Как рассчитать циркуляционный насос для отопления: расчет мощности, выбор насоса

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления частного дома?

Среди владельцев загородных домов все большую популярность приобретает закрытая система отопления. Однако без важных элементов отопительного контура и грамотной обвязки оборудования здесь не обойтись.

В этой статье расскажем о таком незаменимом элементе, как циркуляционный насос . Как правильно подобрать устройство циркуляции? Как рассчитать необходимые характеристики оборудования? Где лучше установить прибор? Ответы в этой статье.

Когда необходим циркуляционный насос?

В автономной системе отопления за постоянное движение теплоносителя с определенной скоростью отвечает циркуляционный насос. Однако это не единственная причина, по которой приобретается это устройство. Среди основных причин можно выделить следующие:

два и более отопительных контура;
длина трубопровода составляет больше 50 метров;
необходим обогрев 2-х и больше этажей;
разница температур в батареях отопления;
установленный водяной теплый пол;
разница температур между подающей трубой и обраткой в 20-25° (если не установлен теплый пол);
для подпитки теплоносителя в систему.

Электронасос за короткое время задает необходимую скорость жидкости в контуре и при правильной установке позволяет равномерно распространять тепло в отопительных приборах.

Расчет характеристик циркуляционного насоса

Прежде чем выбирать насосное оборудование необходимо правильно рассчитать рабочую точку электронасоса (производительность (Q) и напор (H)).

Расчет производительности

Производительность — это объем теплоносителя, который агрегат сможет перекачать за определенный отрезок времени (м3/час).

Расчет производительности выполняется по формуле:

Q = W /С*(t2- t1) , где

W – суммарная тепловая мощность, необходимая для отопления жилья. Если нужен один насос, то W равен мощности теплогенератора.
С – коэффициент теплопроводности теплоносителя (для воды составляет 1,163 Вт на литр, при наличии антифриза в контуре эта величина рассчитывается, исходя из доли незамерзающей жидкости к общему объему теплоносителя).
(t2- t1) – разница температуры в подающем трубопроводе отопления (~70-80°) и обратки (~50-60°). Как правило, она не превышает 20 градусов.

Если известна мощность котла, то производительность (Q) высчитывается по упрощенной формуле:

Если в доме установлен, к примеру, газовый котел мощностью 12 кВт , то производительность электронасоса рассчитывается, как:

12000/20=600 кг/час или 600 л/час, что составляет 0,6 м3/час.

Расчет напора

Напор циркуляционного насоса – это гидравлическое сопротивление, которое оборудование способно преодолеть. Измеряется в метрах водяного столба (м).

Чтобы правильно рассчитать этот показатель, необходимо знать возможные потери давления в отопительном контуре.

Простая формула расчета выглядит следующим образом:

R – уровень потери давления в трубопроводе (Па/м).
Данный показатель рассчитывается, исходя из типа трубопровода, скорости движения воды и ее температуры, а также зависит от условного прохода трубы. Чем шире трубопровода, тем меньшее идет сопротивление (например, для полипропиленовой трубы со стандартным ДУ потеря давления составить 120 Па/м).
L – длина трубопровода.
Z – коэффициент поправки (1,3 – для труб с запорной арматурой, 2,2 – в трубопроводе используется сужение участков, 2,6 – для труб со смешанным типом регулировки).

И получается, что для трубопровода из полипропилена общей продолжительностью подающей трубы и обратки в 100 м с установленной запорно-регулирующей арматурой гидравлическое сопротивление рассчитывается, как 100*120*1,3=15600 Па, что составляет 1,59 м (1м = 9807 Па).

Данные расчеты носят условный характер и не учитывают этажность и особенности конструкции здания. Чтобы правильно рассчитать необходимые характеристики насоса, вы можете обратиться к нашим квалифицированным специалистам.

Критерии выбора

При покупке также следует учитывать следующие параметры прибора:

Пропускная способность (диаметр прохода). Как правило, в частном домостроении используются трубы ДУ 25 или 32 мм. Трубопроводы с диаметром 40 мм и больше встречаются редко.
Рабочая температура . Указывается в паспорте насоса и должна соответствовать температуре жидкости в системе отопления (максимальное значение до +110-120°С). Качественные приборы способны работать при 110-120 градусах.
Тип циркуляционного насоса . С «сухим» или «мокрым» ротором оборудование подбирается в зависимости от протяженности трубопровода. Для небольших по площади частных домов достаточно установить второй тип устройства.
Тип соединения . В частных домах чаще всего устанавливаются приборы с резьбовым соединением, для промышленных систем подбираются электронасосы с фланцевым соединением .
Монтажная длина . Подбирается в зависимости от места и особенностей установки прибора.
Шум агрегата . В жилом доме для комфортного проживания важен минимальный уровень шумов. Допустимым считается показатель до 45 дБ.
Материал корпуса . На степень износостойкости прибора влияет также и материал. Циркуляционные насосы, выполненные из нержавеющей стали (используются для ГВС так как выдерживают большие скачки температур), устойчивы к образованию коррозии и уступают по прочности только чугунным аналогам.

