Розрахунок характеристик циркуляційного насоса для опалення

При проектуванні і створенні системи опалення закритого типу обовязково передбачають монтаж насоса.

Це дуже важливий прилад. Правильний розрахунок потужності циркуляційного насоса - справа важлива і відповідальна.

Причини, що обумовлюють необхідність його установки:

1. Завдяки наявності цього приладу котел можна встановлювати на одному рівні з радіаторами, а якщо його конструкція не вимагає пристрою складних димоходів і вентиляції, навіть в житловому приміщенні.
2. Застосування насоса дозволяє використовувати в системі опалення труби меншого діаметру, що допомагає заховати їх з поля зору. Так не псується інтерєр опалювального приміщення і більш раціонально використовується житловий простір.
3. Створення штучної циркуляції покращує теплообмін і підвищує ККД котла.
4. Установка циркуляційного приладу в систему опалення спільно з електронним блоком дозволяє автоматично регулювати температуру опалювального приміщення.
5. Передбачаючи в схемі опалення агрегат примусової циркуляції теплоносія, можна робити монтаж сучасних типів систем опалення. Це створення конструкцій теплої підлоги або монтаж колекторних водяних систем.
6. Для ефективного функціонування паливної системи в ній повинно бути створено тиск, яке забезпечить циркуляцію теплоносія з певною швидкістю.
7. Неправильний розрахунок може привести до установки насоса, у якого потужність замала або занижена, що спричинить його швидкий знос і вихід з ладу.

Для яких опалювальних систем необхідний циркуляційний насос?

Скрізь, де є велика протяжність трубопроводів і є високий опір для руху теплоносія, потрібно потужність додаткового агрегату. Причому абсолютно не має значення, якого виду зібрана система. Основна умова полягає в тому, щоб вона була закритого типу. Слід памятати, що опір залежить:

1. Від довжини і діаметру труб.
2. Матеріалу, з якого виготовлені теплопроводящие магістралі.
3. Числа радіаторів, способу їх підключення.
4. Наявності і типу запірної арматури.
5. Видів і кількості фітингових зєднань.

Розрахунок характеристик насоса для конкретної паливної системи

Перший важливий показник, який необхідно розрахувати, - це його продуктивність. Вимірюється в кількості теплоносія, яке цей прилад здатний прокачати за одну годину. Від того, який подачею володіє насос, буде залежати обсяг води, що пройшла по шляху від котла до радіаторів за одиницю часу. Розрахунок здійснюється за формулою: V = (S Q) / (з (T1-T2), де:

1. V - подача насоса (кг / год).
2. S - площа опалювального приміщення (м ).
3. Q - питоме споживання тепла будівлі. (Вт / м ). Відповідно до прийнятих стандартів вважається, що для опалення індивідуального будинку потрібно 100 Вт енергії на 1 м житлової площі. Якщо будинок великий і має багато квартир, то цей показник знижується до 70 Вт на 1 м . Такий розрахунок можна вести тільки в тому випадку, якщо будівля відповідає сучасним нормам забудови за показниками теплоізоляції. Однак є будинки, де споживання тепла складають всього 30-50 Вт на м . Це будівлі з поліпшеною теплоізоляцією. Питомий теплоспоживання будівлі залежить від виду матеріалу, з якого побудований будинок, і від того, яким способом утеплені його стіни. Важливо правильно облаштувати підлогу і стелю, а також поставити якісні вікна.
4. С - питома теплоємність робочої рідини системи (Bт год / кг С °). Ця величина обчислюється окремо і залежить від кількості отриманої енергії, маси теплоносія і температури. Однак при розрахунку продуктивності насоса високої точності від цього показника не потрібно, і якщо в систему ви залили воду, то усереднено дану величину вважають за 1,16. У разі використання іншого теплоносія необхідно буде обчислити або дізнатися його щільність.
5. T1 і T2 - температура теплоносія (° С) відповідно на виході і вході в котел або інший прилад, який здійснює його нагрівання. Для стандартних двотрубних систем опалення різниця температур повинна бути 20 °, а при обладнанні системи обігріву підлоги цей показник становить лише 5-10 °.

Отриманий результат вимірюється в кількості маси теплоносія, що перекачується за одиницю часу. В даному випадку - за годину. Тому для перерахунку в більш прийнятні одиниці виміру (м / год), які використовуються при вказівці характеристик насосів більшістю виробників, підсумок обчислень необхідно помножити на щільність теплоносія. Якщо в системі використовується вода, то при температурі 80 ° цей показник дорівнює 971,8 кг / м .

