Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

0 0

Подбор насоса для системы отопления – важный этап проектирования, в результате которого должен быть найден наиболее подходящий по характеристикам агрегат. Мы расскажем об основных критериях и методах такого подбора, и разберем, как выбрать насос для отопления.

Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

На фото – циркуляционные отопительные помпы различных размеров.

Расчет параметров

Основные характеристики

Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

Циркуляционная помпа в трубе отопления.

Схемы отопления бывают разные, и основное различие – это способ перемещения теплоносителя от котла к радиаторам.

Есть два основных способа:

  • Естественная циркуляция. Происходит под действием гравитации из-за различий плотности горячей и холодной воды. Так как эффективность отопления зависит от расхода горячей воды, то скорости естественной циркуляции в отопительной системе дома чаще всего недостаточно;
  • Принудительная циркуляция. Осуществляется путем инсталляции в трубопровод специального агрегата, который перекачивает теплоноситель с нужной скоростью и напором. Большинство современных схем отопления устроены по принципу принудительной циркуляции.
  • Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Основные способы организации работы отопления.

    Важно!
    Не стоит путать централизованную схему подачи с естественной циркуляцией: теплоноситель в городские квартиры поступает под немалым давлением, которое нагнетается специальным оборудованием.

    Чтобы схема работала нормально, инструкция требует расчета всех ее параметров, на основании которых будет выполнен подбор сечений трубопровода, мощности радиаторов, емкости и мощности котла, производительности циркуляционного насоса отопления. Одним из таких параметров является гидравлическая характеристика:

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    На графике показана зависимость гидравлического сопротивления от интенсивности движения теплоносителя.

    На графике мы видим, что сопротивление имеет прямую зависимость от расхода теплоносителя, то есть, чем быстрее движется вода по контуру, тем большее сопротивление она испытывает. Соответственно, растет напор.

    Теперь рассмотрим напорно-расходную характеристику циркуляционного устройства:

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Выбор насоса для отопления производят на основании напорно-расходной характеристики, указанной производителем.

    На этом графике мы видим зависимость потерь напора от интенсивности подачи помпы. Здесь мы наблюдаем обратную зависимость, то есть при выключенном двигателе потери максимальны, а по мере возрастания его мощности потери падают.

    Если мы совместим эти два графика, то получим следующую картину:

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Перед тем, как выбрать насос для системы отопления, определяют его рабочую точку.

    Важно!
    Рабочая точка позволяет нам определить, какое сопротивление будет в трубах при максимальной подаче (расходе) теплоносителя.
    Это значит, что наш аппарат должен обладать достаточной производительностью, чтобы обеспечить требуемую подачу, но при этом его мощности должно хватить, чтобы справиться с соответствующим гидравлическим сопротивлением.

    Расчет производительности

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Устройство помпы для отопительного контура.

    Так как построить график гидравлической характеристики отопительного контура своими руками будет сложно, мы воспользуемся расчетом по упрощенной схеме. Итак, нам необходимо определить максимальный расход (производительность) и гидравлическое сопротивление. Начнем с производительности.

    Тепловая энергия, потребляемая контуром отопления, выражается такой зависимостью:

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Формула для тепловой энергии.

    В формуле использованы такие величины:

    • W – тепловая энергия, необходимая для отопления нашего помещения в ваттах (тепловая мощность контура);
    • C – теплоемкость теплоносителя, Вт/литр* °С;
    • Q – расход теплоносителя, м3/час;
    • t1 и t2 – температура подаваемого и отводимого теплоносителя соответственно.

    Подбор насоса для отопления ведется по производительности. Производительность устройства должна соответствовать максимальному расходу теплоносителя, поэтому преобразуем нашу формулу для нахождения расхода:

    Q = W/C*(t1 – t2)

    Количество энергии W можно найти с помощью таблицы:

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Таблица тепловой мощности обогрева.

    Теплоемкость воды принимаем равной 1.163 Вт/литр*°С, разницу температур подающего и обратного потока – 20 °С (согласно СНиП). Отсюда получим:

    Q = W/1.163*20 = 0.043*W

    Важно!
    То есть, если нам необходимо определить расход теплоносителя для помещения с теплотой обогрева, равной 10 кВт, то нам понадобится умножить 10000 на 0.043, и мы получим 430 литров в час.

    Расчет гидравлического сопротивления

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Перед тем, как выбрать насосы для отопления, необходимо определить гидравлическое сопротивление.

    Профессиональный и максимально точный расчет гидравлического сопротивления отопительного контура – очень сложная задача, требующая специальных знаний и навыков. Мы же воспользуемся упрощенной методикой, согласно которой напор циркуляционной помпы будет равен:

    H = N*k, где:

    • H – высота водяного столба в метрах;
    • N – количество этажей в здании, включая подвальные этажи;
    • k – коэффициент, равный величине усредненных гидравлических потерь на один этаж здания или сооружения. СНиП принимают этот коэффициент равным 0.7 – 1.1 м для двухтрубных схем и 1.16 – 1.85 м для коллекторно-лучевых схем организации подачи.

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Двухтрубная схема подачи теплоносителя к радиаторам.

    Важно!
    Таким образом выходит, что если мы имеем двухэтажный дом с подвалом, оборудованный двухтрубным отопительным трубопроводом, тогда двигатель должен обеспечить напор, равный 3*1.1 = 3.3 метра.

    Выбор насоса

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Зная основные характеристики, можно приступать к выбору конкретного агрегата.

    Итак, мы имеем две величины – сопротивление и производительность. Вернемся к нашему графику с напорно-расходной характеристикой.

    Откладываем значение сопротивления на оси Y, а значение расхода – на оси X. Затем подбираем агрегат, график напорно-расходной зависимости которого находится вблизи этой точки:

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Необходимо подобрать такой аппарат, рабочая точка которого будет находится как можно ближе к отмеченной нами ранее точке.

    Важно!
    Как правило, в графике указаны три линии для разных режимов работы мотора.
    Лучше всего руководствоваться второй скоростью, а рабочая точка должна располагаться в средней трети диаграммы, так как она соответствует наибольшему КПД.

    Как подобрать насос для системы отопления: упрощенная схема расчета

    Насос должен соответствовать диаметру трубопровода.

    Само собой, необходимо подбирать устройство, рассчитанное на высокие температуры среды (95 – 110 °С), а также знать диаметр трубы, в которую будет врезан прибор. Цена устройства будет зависеть от производителя и качества.

    Вывод

    Правильный выбор циркуляционного насоса для отопительного контура производят на основании расчетов. Если изложенный материал кажется вам слишком сложным, смотрите видео в статье.