Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Во-первых

Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года. При профессиональном проектировании этот показатель определяют на компьютере. Ориентировочно его можно высчитать по площади обогреваемого помещения.

Согласно европейским стандартам на отопление 1 кв.м в доме с 1-2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, проектировщик берет в расчет более высокое удельное потребление тепла. Для жилых домов с улучшенной теплоизоляцией и производственных помещений требуется 30-50 Вт/кв.м.

В России подобные стандарты для домов с 1-2 квартирами пока не определены. СНиП 2.04.07-86* "Тепловые сети" рекомендует рассчитывать максимальный тепловой поток на отопление 1 кв.м общей площади жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым типовым проектам, по следующим укрупненным показателям:

  • для 1-2-этажных зданий: -173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха -25C и 177 Вт/кв.м при -30C;
  • для 3-4-этажных зданий: соответственно 97 и 101 Вт/кв.м.

По СНиП 2.04.05-91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование" расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет -26 град C.

Расчет циркуляционного насоса для отопления в примерах и формулах

Методом интерполяции получим, что в столице удельная тепловая потребность 1-2 этажных жилых домов равняется 173,8 Вт/кв.м, а 3-4 этажных — 97,8 Вт/кв.м.

Во-вторых

Определив потребление тепла (Q, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:

G = Q/1,16 х DT (кг/ч), где:
DT — разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C);
1,16 — удельная теплоемкость воды (Вт*ч/кг*град C). Если используется другой теплоноситель, в формулу необходимо внести соответствующие коррективы.

Такую методику расчета предлагают заграничные проектировщики. В обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91* приведена следующая формула:

G = 3,6 х *Q/(c х DT) (кг/ч), где:
c — удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C . Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.м.

В третьих

Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети. Для правильного выбора нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы (до самого дальнего радиатора).

При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов); обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование. Здесь можно использовать формулу:

H = (R х l + *Z)/p х g (м), где:
R — сопротивление в прямой трубе (Па/м);
l — длина трубопровода (м);
*Z — сопротивление фитингов и т. д. (Па);
p — плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
g — ускорение свободного падения (м/кв.с).

В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.

Полученные опытным путем данные свидетельствуют, что сопротивление прямых участков трубы (R) составляет порядка 100–150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01-0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах нужно учитывать длину и подающей, и обратной линии.

Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%. На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.

Cпециалисты из фирмы Wilo Э. Бушер и К. Вальтер рекомендуют следующую формулу примерного расчета напора (в метрах):

H = R х l х ZF, где
ZF — коэффициент запаса.

Если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3; для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2; когда система включает оба прибора ZF = 1,3 х 1,7 х 1,2 = 2,6.

В заключение

Определив так называемую рабочую точку циркуляционника (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис. 1).

Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика. Поэтому, если есть сомнения, всегда нужно выбирать меньший насос. Это позволяет не только сэкономить при его покупке, но и снизить в дальнейшем расходы на электроэнегию.

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 расчитать 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. Этим условиям отвечает насос HZ 401 (Deutsche Vortex) или UPS 25-40 (Grundfos).

При расчетах по методике, изложенной в статье, получаем:
H = 0,015 х (3,2 + 4,4 + 8,9 + 21,7) х 1,3 х 1,7 = 1,266 м,

В дополнение

Опираясь на данную методику, некоторые производители насосов разрабатывают и более удобные и точные способы подбора оборудования для систем отопления. В частности, можно порекомендовать читателям диаграммы, представленные в каталоге "Бессальниковые циркуляционные насосы" фирмы Grundfos.

Не секрет, что именно водяное отопление наиболее распространено в городских жилых домах и частных коттеджах. И неотъемлемой частью системы водяного отопления, наряду с котлом, является циркуляционный насос, функцией которого является обеспечение движения воды по контуру «котел–контур отопления–котел». Конечно, можно обойтись и без циркуляционного насоса, сделав тем самым естественную циркуляцию, но это повлечет за собой увеличение диаметров труб, наличие уклонов при прокладке, что только усложнит систему отопления.