Выводы

Циркуляционный насос – важная составляющая системы отопления. Чтобы подобрать прибор с необходимыми характеристиками, стоит обратить внимание на гидравлические показатели отопительной системы в целом.

Обращаясь в компанию «Прогреем», вы можете быть уверены, что подобранное насосное оборудование прослужит вам долгие годы.

Часто задаваемые вопросы

1️⃣ Как выбрать электронасос циркуляции по бренду?

Популярными брендами являются Wilo , Grundfos , Omnigena , IBO , Unipump и Valtec . Данное оборудование считается надежным и качественным, отличается высокой производительность. Подходит для решения задач любой сложности.

2️⃣ Какие модели пользуются большим спросом? ТОП-7

Оригинал статьи на сайте progreem.by:

Компания-поставщик оборудования для отопления и водоснабжения в Республику Беларусь ООО “Прогреем”. Продукцию можно приобрести в Интернет-магазине или офисе компании.

Присоединяйтесь к нам в социальных сетях!

Мы осуществляем доставку всего оборудования по Минску и Беларуси. Приглашаем к сотрудничеству монтажные и торговые организации!

Не забудьте сделать три вещи:

Поставить лайк.
Подписаться на канал .
Поделиться ссылкой на видео в соцсетях.

Также будем рады оставленным комментариям. С удовольствием ответим на все Ваши вопросы!

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Циркуляционные насосы для отопления представляют собой одноступенчатые устройства с рабочим колесом на валу с односторонним входом.

Привод – электрический. Большинство конструкций представлены с «мокрым ротором», который отделен и изолирован от статора гильзой, обеспечивающей герметизацию.

В компании STOUT применяют 3-х скоростные насосы, которые обеспечивают движение теплоносителя, гликолей и других жидкостей по замкнутому контуру.

Подшипники у моделей с «мокрым ротором» не нужно смазывать специально, они смазываются перекачиваемой жидкостью.

Насос обладает небольшими габаритами и массой. Корпус изготовлен из чугуна с катафорезным покрытием. Модель работает, фактически не создавая шума, а на питание уходит незначительное потребление электроэнергии.

Конструкции циркуляционных насосов удобны в эксплуатации, благодаря тому что в зависимости от потребности в его работе, можно с помощью простого переключателя установить требуемую частоту вращения вала электродвигателя.

В результате вращения крыльчатки и ее воздействия на жидкость, теплоноситель проходит через насос с давлением и скоростью с большими значениями, чем на входе.

Скорость движения жидкости на входе преобразуется в давление, которое повышается на выходе.

Для нормальной работы требуется обеспечить непрерывный приток теплоносителя перекачиваемой воды.

Подшипники насоса изготовлены в виде керамографитовой пары, охлаждаемой перекачиваемой водой.

В случае если насос длительное время работает без воды, происходит перегрев подшипников с последующим разрушением.

Насосное оборудование устанавливают на трубопроводах отопления и соединяют посредством резьбовых фитингов.

Зачем делать расчеты

Циркуляционные насосы обеспечивают непрерывное движение теплоносителя через котел для предотвращения закипания жидкости. Устанавливаются в контурах отопления, в системах с радиаторами и служат для циркуляции жидкости в трубах «теплого пола»

Их монтаж производится исключительно внутри помещений.

Условия эксплуатации циркуляционного оборудования должны соответствовать требованиям безопасности и рекомендациям производителя.

Чтобы правильно выбрать насос в систему отопления и обеспечить нормальный температурный режим и безаварийную работу котлового оборудования, производят расчет изделия.

«Рабочие характеристики циркуляционных насосов STOUT»

Что необходимо знать для расчетов

Расчет производят на основе знания мощности котла (Qn), который выступает источником тепла (кВт).

Второе, что надо знать – это производительность насоса (Qpu), который должен прокачать через котел теплоноситель, чтобы предотвратить закипание котла и нагреть контур отопления. Измеряется – м 3 /час.

