Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления — расчет производительности и рабочего давления в контуру

Приветствую, камрады! Сегодня нам предстоит выяснить, как и по каким параметрам нужно выбирать циркуляционный насос для отопления. Поскольку статья ориентирована на новичков в области сантехники и гидродинамики, я приведу предельно простые схемы расчетов его параметров. Приступим.

Популярные модели насосов и их характеристики.

Из всего списка параметров прибора для нас важны всего три характеристики:

1. Диаметр присоединяемой резьбы. Она указывается в дюймах у импортных насосов и в условных единицах (ДУ) у отечественной продукции;

ДУ, или условный проход указывает на возможность присоединения резьбы к трубе с определенным номинальным диаметром. Тот, в свою очередь, примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы в миллиметрах.

1. Производительность в кубических метрах в час. Чем она больше, тем равномернее будут прогреты отопительные приборы в начале и в конце контура. Однако здесь есть ограничивающий фактор — гидравлические шумы: при скорости потока свыше 0,7 м/с теплоноситель начинает шуметь на фитингах и дросселирующей арматуре, а при скорости свыше 1,5 м/с — на изгибах розлива и подводок;
2. Гидравлический напор в метрах. Он указывает на гидравлическое сопротивление трубопровода, которое способен преодолеть насос.

В маркировке прибора на фото указаны максимальная производительность, потребляемая мощность и напор при каждом из доступных значений мощности.

Здесь все просто: в общем случае размер резьбы должен соответствовать диаметру розлива. Если отопление разведено водогазопроводной резьбой ДУ 20 (или 3/4 дюйма), именно таким должен быть размер присоединяемой резьбы насоса.

Учтите, что для пластиковых и металлополимерных труб производители и продавцы указывают внешний диаметр. При одинаковом внутреннем сечении он отличается от номинального размера стальной трубы на удвоенную толщину стенки. Скажем, насос с размером резьбы 20 мм ставится в разрыв розлива из полипропиленовой трубы диаметром 25 мм.

Особый случай

Размер резьб насоса может быть намного меньше размера розлива, если он используется для модернизации отопительной системы с естественной циркуляцией. В этом случае установка прибора выглядит несколько необычно: он врезается не в разрыв розлива, а параллельно ему; байпас между перемычками комплектуется шариковым обратным клапаном или шаровым краном.

Врезка насоса параллельно розливу с шариковым обратным клапаном на байпасе.

С чем связана столь странная инструкция?

Дело в том, что при такой схеме врезки насоса контур может работать и с естественной, и с принудительной циркуляцией. При работе насоса обратный клапан препятствует потере напора через байпас, а при обесточивании прибора автоматически открывается обратный клапан (или шаровый кран, но уже вручную), и система продолжает работу как гравитационная.

Шаг 2: производительность

• Как рассчитать мощность насоса для отопления (точнее, его производительность в кубометрах в час)?
• Если параметры отопительного котла или отдельного контура, который предстоит обслуживать насосу, известны заранее, то расчет насоса для системы отопления выполняется по формуле Q = 0,86 x P/dt.
• В ней:

• Q — искомая производительность (м3/час);
• P — значение тепловой мощности котла или контура в киловаттах;
• dt — перепад температуры между подающей и обратной нитками. Этот перепад определяет то количество тепла, которое отдает участок отопительной системы.

В типичной автономной системе температуры на выходе котла и на его входе различаются на 20 °С (70/50 — 80/60 градусов).

В автономной отопительной системе температура подачи крайне редко превышает 75-80 градусов.

Насос с регулятором мощности нужно подбирать по производительности в среднем положении регулятора. Это даст возможность скорректировать производительность при ошибке в любую сторону.

Давайте своими руками выполним расчет насоса для частного дома с котлом мощностью 32 кВт. Температуру подачи примем равной 75 градусам, обратки — 55. Наша формула примет вид Q=0,86 х 32 / (75-55) = 1,376 м3/час.

Расчет теплопотерь

Если отопительная система находится на стадии проектирования, то перед расчетом производительности насоса нам придется оценить необходимое зданию или отдельному его помещению количество тепла. Оно должно покрывать теплопотери в нижний пик зимних температур.

Структура теплопотерь жилого дома.

Теплопотери проще всего рассчитать по еще одной формуле — Q=V*Dt*k/860. Переменные в этой формуле в порядке слева направо:

1. Мощность отопительного котла или участка контура (кВт);
2. Отапливаемый объем (м3);
3. Расчетный перепад температуры между улицей и домом в градусах;
4. Коэффициент рассеивания тепла.

Вычисление объема помещения, думаю, не вызовет затруднений у читателя: азы геометрии мы все проходили в школе. А вот две оставшихся переменных нуждаются в разъяснениях.

• Dt вычисляется как разница между санитарной нормой температуры в жилом помещении (для частного дома 20-22 градуса в зависимости от климата региона) и наружной температурой в самую холодную для вашего региона пятидневку;

Распределение температур самых холодных пятидневок зимы по территории РФ.

Изображение	Коэффициент рассеивания тепла
	06-0,9: отличное утепление (фасад с пенопластовой шубой, тройные стекла).
	1-1,9: среднее утепление (стена в пару кирпичей, однокамерные стеклопакеты)
	2-2,9: плохое утепление (щитовые стены, окна со стеклами в одну нитку).
	3-4: неутепленное строение (холодный склад со стальными стенами)

Как видите, цена экономии на теплоизоляции — многократный перерасход энергоносителей. Простое утепление фасада с заменой окон на энергосберегающие способно в 2-3 раза сократить ваши счета за газ или электроэнергию.

Давайте посчитаем, сколько тепла требуется мансарде площадью 60 квадратных метров со средней высотой потолка 2,4 метра, расположенной в Севастополе (средняя температура пяти самых холодных дней зимы — -14°С). Утепление — по 50 мм минваты и пенопласта, окна — энергосберегающие однокамерные.

1. Коэффициент рассеивания будем считать равным 0,8;
2. Объем помещения равен 60 х 2,4 = 144 кубометра;
3. Максимальная дельта температуры между мансардой и окружающим ее воздухом — (20 — -14) = 34 °С;
4. Потери тепла равны 144 х 34 х 0,8 / 860 = 4,55 кВт.

На практике мансарда с такими характеристиками обогревается кондиционером с тепловой мощностью в режиме обогрева 4,1 кВт.

Особый случай

Во многих настенных электрических и газовых котлах насос уже установлен изготовителем наряду с группой безопасности и расширительным бачком. Это превращает котел в полноценную и самодостаточную котельную, которая подключается непосредственно к отопительному розливу.

Электрокотел на фото снабжен собственным насосом и подключен прямо в разрыв отопительного розлива.

Шаг 3: напор

Расчет напора, или способности преодолевать гидравлическое сопротивление циркуляционного насоса проще всего выполнить по схеме, предложенной инженерами немецкой компании Wilo.

Он рассчитывается по формуле J = R х L х k, где:

1. R —гидравлические потери на одном метре розлива (105-150 Па, или 0,0107- 0,0152 метра напора);
2. L — длина розлива;
3. К — коэффициент поправки. Он принимается равным 1,3, если розлив разрывается запорной арматурой, 2,2, если он дросселирован, и 2,6 — если на розливе стоит запорно-регулирующая арматура обоих типов.

Так, в 50-метровом розливе из полипропиленовой трубы (удельное падение напора 0,0107 м/м.пог.) с разрывающими его дросселями общее падение напора составит 0,0107 х 50 х 2,2 = 1,177 метра, или 0,1177 кгс/см2.

50-метровый дросселированный отопительный розлив в моем доме работает с встроенным в котел насосом, создающим напор в 2 метра.

Справка: в многоквартирном доме система отопления функционирует с перепадом между смесью (после водоструйного элеватора) и обраткой всего в 1/5 атмосферы, или 2 метра.