При упоминании термина «циркуляционный насос» сразу же представляется насос «с мокрым ротором». И это не случайно, так как именно данный вид является наиболее подходящим для обеспечения отопления в частных домах и небольших крышных котельных. Устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором обуславливает такие его достоинства, как компактность и бесшумность при работе.

Свое название данный вид насосов получил из-за наличия водяного охлаждения электродвигателя. Жидкость, перекачиваемая насосом, используется также и для смазки деталей.

Хоть производителей насосного оборудования в настоящее время немало, но принципиальное устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором является одинаковым что у Wilo, что у Grundfos.

В чугунном или стальном корпусе на валу электродвигателя закреплено закрытое рабочее колесо, изготовленное из термостойкого композитного материала. Оно представляет собой два параллельных диска, которые соединены между собой радиально изогнутыми лопатками.

Как выбрать циркуляционный насос в систему отопления загородного дома

В одном из дисков имеется отверстие для входа рабочей жидкости, во втором предусмотрено отверстие для крепления рабочего колеса на валу электродвигателя.

В корпусе насоса по периферии рабочего колеса выполнено спиралевидное отверстие в форме конфузора. Его назначение – преобразование кинетической энергии потока жидкости в статическое давление, а также сбора и отвода воды в нужном направлении.

Рабочее колесо закреплено на валу ротора, который омывается и охлаждается перекачиваемой водой. Статор электродвигателя герметично отделён от ротора разделительным стаканом с толщиной стенки 0,1 — 0,3 мм. Стакан изготавливается из ферритной нержавеющей стали или углеродного волокна.

Ротор циркуляционного насоса закреплён на торцевых графитовых или керамических подшипниках скольжения, которые также охлаждаются перекачиваемой водой.

Также на передней стенке корпуса двигателя имеется резьбовая пробка для удаления воздуха из насоса.

Внешнее отличие конструкции циркуляционного насоса с мокрым ротором от насосов с воздушным охлаждением электродвигателя (с сухим ротором) — это отсутствие оребрения на корпусе двигателя и крыльчатки на его торце.

Выбор насоса для отопления.

Отличия насосов с «мокрым» и «сухим» ротором

07.01.2014

Многими считалось, что для бытового исполнения надо брать циркуляционные насосы с мокрым ротором. Сухороторные циркуляционные насосы использовались для промышленного использования.

Существовало мнение, что насосы с сухим ротором имеют слишком большие размеры и сильно шумят. Однако крупными производителями стали все больше выпускаться бытовые модели циркуляционных насосов, имеющих сухой ротор.

В промышленности используются циркуляционные насосы с сухим ротором.

В бытовом исполнении используются циркуляционные насосы с мокрым и сухим ротором. Для производственных нужд не используются насосы с мокрым ротором, так как их можно производить мощностью до 3 кВт и они не получили широкого распространения.

Плюсы циркуляционных насосов с сухим ротором промышленного исполнения: для них неважно качество теплоносителя, обладают хорошей ремонтопригодностью.

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления

Минусом этих насосов является то, что они имеют большие размеры, сильно шумят, поэтому их устанавливают в отдельные помещения, много потребляют электроэнергии.

Что касается бытового исполнения насоса с сухим ротором, то его плюсы:

обладает более высоким КПД;

для него не важна чистота теплоносителя;

обладает хорошей ремонтопригодностью, причем запчасти дешевле насосов, имеющий мокрый ротор;

размерами почти не отличается от мокророторного аналога.

Минусом является большой шум при работе и необходимость регулярной замены торцевого уплотнителя.

Минусы циркуляционных насосов с сухим ротором являются плюсами для насоса с мокрым ротором: бесшумность, не имеет торцевого уплотнения. Недостатком является то, что качество теплоносителя имеет большое значение при эксплуатации. Чем хуже качество перекачиваемой жидкости, тем быстрее насос может выйти из строя.