Третье – это мощность насоса или напор (Hpu) теплоносителя, скорость которого должна пройти через гидравлическое сопротивление отопительного контура.

Рассчитаем мощность котлового оборудования

Не нужно думать, что чем мощность выше, тем эффективнее работа. Так, для отопления дома площадью 220 м 2 с двумя этажами и подвалом хватает одного насоса.

П = 3,6 х Q/ (С х ∆T)

Qn = Sn х Qyd 1000, где:

Qn – мощность котла.

Sn – площадь дома.

Qyd – удельная тепловая потребность.

Мощность системы считается приблизительно как 10 2 м равны 1 кВт энергии. Например, дом общей площадью 240 м 2 будет требовать Q = 24 кВт. С – это теплоемкость залитого в систему теплоносителя. Теплоемкость воды, которая залита в большинство систем, составляет 4,2 кДж/кг. ∆T – это разница температур между подачей и обраткой. Для классических систем разница составляет не менее 20 о С. Для систем, где имеется «теплый пол» – разница 5 о С. Кстати, 3,6 – это стандартный коэффициент теплоемкости жидкого теплоносителя.

Формула приведена в СНиП 2.04.05-91

П = 3,6 х 24 / (4,2 х 20) = 1,02 м 3 /час объем необходимый для перекачивания жидкости в доме площадью 240 м 2 .

Расчет производительности насоса

Производительность насосного оборудования – это напор. Формула:

N – количество этажей в доме с учетом всего, где проходит отопительный контур, включая подвал, цоколь, чердачное помещение.

K – величина усредненного сопротивления. В системе с лучевой разводкой составляет 1,85, а для систем с двухтрубной системой или «Ленинградкой» – 1,1.

Дом, который мы взяли для примера, имеет два этажа, но в подвале тоже присутствуют радиаторы.

Итак, Н=3 * 1,1 = 3,3 м., то есть напор должен составлять 3,3 м 3 /час.

Рассчитаем мощности

Мы определили мощность котла, нашли производительность насоса, теперь нам надо рассчитать требуемую мощность.

Нpu = R * L * ZF, где:

Нpu – высота напора, м;

R – потери подачи, максимальное значение до 150 Пв/м. Обычно эта величина характерна для пластиковых и металлических труб. Берется максимальное значение.

L – протяженность системы отопления. Если трудно посчитать, суммируем длину, ширину и высоту дома, полученный результат удваиваем.

ZF – коэффициент сопротивления трубопроводной арматуры. Значение составляет 1,3, когда в системе нет термостатического вентиля. Когда он есть – ZF равен 2,2.

Более точные расчеты учитывают реальные показатели.

«Номенклатурные параметры циркуляционного оборудования STOUT с указанием напора и производительности»

Выбор насоса

Для выбора оборудования надо знать два основных параметра: расход и напор теплоносителя.

Технические характеристики отражены в паспорте. Определяем соотношение характеристик к вашим расчётам производительности и высоты напора.

Перед установкой необходимо предусмотреть наличие фильтра: он устанавливается перед насосом, движение перекачиваемой среды должно происходить по ходу движения вала.

Количество скоростей у циркуляционных насосов

Популярные модели имеют три скорости. Соотношение параметров можно определять по характеристикам в паспорте относительно выбранной скорости.

Скоростные режимы должны обеспечить несколько значений давления. Благодаря более высокой скорости, помещение нагревается очень быстро. Затем можно снизить скорость и оставить насос работать в энергосберегающем режиме на малой скорости.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

Самотечные системы теплоснабжения полноценно функционируют только в одноэтажных частных домах площадью до 100 кв. м. Если же необходимо обогреть многоквартирное здание или просторный особняк, то без системы с принудительной циркуляцией не обойтись. Лучшее решение – подбор циркуляционного насоса и монтаж агрегата в отопительный контур.

Читайте также:

Счётчики на воду срок эксплуатации

Предлагаем разобраться, какие задачи выполняет помпа в системе отопления, как устроен и работает прибор. Мы описали особенности эксплуатации разных видов насосов и обозначили основные критерии грамотного выбора. Приведенная информация поможет подобрать подходящую модель циркуляционной помпы и не разочароваться в покупке.

Зачем в системе теплоснабжения нужен насос?

Циркуляционные насосы — гидравлическое оборудование, которое обеспечивает принудительное передвижение нагретого теплоносителя по замкнутому контуру. Такие приборы способствуют равномерному и быстрому прогреву всей системы.