Заключение

Надеюсь, что мои рекомендации помогут вам не ошибиться при выборе насоса. Узнать больше об этих приборах вам поможет видео в этой статье. Жду ваших комментариев к ней. Успехов, камрады!

Как выбрать циркуляционный насос? — надо брать!

При обогреве от котла важно добиться равномерного распределения тепла по всему дому. Чтобы удалённые батареи были не менее горячие, чем ближние, установите в систему циркуляционный насос. Что это такое, как он работает и как его выбрать мы расскажем в этой статье.

Что это такое и как работает?

Циркуляционный насос работает в замкнутых отопительных системах (котёл, водяные тёплые полы и т.д.). Он проталкивает горячую воду сквозь себя, поддерживая скорость потока и доставляя горячую воду в удалённые участки до того, как она успеет остыть. В зависимости от величины системы, в ней может находиться один или два насоса.

Двигатель вращает ротор, к которому крепится крыльчатка турбины. Это придаёт потоку дополнительное ускорение.

Запитывается от сети 220 В.

Типы циркуляционных насосов

С «мокрым» ротором

Двигатель, ротор и крыльчатка находятся в воде. Устанавливается горизонтально. Изготавливается из «нержавейки», чугуна, алюминия или бронзы. Используется для бытовых нужд.

Плюсы:

• Практически бесшумный.
• Не требует технического обслуживания.

Минусы:

С «сухим» ротором

Двигатель и ротор не соприкасаются с водой. Используются, чаще всего, коммунальными службами. По типу установки делятся на три типа:

В консольных двигатель и насос располагаются в отдельных корпусах, объединённых общим основанием. Валы соединены муфтой. Перекачивает даже слабозагрязнённую воду. Для установки требуется подготовить фундамент.

На блочные (моноблочные) насосы устанавливаются асинхронные электродвигатели с воздушным охлаждением. Двигатель отделён от крыльчатки, но находится с ней в едином корпусе. Для установки также требуется фундамент.

У вертикальных (in-line, inline) входные и выходные патрубки устанавливаются на одной оси. Не требуют предварительной подготовки перед установкой.

Плюсы:

• Производительнее «мокрых» насосов.
• Высокий КПД – до 80%.
• Не портятся при отсутствии теплоносителя.

Минусы:

• Нуждаются в регулярном сервисе: замене уплотнительных колёс, смазке и т.д.
• Шумные.

Расчёты производительности

Чтобы насос работал эффективно, нужно верно подобрать его характеристики. Если вы не уверены в данных, лучше обратитесь к специалисту перед покупкой. Проще всего узнать производительность по следующей формуле:

• G – объём необходимого теплоносителя, л/ч
• Q – общая нагрузка на отопление, Вт. Для облегчения расчётов лучше брать соотношение 1000 Вт на 10 м².
• Δt – разность между температурой воды на выходе из котла и при возвращении к нему. При расчетах обычно принимается равной 20° C.

К примеру, нужно подобрать насос для загородного дома в 100 м². Для его обогрева потребуется 10000 Вт. В таком случае расчёт будет выглядеть так: G=0,86х10000/20=430 л/ч =0,43 м³/ч

Итого, понадобится насос с производительностью 430 л или же 0,43 м³/ч.

Место установки

Универсального места для монтажа нет. Наиболее частое расположение – после расширительного гидробака.

Если в каких-то комнатах дома чувствуется ухудшение отопления, устанавливать насос нужно на входе трубы в помещение.

Учимся читать маркировку

Формат маркировки циркуляционных насосов – ХХ-ХХ или XX-X (например, 25-40 или 25-4). Первые две цифры показывают присоединительный размер в миллиметрах, последние – величину напора, который создаёт насос.

Насос с маркировкой 25-4 будет подключаться к трубе диаметром 25 мм (1/2 дюйма) и нагнетать воду на высоту до 4 м.

Дополнительные особенности

• Регулировка скорости перекачивания поможет установить подходящий тепловой режим. Это нужно, чтобы в межсезонье насос не работал так же, как в морозную зиму, и экономнее расходовал энергию. У некоторых насосов скорости нужно переключать вручную, другие (например, некоторые модели Grundfos) делают это автоматически.
• Летний режим нужен для защиты насоса и обратных клапанов от поломок в тёплое время года. Система будет автоматически включаться на пару минут каждые 24 часа, чтобы избежать закисания.
• Защита от сухого хода выключит насос, если в системе циркуляции появится утечка.
• Функция надёжного запуска поможет насосу корректно включиться после долгого простоя.
• Вал и рабочее колесо справятся с возможными загрязнениями без вмешательства мастера.
• Внутреннее катафорезное покрытие защитит чугунные насосы от ржавчины.
• Дисплей покажет температуру воды, общее сопротивление системы, напор, производительность и ошибки при их возникновении.

Учитываем особенности тёплого пола

Если в доме есть и котёл отопления и водяной тёплый пол, устанавливается не только циркуляционный насос, но и гребёнка. Её задача – контролировать температуру всей системы и равномерно распределять тепло по контурам.

Дело в том, что температура воды из котла – 60-70°С. Она подходит для батарей, но для тёплого пола слишком горяча. Чтобы снизить градус, вода из котла смешивается с остывшей водой из обратного потока отопительного контура в гребёнке. Настаивать и поддерживать комфортную температуру пола можно с помощью терморегулятора.

Благодаря гребёнке, циркуляционному насосу и термостату, тёплый пол не будет обжигать ноги и не перегреет помещение.

Выводы

• «Мокрые» насосы – для частного дома, «сухие» — для высоконагруженных систем отопления в многоквартирных домах.
• Самые важные характеристики – напор и производительность. Чтобы подобрать насос, попросите консультацию у профессионала или воспользуйтесь формулами самостоятельно.
• Дополнительные функции облегчат работу с насосом и продлят срок его службы.
• Для тёплого пола кроме циркуляционного насоса потребуется гребёнка и термостат.

• 160 Циркуляционный насос ВИХРЬ ЦН-32-4 Гарантия 12 мес.

2637216

Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Функционирование современных систем отопления, в которых используется принудительное движение теплоносителя по контурам отопления было бы невозможно без циркуляционного насоса.

Подбор циркуляционного насоса

Именно это устройство обеспечивает движение теплоносителя по магистралям системы отопления, системы теплый пол, системы рециркуляции ГВС. В сложных многоконтурных системах домов большой площади и этажности таких насосов может быть несколько.

Эффективная теплоотдача системы отопления напрямую зависит от соответствия параметров циркуляционного насоса параметрам системы в целом. Чтобы ориентироваться в теме, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, ознакомимся с его устройством и основными параметрами.

Устройство насоса

Циркуляционный насос в разрезе
Устройство насоса «сухого» типа

Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Технические параметры циркуляционного насоса

С функциональными возможностями устройства можно ознакомиться из его технического паспорта. Выбрать циркуляционный насос для отопления Вам помогут знания о таких параметрах:

1. Расход насоса ( подача, производительность) — объемная величина (единица -м3/ч), численно равная максимальному объему воды, который может прокачать через себя насос за один час времени.
2. Напор циркуляционного насоса — это максимальное значение гидравлического сопротивления, которое оказывают все элементы отопительных контуров движению жидкости, и которое способен преодолеть насос (при его расходе = 0). Измеряется в м (метрах).
3. Характеристика насоса — производная величина, определяемая взаимосвязь напора насоса и его производительности. Так для однорежимного (односкоростного) насоса существует только одна характеристика, для двух и более — соответственно две и… Что говорить о насосах с плавно регулируемой производительностью?..

Классификация циркуляционных насосов

Насосы циркуляционные от различных производителей друг от друга существенно не отличаются. Все они классифицируются по типу ротора. Различают:

• насосы с «мокрым» ротором
• насосы с «сухим» ротором.

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой.

К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды).

Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики.

Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса.

Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

И перед тем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, следует запомнить, что «прописка» такого насоса желательна в отдельном помещении. Отличительной особенностью устройств «сухого типа» является достаточно громкий звук функционирования.