Учитывая все минусы и плюсы рассмотренных насосов, можно сделать соответствующие выводы. Если для вас не важно качество теплоносителя, то лучше выбирать насос с мокрым ротором, но не известно, что будет с остальной системой отопления.

Если вы хотите, чтобы все работало слажено, лучше использовать мотор с сухим ротором, но при этом надо позаботиться о качестве теплоносителя.

По поводу шумности, каждый решает для себя сам, ведь насос не так часто попадает в поле зрения. КПД не столь важен, так как разница в процентах небольшая, а вот отсутствие необходимости замены торцевого уплотнителя является большим плюсом.

Но техобслуживание следует регулярно проводить вместе с осмотром всей отопительной системы специалистом.

Выбор циркуляционного насоса производится на базе множества параметров, часть которых является определяющей для конкретного объекта.

Такой узел весьма экономичен, так как затрачивает минимум электроэнергии, что в среднем сравнимо с мощностью обыкновенной лампочки (до 120 Вт).

  1. Конструкция и сфера применения оборудования
  2. Критерии выбора
  3. Обзор популярных моделей
  4. Мнения потребителей

Подробно об особенностях механизма и назначении

Выбор циркуляционного водяного насоса актуален для решения задачи по организации систем отопления и горячего водоснабжения.

Главная функция этого узла заключается в побуждении движения жидкости в системе, что представляет собой циркуляционный, а также рециркуляционный контур. Используются подобные элементы на любых объектах, будь то гражданское здание или частный дом.

При небольшой нагрузке на систему достаточно естественной циркуляции, которая осуществляется посредством физического явления – конвекции. А выбор циркуляционного водяного насоса приходится делать, когда обслуживаемая площадь превышает 150 кв. м. Несмотря на то, что это оборудование принудительного принципа действия, все же транспортируется жидкость по трубопроводу по большей части благодаря энергии, которая передается теплоносителю. А при расчетах фигурируют только потери на трение по мере продвижения воды в трубопроводе.

Смотрим видео, немного об устройстве насоса и принцип работы:

К основным характеристикам следует отнести бесшумность таких узлов, их высокую эффективность наряду с небольшим энергопотреблением. Дополнительно отмечается также и длительный период эксплуатации, поэтому выбор циркуляционного насоса систем для отопления необходимо делать максимально внимательно, чтобы не возвращаться к этому вопросу еще долгое время.

Устанавливается такое устройство на одном из участков трубопровода. Существуют различные исполнения, но следует особо выделить два из них:

  1. Конструкция с «мокрым ротором» — является наиболее подходящей и эффективной для небольших объектов, например, для частных домов. Особенность данного варианта заключается в том, что основной узел – ротор с рабочим колесом постоянно контактирует с водой, которую перекачивает. Это позволяет снизить интенсивность нагрева рабочего узла, а вместе с тем жидкость выступает в качестве своеобразной смазки механизма.
  2. Вариант с «сухим ротором». Подобрать циркуляционный насос для систем отопления этого вида можно в случае, когда планируется обслуживать крупные объекты, а значит, уровень производительности устройств должен быть значительно выше.

В случае с последним из названных исполнений ротор не подвержен контакту с транспортируемой жидкостью. Герметизация этого узла осуществляется посредством так называемого скользящего уплотнения, на поверхностях по обе стороны которого образуется водяная пленка благодаря перепадам давлений в системе и окружающей среды.

Особенности правильного выбора

Подбор циркуляционного насоса в первую очередь должен базироваться на размерах присоединительных элементов. В обозначении обычно принято указывать эту величину, поэтому пользователю не составит труда определиться с тем, какая модель устройства подойдет для конкретной системы. Вторая составляющая правильного выбора – максимальный напор, который способен создать насос. Это необходимо, чтобы устройство имело возможность преодолеть гидравлическое сопротивление труб и всех соединительных элементов.

Подбор циркуляционного насоса также производится, исходя из уровня его производительности.