Циркуляционные помпы устанавливают:

с целью повысить энергоэффективность котельного оборудования;
в случаях, когда нет возможности обеспечить естественную циркуляцию жидкого вещества;
при отсутствии вмонтированного насосного агрегата в теплогенераторе;
для отопительных систем с двухтрубной схемой, позволяющих регулировать параметры каждого отдельного радиатора;
чтобы преодолеть инерционность автономных систем с естественной циркуляцией жидкости, применяемой для переноса тепловой энергии.

Теплоноситель должен перемещаться по замкнутому контуру трубопровода отопительной системы с определённой скоростью, чтобы обеспечить передачу тепла радиаторам.

При естественной циркуляции это условие не всегда выполнимо — в результате отопительное оборудование не нагревается или нагревается неравномерно.

Циркуляционный насос приводит в движение и поддерживает перемещение теплоносителя по отопительному контуру. Установка прибора лишает систему водяного обогрева недостатков, характерных для гравитационных систем. С ним значительно увеличивается скорость достижения комфортной температуры в помещении

Применение циркуляционного насоса в отоплении позволяет нагретой воде с легкостью преодолевать сопротивление. Потому систему можно собрать из более узких труб, чем в гравитационном варианте

Есть схемы, которые без циркуляционных насосов не могли бы вообще работать или действовали крайне неэффективно. К ним относятся радиаторные типы с нижним подключением и водяные теплые полы

Установка циркуляционного насоса позволяет значительно увеличить протяженность трубопровода. Для сравнения, в схемах с естественным движением его длина по горизонтали не должна превышать 30 м

Теплотехники рекомендуют устанавливать в отопительные системы два циркуляционных насоса. Один из них рабочий, второй – резервный на случай поломки

Единственный минус циркуляционного насоса – необходимость подключать его к электроснабжению. В случае обрыва подачи тока он перестанет работать, а теплоноситель двигаться по трубам к приборам

С монтажом циркуляционного насоса энергозатраты владельцев дома не сильно увеличатся, в зависимости от собственной мощности прибор потребляет от 60 до 100 Вт

Если в системе отопления несколько колец, циркуляционный насос устанавливается на каждое из них. Рекомендовано ставить собственный прибор на каждую петлю коллекторного отопления и отдельный змеевик теплого пола

Поэтому в системах теплоснабжения устанавливают циркуляционные насосы. Такие приборы обеспечивают транспортировку теплоносителя по сети с большой скоростью, сводя к минимуму нагрузку на котёл. При возвращении к нагревательному элементу вода остаётся тёплой, а значит на подогрев потребуется меньше энергии.

Конструкция и принцип работы насоса

По конструкции циркуляционная помпа напоминает дренажную установку. Насос состоит из прочного корпуса, выполненного из нержавеющей cтали/чугуна/алюминия и электрической части, которая включает обмотку статора со встроенным керамическим/стальным ротором.

Монтаж насосного устройства для принудительной циркуляции значительно повышает эффективность систем горячего водоснабжения и автономного отопления

На валу вращающейся части электродвигателя неподвижно зафиксирована крыльчатка.

Рабочее колесо представляет собой два параллельных диска, соединённых радиально выгнутыми лопастями. На одном из них расположено отверстие для течения жидкости-теплоносителя, на другом – небольшое отверстие для фиксации крыльчатки на валу электрического двигателя.

Корпусные части циркуляционных помп изготовляют из стали и прочных сплавов. Под стенками корпуса скрытый ротор с закреплённой крыльчаткой

Сам электродвигатель оснащён специальной платой управления и клеммами для подключения проводов. У циркуляционных помп без электроники вместо платы установлен конденсатор, а на клеммной коробке расположен переключатель скоростей.

При подаче электроэнергии колесо с лопастями вращается, создавая вакуум в патрубке и нагнетая теплоноситель. Ротор создаёт движение рабочей жидкости в направлении от входного до выпускного клапана.

Насос постоянно забирает воду с одной стороны и выталкивает в отопительную систему с другой. Центробежная сила способствует транспортировке жидкости по всей магистрали.

Создаваемый напор преодолевает сопротивление на разных участках контура и обеспечивает циркуляцию теплоносителя.