Інший показник циркуляційного насоса, розрахунок якого треба зробити, - це натиск. Даний параметр вказує на здатність приладу долати опір, що виникає при русі теплоносія. Якщо сила напору, створюваного насосом, буде недостатньою, то необхідної швидкості руху робочого середовища не вийде. Тому система буде функціонувати неефективно. Щоб розрахувати необхідний напір, треба знати силу гідравлічного опору всієї системи. Для початку треба обчислити довжину труб, врахувати їх діаметр, підрахувати кількість і вид арматури. Далі використовується формула: H = (R L + Z) / p V, де:

1. R - опір рівної ділянки труби (Па / м.). В процесі експлуатації встановлено, що даний показник коливається від 100 до 150.
2. L - довжина труб системи (м). Враховуються і подають, і зворотні магістралі.
3. Z - опір (Па), що створюється фітингами і арматурою. Ці дані можна більш точно дізнатися в супровідній документації до кожного елементу або відповідних таблицях. Якщо такої можливості немає, то скористайтеся результатами, отриманими дослідним шляхом. У фитингах створюється близько 30% втрат, вважаючи від загального опору в прямій трубі. На теплорегулюючі вентилем втрачається 70%, а на триходовому змішувачі системи управління - 20%.
4. P - щільність теплоносія (кг / м ). Зрозуміло, що чим вона вища, тим складніше привести в рух робочу рідину системи.
5. V - швидкість, з якою переміщається теплоносій (м / с). Якщо ви використовуєте металеві труби, то вода в системі повинна протікати зі швидкістю 0,3-0,5 м / с. При монтажі магістралей з полімеру розрахункова швидкість буде вище і складе 0,5-0,7 м / с. Памятайте, що від цього показника залежить результативність роботи системи. Занадто повільний рух теплоносія призведе до поганого теплообміну і низькій температурі в приміщенні. Велика швидкість буде причиною підвищеної витрати енергії на опалення і виникнення шуму в трубах.

Важливо знати, що напір, створюваний насосом, і обсяг теплоносія, який приводить в рух цей прилад, взаємоповязані. Дану залежність можна зобразити графічно. Якщо вісь ординат буде відображати величину напору (Н), що вимірюється в метрах, а на осі абсцис розташувати шкалу подачі насоса, то вийде характеристика приладу, зображена на рис. 1. Напір можна визначити і в інших одиницях. Розрахунок буде такою: 1 м в.ст. = 1бар = 100000Па.

У насосі відбувається перетворення енергії електроприводу в гідравлічні енергії тиску і швидкості руху теплоносія. Якщо клапан насоса закритий, то величина тиску максимальна, а подача нульова. Після відкриття ходу для руху робочого середовища частина енергії електроприводу перетворюється в кінетичну енергію. Підтримка початкового тиску не представляється можливим, і характеристика набуває вигляду кривої.

У опалювальної системи також є свій графік. Визначається він вязкістю і температурою робочої рідини, довжиною трубопроводів, швидкістю руху теплоносія по ним, а також кількістю і видом фітингових зєднань і запірної арматури. Ця характеристика відображає залежність напору від швидкості руху робочого середовища (рис. 2). Видно, що опір системи зменшується з моменту початку циркуляції. Тепер необхідно обєднати ці два графіка. Там, де перетинаються дві криві лінії характеристик, знаходиться робоча точка насоса (рис. 3). Це місце, де врівноважуються корисна потужність агрегату і сила опору системи. Провівши розрахунок, можна побачити, що подача залежить від напору, який може створити насос, і визначається силою опору системи.

Який циркуляційний насос вибрати?

Крім основних характеристик необхідно звернути увагу і на інші показники цього приладу:

1. Економічність. Дуже важливий фактор, і залежати він буде від типу насоса, конструкційних особливостей, наявності блоку електронного управління. Він дозволить заощадити до 40% електричної енергії і продовжити термін служби насоса. Це пристрій контролює швидкість обертання ротора в залежності від потреби в інтенсивності опалення. Так як прилад буде працювати на повну потужність не завжди, то і рівень шуму, створюваний ним, значно знизиться.
2. Запас міцності. Після розрахунку напору і продуктивності насоса, необхідного для вашої паливної системи, додайте до цих цифр ще 10-20%. Таким чином, прилад, встановлений вами, не працюватиме на знос, а стане використовувати свій ресурс оптимально.
3. Термін служби сучасних насосів залежить від якості їх виконання. За умови правильної установки і експлуатації вони служать близько 10 років. Щоб досягти цього, монтаж приладів робите перед входом в опалювальний котел. У цьому місці системи температура теплоносія найнижча, і знос деталей насосів, що стикаються з водою, не такий сильний. Для зручності демонтажу агрегату і подальшого його обслуговування до місця установки насоса і після нього монтують запірні крани. Якщо в системі передбачений розширювальний бак мембранного типу, то насос встановлюють за ним, по ходу руху теплоносія. Така точка підключення дозволяє найбільш ефективно видаляти повітря. Памятайте, що утворення повітряних пробок неприпустимо. При монтажі циркуляційного апарата може розташувати його так, щоб вісь обертання валу знаходилася в горизонтальній площині. Слід звернути увагу на ступінь забрудненості робочої рідини. Велика кількість абразивних речовин, які можуть перебувати у воді, терміну служби насосу не додадуть.

Як видно, знати необхідну потужність насоса дуже важливо. Для цього треба провести розрахунок його робочої точки, знати характеристику вашої системи опалення зі створення опору теплоносія. Знайти значення щільності і питомої теплоємності застосовуваного в системі теплоносія. Обчислити питоме споживання тепла самого будинку.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!