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Данный параметр соответствует количеству теплоносителя, который будет проходить через устройство за некоторый промежуток времени. Во многом производительность определяется мощностью насоса, однако, играет роль и протяженность коммуникаций, а также их диаметр. Ведь известно, что гидравлическое сопротивление труб возрастает, если диаметр коммуникаций небольшой. Поэтому для его преодоления потребуется более мощное устройство.

Подбор циркуляционного водяного насоса должен базироваться на том, какова степень функциональности устройства. В зависимости от типа системы отопления может быть установлен регулируемый вариант подобной техники. Его преимуществом является возможность быстрой адаптации устройства под те условия, в которых он эксплуатируется, при этом насос настраивается на требуемый в данный момент уровень расхода воды в системе. В качестве бонуса конструкцией может быть предусмотрен термостат, таймер или наличие нескольких режимов работы.

Популярные модели зарубежных и отечественных марок

Подбор циркуляционного водяного насоса должен в результате предоставить пользователю возможность улучшить систему, увеличив скорость транспортировки жидкости в ней. Именно поэтому важно, чтобы параметры устройства соответствовали характеристикам отопительного контура, включая и диаметр коммуникаций. Один из производительных вариантов отечественного производства – устройство Джилекс Циркуль 25-40.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления в данном случае дал результаты со всех сторон положительные: мощность устройства не выше 62 Вт, высота подъема жидкости – до 4 м, диаметр соединительных элементов – 25 мм. При этом допустимая температура воды, достаточная для организации любой отопительной системы, – 110 градусов. Стоит это исполнение весьма недорого – 3 400 руб.

Иностранный аналог Grundfos UPS 25-40 (с гайками) обойдется дороже на 500 руб., однако, имеет в точности такие же параметры, что и предыдущий вариант. Единственная разница между ними заключается в том, что второе из рассматриваемых исполнений имеет возможность работать в нескольких режимах. Если появилась необходимость приобрести циркуляционный насос, определить какой лучше можно, рассмотрев множество разных вариантов.

Смотрим видео, о модели Альфа2:

Еще одно исполнение – Grundfos ALPHA 2 25-60 стоимостью примерно 8 200 руб. Устройство способно продвигать воду на расстояние до 6 м, имея вдвое меньшую мощность, чем у аналогов (34 Вт), и меньший вес – всего 2 кг. Более доступный по цене вариант – Wilo-Star-Rs 25/6 с параметрами, соответственно: диаметр подсоединяемого элемента 25 мм, сила напора – 6 м. Его стоимость составляет порядка 5 000 руб.

Оценка пользователей

Подбор водяного циркуляционного насоса для ГВС основывается также и на том, насколько надежным слывет производитель, что определяется по большей части количеством довольных покупкой и функционированием пользователей. Одними из лучших с этой точки зрения считаются устройства марок Wilo и Grundfos. Причем именно в такой последовательности, так как первый из названных вариантов пользуется большей популярностью ввиду очень доступных цен на продукцию, что совершенно не сказывается на качестве.

Обслуживание таких устройств не требует особых усилий. Работоспособность, надежность функционирования и длительный срок службы – все это позволило изделиям марки Wilo попасть на первые позиции в числе наиболее востребованных.

Для снижения риска образования засоров некоторые пользователи дополнительно устанавливают фильтрующие элементы, что в еще большей степени способствует повышению уровня надежности, который и без того весьма высок, учитывая, что это немецкий производитель.

Единственная особенность при использовании насосов данной марки заключается в том, что при обслуживании небольших объектов в них нет необходимости. А вот для помещений большой площади эти устройства являются наилучшим вариантом.

Таким образом, при выборе главная задача – определиться с тем, какой силы должен быть создаваемый устройством напор. На фоне данного параметра подбирается вариант подходящего уровня производительности, чтобы суметь обслужить конкретную площадь объекта. Еще один важный фактор – диаметр соединительных элементов. При неподходящих размерах подключение насоса будет в принципе очень проблематично организовать. Определившись с основными параметрами, пользователю остается подробно изучить отзывы тех, кто уже сталкивался с подобной техникой на практике, и может оценить положительные и отрицательные стороны после некоторого периода эксплуатации.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *