными) расходами. Количество теплоносителя, поступающего в радиаторы, должно создать тепловой баланс внутри дома с учётом наружных температур и тех, что заданы пользователем для каждого помещения согласно его функциональному назначению (подвал +5, спальня +18 и т.д.).
Комплексные задачи — минимизация расходов:
- капитальных – монтаж труб оптимального диаметра и качества;
- эксплуатационных:
- зависимость энергозатрат от гидравлического сопротивления системы;
- стабильность и надёжность;
- бесшумность.
Замена централизованного режима теплоснабжения индивидуальным упрощает методику вычислений
Для автономного режима применимы 4 метода гидравлического расчёта системы отопления:
- по удельным потерям (стандартный расчёт диаметра труб);
- по длинам, приведённым к одному эквиваленту;
- по характеристикам проводимости и сопротивления;
- сопоставление динамических давлений.
Два первых метода используются при неизменном перепаде температуры в сети.
Два последних помогут распределить горячую воду по кольцам системы, если перепад температуры в сети перестанет соответствовать перепаду в стояках/ответвлениях.
Пример в качестве проверки
Правильность расчетов по представленной методике можно проверить, сравнив их результаты с итогами точных вычислений в реальном проекте, выполненном в соответствии со СНиП.
По заданию требовалось расcчитать циркуляционный насос для двухтрубной системы отопления с поэтажной разводкой трубопроводов от коллектора.
Предварительно было определено, что потребность здания в тепле составляет 45,6 кВт, необходимый для отопления расход теплоносителя 2,02 куб.м/ч. Схема трубопроводов до самого отдаленного радиатора включает четыре участка и теплорегулирующий вентиль.
Суммарные потери давления в них равняются:
DP = 0,63 + 0,111 + 0,142 + 0,289 = 1,178 м
Согласно СНиП 2.04.05-91*, на неучтенные потери давления к этой величине следует добавить 10%:
DP = 1,178 х 1,1 = 1,296 м
Таким образом, “циркуляционник” для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м.
Другие параметры для подбора циркуляционного электронасоса
Для точного выбора насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя в отопительной системе, недостаточно только рассчитать требуемую его производительность и напор. При подборе еще нужно учитывать другие важные параметры нагнетателя.
Рабочее давление
Давление в системе отопления частных домов составляет чаще не более 2 атм. Чтобы подобрать необходимый насос с учетом этого параметра, нужно предварительно выполнить расчет требуемого напора. Если вычисления будут проведены правильно, тогда нагнетатель обеспечит нужное давление в сети.
Рабочая температура
Когда выбирается насос, всегда изучается его документация. Она позволяет узнать температуру теплопереносящей среды, с которой сможет работать устройство. В документации к бюджетным моделям часто указывается завышенный параметр. Например, если обозначено 90 °C, тогда реальное значение может составлять 70 или 80 °C.
Видео описание
В данном видеоматериале рассказывается о расчете напора и производительности циркуляционной модели электронасоса:
Для обеспечения безаварийной работы системы отопления профессионалы рекомендуют домовладельцам устанавливать качественное и надежное оборудование для циркуляции теплоносителя. Такие нагнетатели способны перемещать жидкость с температурой от 110 до 130 °C. Их цена выше, чем у бюджетных моделей, но у них срок службы значительно больше.
Количество скоростей
Если предварительный расчет выполнен правильно, тогда неважно, какое количество скоростей у циркуляционного насоса. Несмотря на это, специалисты советуют выбирать трехрежимные устройства
С их помощью можно уменьшить потребление энергии и даже снизить уровень шума.
Защитные системы
Дольше всего работают циркуляционные насосы, которые оснащены автоматической защитой. Такие системы исключают перегрев нагнетателей, так как выключают их, если у электрических двигателей существенно повышается температура.
Автоматика также предотвращает сухой ход устройств с мокрым ротором. Благодаря прекращению работы насоса не выходит из строя его электродвигатель, не ломается крыльчатка и остаются целыми уплотнители.
Видео описание
Пример автоматики для циркуляционного насоса показан в этом видео:
Конструкционное исполнение
Под этим понятием подразумевается материал изготовления, размеры патрубков и корпуса в целом. При производстве циркуляционных насосов сегодня применяют чугун и пластик. Оба материала используют для изготовления корпусов. Чугунные модели отличаются продолжительным сроком службы, высокой прочностью и хорошим отводом тепла от электродвигателя. Устройства в пластиковом корпусе обычно устанавливают в местах, в которых низкая вероятность механического повреждения.