Маркировка циркуляционных насосов

После названия марки насоса на его корпусе указаны цифры. Например, Grundfos UPS 25-50.

Первые две цифры — это диаметр присоединительных патрубков. В нашем случае 25 мм (1 дюйм) — диаметр резьбы гаек, поставляемых в комплекте с циркуляционным насосом.

Второе число обозначает максимальную высоту подъема теплоносителя в системе. В нашем примере высота подъема 5 м, то есть он может создавать избыточное давление до 0,5 атм.

Согласно этих величин выполняют подбор циркуляционного насоса для отопления после того, как теоретически выполнили расчет напора циркуляционного насоса и расчет мощности циркуляционного насоса отопления.

Кстати, потребляемая мощность насоса регулируется ступенчато (3 положения) или плавно (электронное управление электродвигателем насоса). О силе потребляемого тока при определенной отдаваемой мощности можно узнать из таблички, закрепленной на корпусе насоса.

Насосы, оборудованные электронным блоком управления, отличаются повышенной экономичностью и способны самостоятельно регулировать свои рабочие характеристики, анализируя расход и давление воды в системе.

Расчет циркуляционного насоса выполняют, исходя из потребности строительной конструкции в тепле – эта величина является базовой точкой при расчете циркуляционного насоса для отопления.

Значение величины принимается соответствующим наиболее холодному времени года. Согласно, СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” для одно-двухэтажных зданий на 1 м2 общей площади 173-177 Вт/м2 при температуре «за бортом» -25 — 30 °C.

Дома в три-четыре этажа имеют показатели от 97 до 101 Вт/м2 соответственно.

• Умножив это «нормы» на число «квадратов» отапливаемого помещения, получим величину потребности строения в тепле.
• Также расчет параметров циркуляционного насоса можно выполнить, исходя уже из мощности котла.
• Необходимое значение рассчитывается по формуле:

$$Q=frac{N} {t_2 — t_1}$$

1. где:
2. (Q) — рассчетная величина, соответствующая расходу насоса, (литров/ч);
3. (N) — мощность основного нагревателя (котла), (Вт);
4. (t_2)— температура теплоносителя на входе в подающую трубу (на выходе из котла), (°C);
5. (t_1) — температура теплоносителя в «обратке» (на входе в котел), (°C).
6. Подставив необходимые параметры в формулу, мы получим требуемый расход насоса.
7. Температура теплоносителя, «выходящего» из котла обычно находится в промежутке от + 85 до 95 °C, температура «обратки» в диапазоне 60-70 °C.
8. Величину необходимого для преодоления гидравлического сопротивления напора определяют по специальным формулам. Для упрощенного подбора можно воспользоваться такой информацией:

• прямолинейные участки труб оказывают сопротивление 100-150 Па/м, что эквивалентно требуемому напору насоса — 0,01-0,015 м на каждый метр трубопровода магистрали.
  Внимание! В расчетах учитывается полная длина контура (подающей трубы и обратной).
• Фитинги забирают до 30% от рассчитанного «прямого» сопротивления;
• Трехходоовой смеситель — 20%;
• Терморегулирующие вентили — 70%.

Это интересно!

При расчетах гидравлического сопротивления всей отопительной магистрали не принимается во внимание высота (этажность) здания. То есть, величина высоты, на которую насос должен будет поднимать воду, тут роли не играет!

Это объясняется тем, что система замкнутая. Поэтому высота подающей линии равняется высоте обратной — столбы жидкости в них уравновешены между собой.

Суммарное гидравлическое сопротивление определяется только суммой сопротивлений всех поворотов, тройников, вентилей…

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Используя рассчитанные данные напора и расхода, определяют необходимую характеристику насоса, который затем подбирают по каталогу.

Так как подбирая циркуляционный насос для системы отопления мы оперировали максимальными данными нагрузки на насос, то для его повседневной работы будет достаточно выбрать менее мощный вариант. Он и «потише» будет при меньшей свой стоимости, и электроэнергии «кушать» будет меньше.

Особенности монтажа

При установке насосов необходимо учитывать такое правило: «Вал насоса должен располагаться горизонтально!»

Такие устройств «качают» теплоноситель только в одном направлении. Поэтому при монтаже насоса необходимо соблюдать правильное направление его установки.

Можно подобрать циркуляционный насос для отопления с естественной циркуляцией.

В таком случае, проводится модернизация существующей отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя установкой циркуляционного насоса.

«Врезанный» в такую систему насос позволяет улучшить равномерность прогрева всех радиаторов. Кроме этого практически замечена экономия газа на 20-30% при интеграции такого насоса в контуры отопления.

Насос устанавливается на обводной байпас, врезанный в «обратку» системы, а в магистральную трубу необходимо установить обратный клапан, который позволит системе функционировать и при внезапном отключении электроэнергии.

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса — с необходимыми ми

Система отопления с принудительной циркуляцией по всем позициям превосходит схему с естественным перемещением теплоносителя.

Установка циркуляционного насоса резко поднимет эффективность системы, делает возможными плавные и точные настройки, обеспечивает быстрый запуск, приводит к значительному сокращению материалоемкости контуров – можно использовать трубы значительно меньшего диаметра.

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Но все это будет справедливым лишь в том случае, если насос подобран правильно, и его эксплуатационные характеристики соответствуют параметрам системы.

Одним из определяющих критериев оценки является способность насоса перекачать определенный объем жидкости в единицу времени, то есть его производительность.

Провести необходимые вычисления поможет наш калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса.

Цены на циркуляционный насос КАЛИБР

Несколько слов о порядке расчета – в разделе с пояснениями.

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Перейти к расчётам

Пояснения к расчету производительности

• Особенностью подобного расчёта является то, что насос перекачивает не просто жидкость, а именно теплоноситель, то есть, по сути, должен обеспечивать «транспортировку» тепловой энергии, выработанной котлом отопления.
• В основе вычислений лежит следующая зависимость:
• G = W / (Δt × Kτ)
• G — производительность, выраженная в килограммах в час.
• W — расчетная мощность отопительного котла.

Δt — перепад температур в трубах подачи и обратки, то есть, по сути, то количество тепловой энергии, которое забирается приборами теплообмена (радиаторами, конвекторами и т.п.)

Kτ — коэффициент, учитывающий теплоемкость теплоносителя.

• Мощность котла известна, а если система отопления планируется «с нуля», то необходимую мощность можно рассчитать по специальному алгоритму.

Как определиться с мощностью котла для системы отопления

Цены на циркуляционный насос Valfex

Алгоритм подразумевает вычисление требуемой тепловой мощности для каждого из отапливаемых помещений с последующим суммированием. Поможет с этим специальный калькулятор расчета мощности котла.

• Перепад температур принимается в среднем равным:

1. → 20 ºС – для радиаторов;
2. → 15 ºС – для конвекторов;
3. → 10 ºС – для контуров водяного теплого пола.

• Коэффициент Kτ можно взять для воды – он будет равен 1,16.
• Получающаяся единица измерения – не слишком удобна, поэтому калькулятор переведет ее в более понятную – кубометры в час.

После определения необходимой производительности можно переходить к расчету требуемого напора насоса.

Полезная информация о циркуляционных насосах

Цены на циркуляционный насос ВИХРЬ

От этого небольшого прибора во многом зависит эффективность всей системы отопления. Подробнее о назначении, конструкции, выборе и правилах монтажа циркуляционных насосов для отопления – в специальной публикации нашего портала.

Расчет насоса для системы отопления: подбираем оптимальный насос по ключевым параметрам

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами.

Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы.

Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов.

Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются.

Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования.

Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением.

Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя.

Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором.

В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой.

Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками.

Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

• Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:
• Q = 0,86R/TF–TR.
• Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2.

Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м2;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м2 площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м2.

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения.

Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору.

Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы.

Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления.

Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления.

Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению.

Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование.

Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных.

Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления.

В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график.

При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях.

Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.