Маркировка циркуляционного электронасоса
Из маркировки насоса можно узнать все параметры, которые необходимы для его подбора:
- вид нагнетателя (UP – циркуляционная модель);
- способ регулирования скорости (E – частотное переключение, S – ступенчатая регулировка, без обозначения – односкоростная модель);
- диаметр штуцеров (мм);
- напор (м);
- установочный размер.
Видео описание
В видео рассказывается об основных ошибках во время подбора циркуляционного электронасоса:
Конструкция циркуляционного отопительного насоса состоит из корпуса, ротора, крыльчатки с лопатками, уплотнителей, электросхемы. За счет вращения турбинного колеса осуществляется движение теплоносителя. Производители выпускают насосы с ротором в мокром и сухом исполнении. У первой разновидности роторные детали работают в теплопереносящей среде, а во втором случае – у них отсутствует контакт с теплоносителем. Выпускаются также модели с 1, 2, 3 и 4 скоростями.
Типы насосов циркуляции
Промышленность выпускает очень много разновидностей насосов для системы топления. Все их не перечислить, да и не нужно этого делать. Остановимся на двух основных типах — насосах с мокрым ротором и сухим.
Параметры системы отопления
Но сначала нужно разобраться в некоторых характеристиках, которые определяют выбор того или иного насоса:
- Площадь помещений, которые необходимо отапливать.
- Уровень температуры в здании — он может отличаться в зависимости от его назначения. Например, в жилом доме, в учреждениях медицинского, школьного и дошкольного профиля температура всегда должна быть выше, нежели в производственных помещениях.
- Температура теплоносителя на входе и выходе отопительной системы.
- Тип отопительного котла, его оснащенность различными функциональными устройствами и автоматическими системами контроля и блокировки.
- Напор теплоносителя — его давление в трубах и радиаторах.
- Этажность здания.
- Тип теплоносителя.
Важно! Насос для циркуляции теплоносителя представляет собой обычный электродвигатель, который состоит из неподвижной части — статора и подвижной — ротора. На одной части вращающегося ротора установлена крыльчатка, в составе которой находятся лопасти
При их вращении создается разрежение воды, в результате чего возникает ее движение
При их вращении создается разрежение воды, в результате чего возникает ее движение.
Есть отопительные котлы старого образца, в которых нет насоса, и циркуляция теплоносителя происходит под действием силы тяжести. Она определяется небольшим уклоном труб и разностью в плотности холодной и горячей воды. Поскольку горячая вода легче холодной, она по законам физики поднимается вверх, переходя самотеком в трубы и радиаторы. Отдав тепло через поверхность данных приборов, остывшая вода возвращается в котел отопления для последующего нагрева. При этом на выходе котла температура жидкости всегда выше, чем на входе — разность температур также способствует движению воды.
При желании хозяина сделать систему отопления более эффективной, ему придется вваривать циркуляционный насос в трубопровод перед отопительным устройством. Это дорого, да и качество такого монтажа не дает 100% гарантии, что система будет работать успешно.
В современных устройствах отопления насосы уже входят в их состав, и в этом явное преимущество отопительных котлов с принудительной циркуляцией. Однако старых изделий эксплуатируется еще достаточное количество. Поэтому подбор циркуляционного насоса для системы отопления является насущной задачей многих владельцев частных домов.
Насос с мокрым ротором
Насос Grundfos
Название говорит само за себя — ротор двигателя с крыльчаткой расположены в воде или другом виде теплоносителя, который смазывает и охлаждает от перегрева конструкцию устройства. Ротор находится в отдельном корпусе, который изготовлен из металлов, не подверженных коррозии — нержавеющей стали, бронзы или латуни.
Преимущества данного изделия:
- Небольшой шум при работе.
- Не требуется частое обслуживание и ремонт.
- Низкая цена.
Недостаток — низкий уровень КПД. Поэтому подобные устройства предназначены для систем отопления в домах с небольшой площадью. Здесь не требуется значительная мощность насоса, и применяется небольшой объем теплоносителя.
Сухой насос циркуляции
В этом изделии ротор отделен от жидкости небольшими уплотнительными частями, а крыльчатка участвует непосредственно в движении теплоносителя.
Достоинства:
- возможность создания мощных насосов, способных продвигать большое количество воды
- высокий коэффициент полезного действия
Недостатки:
- частое обслуживание, так как быстро изнашиваются уплотнительные соединения, поэтому требуется их смазка
- громкий шум в период эксплуатации требует отдельного помещения для такого насоса
Сухие насосы чаще всего применяют в многоэтажных зданиях с площадью более 300 квадратных метров.
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 теплоносителя. 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.
Конструкционные различия
Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:
- Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
- Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
- Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
- Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
- Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».
Как выбрать циркуляционный насос для отопления частного дома
Характеристики любого оборудования выбираются с учётом условий его будущей эксплуатации. Как выбрать насос для отопления частного дома? Можно воспользоваться справочными таблицами, в которых приведены необходимые сведения в зависимости от квадратуры строения. Если такой вариант не устраивает, стоит выполнить расчёт, который позволит получить более точные значения.
Выбрать насос достаточно сложно
Расчёт производительности помпы
Производительность насоса можно рассчитать по следующей формуле:
G = M / ΔТ × Cт, где:
- М – мощность котла, который будет использоваться для отопления дома, Вт;
- ΔТ – перепад температур в отопительном контуре;
- Ст – коэффициент, зависящий от удельной теплоёмкости теплоносителя.
Мощность котла можно найти по формуле
Мощность котла можно определить исходя из того, что на каждый м² коттеджа или загородного дома требуется 100 Вт мощности, для многоквартирных зданий − 70 Вт. При наличии дополнительной термоизоляции наружных стен мощность получают путём умножения 50 кВт на квадратуру дома. Для холодных регионов расчётное значение для частных домов увеличивают до 175 Вт, для многоэтажных – до 101 Вт.
При расчёте мощности котла учитывают теплопотери
Если расчёт производительности циркуляционного насоса кажется слишком трудоёмким, предлагаем воспользоваться калькулятором. Выбирая нужные позиции и вводя недостающие данные, можно получить искомое значение.
Калькулятор расчёта производительности циркуляционного насоса
Напор устройства
От данного параметра зависит, сможет ли насос преодолеть усилие, создаваемое гидравлическим сопротивлением отопительной системы. Если вертикальный подъём компенсируется усилием, создаваемым на нисходящих участках контура, то трубы, вентили, теплообменники и другие элементы создают значительное сопротивление. Это сильно усложняет порядок расчёта.
Напор циркуляционного насоса определяют путём умножения протяжённости отопительного контура на удельное сопротивление трубы и коэффициент, зависящий от количества запорных вентилей, терморегуляторов и других элементов системы.
Напор устройства должен быть достаточным
Предлагаем уважаемым читателям воспользоваться специально разработанным нашей командой калькулятором.
Калькулятор расчёта напора циркуляционного насоса
Расчёт мощности циркуляционного насоса для системы отопления
Для укрупнённого расчёта циркуляционного насоса для системы отопления можно воспользоваться следующей формулой:
N = Nк / DT, где
- N – искомое значение;
- Nк – мощность котла, используемого для отопления дома;
- DT – разность температур в прямом и обратном контуре. В большинстве систем не превышает 15°С.
Мощность зависит от разности температур прямого и обратного контура
На что ещё обратить внимание
При выборе подходящей модели стоит также обратить внимание на занятость циркуляционного насоса. Для периодического включения оборудования зимой достаточно недорогой модели с небольшой мощностью
В этом случае помпа будет выполнять вспомогательную функцию
При большой протяжённости трубопровода без циркуляционного насоса теплоноситель будет двигаться медленно. Для такой системы потребуется мощная модель, допускающая постоянную эксплуатацию
В этом случае помпа будет выполнять вспомогательную функцию. При большой протяжённости трубопровода без циркуляционного насоса теплоноситель будет двигаться медленно. Для такой системы потребуется мощная модель, допускающая постоянную эксплуатацию.
Производители предлагают агрегаты, конструктивное исполнение которых позволяет изменять скорость их работы. В большинстве случаев речь идёт о трёхступенчатой регулировке. Пользователь может подобрать оптимальный режим работы отопительной системы в зависимости от погодных условий. Некоторые модели имеют систему автоматической регулировки мощности.
При выборе также стоит обратить внимание на:
- максимальное давление в системе. В частных домах оно редко превышает 4 атм (при нормальном режиме работы − около 2 атм);
- материал корпус. Предпочтительным является чугун. Изделия с корпусом из термостойкого пластика обойдутся дешевле;
- присоединительные размеры. Возможно, потребуется переходник;
- наличие и тип защиты. Особенно актуальна защита от перегрева. При её наличии срок службы помпы значительно возрастает.
Периодичность включения – важный критерий при выборе