Если судить по интенсивности продаж, наиболее популярными на отечественном рынке являются приборы от следующих производителей:

Отечественный потребитель, обустраивающий собственную отопительную систему, зачастую отдает предпочтение продукции от известных производителей. Качество и надежность датской продукции марки Grundfos – основа их популярности

Порадуют безупречной и долгосрочной работой насосы для отопления и горячей воды с логотипом Wilo. Немецкий производитель сумел понизить энергопотребление без потерь в производительности и параметрах напора

Веским плюсом итальянских циркуляционных насосов DAB является новаторская электронная регулировка, позволяющая экономно расходовать электропитание и рабочий ресурс прибора

Активным спросом пользуются циркуляционные насосы российского производства от Джилекс. Их отличает хорошая сборка, отсутствие проблем при эксплуатации, доступная цена. К тому же с ремонтом и заменой не бывает затруднений

Виды и преимущества циркуляционных помп

По конструкционным особенностям насосы для принудительной циркуляции делят на перекачивающие агрегаты с мокрым ротором и высокопроизводительные устройства с сухим ротором.

Любую гравитационную систему можно переделать в циркуляционную посредством установки циркуляционного насоса. Однако из-за разницы в диаметре труб закладывать вариант сборки лучше на стадии проектирования дома, ведь для широких труб потребуется более мощный прибор

Допускается использование циркуляционного насоса в открытых отопительных системах, однако в большинстве случаев в трубопровод вместе с насосом монтируют закрытый расширительный бак

В закрытых циркуляционных схемах обязательно применяются устройства для отвода воздуха. Это автоматические воздухоотводчики. На фото их три штуки: на гидрострелке, компенсационном колене отопительного кольца и рядом с насосом

При установке насоса в систему отопления обязательно производится врезка предохранительного клапана, который сбрасывает избыток нагретого теплоносителя, чем защищает оборудование и предупреждает аварии. Располагают его на подаче как можно ближе к котлу

Насосы «мокрого» типа. Ротор и крыльчатка таких помп находятся в прямом контакте с рабочей жидкостью, которая одновременно выполняет две важнейшие функции: роль смазки и охлаждение прибора. Ротор и статор в таких помпах разделены специальным сосудом, отвечающим за герметичность элементов электрического двигателя под напряжением.

Читайте также:

Чем и как отмыть паркетный пол

Циркуляционные насосы «мокрого» типа оснащены ступенчатым регулятором скорости. Это позволяет подобрать оптимальный режим работы, а значит и контролировать расход электроэнергии.

Ротор электромотора и рабочее колесо в насосах находятся в перекачиваемой воде, которая увлажняет опорные элементы и постоянно охлаждает двигатель (+)

Агрегаты с мокрым ротором имеют модульную конструкцию. Подбираются отдельные модули в зависимости от требуемого напора и производительности. Сборная конструкция значительно упрощает ремонт насоса, поскольку вышедший из строя модуль можно легко и быстро заменить новым.

Циркуляционные помпы такого типа задействуют в небольших отопительных системах. Они функционируют практически бесшумно, а потому отлично подходят для установки в жилых помещениях.

Электродвигатель насосов с мокрым ротором не нуждается в дополнительном охлаждении, так как постоянно контактирует с водой. Внутри помпы находится небольшое количество рабочих деталей, что сводит к минимуму необходимость частого технического обслуживания.

Основные преимущества использования помп «мокрого» типа:

низкий уровень создаваемого шума;
небольшие габаритные размеры и маленький вес;
минимальное потребление электричества;
простая настройка параметров, техобслуживание и ремонт;
длительный срок эксплуатации.

У агрегатов с мокрым ротором есть и недостатки. Они очень чувствительны к качеству рабочей жидкости. Наличие в воде мелкодисперсных абразивных частиц приводит к ускоренному износу гидравлической части насоса.

Циркуляционные насосы, выполненные по технологии “мокрой” смазки подшипников, допускается устанавливать как на подаче, так и на трубе обратки. Для его конструктивных частей нет угрозы ни в том, ни в другом случае

С точки зрения нагрузки на циркуляционный насос любое место в контуре для него приемлемо. Однако считается, что на подаче гидростатическое давление в системе все же несколько меньше

Относительно расширительного бачка насос располагают так, чтобы на участке всасывания напор был несколько выше, чем в целом в системе. Проще всего для этого расширитель установить выше насоса

Сборка циркуляционных обогревающих систем собирается по закрытому принципу. Для обеспечения работы герметичной системы нужна группа безопасности, включающая предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр для контроля напора

Кроме того, КПД таких циркуляционных помп не превышает 55%. Однако этого показателя вполне достаточно для трубопроводов небольшой протяжённости, а потому насосы, которые напрямую контактируют с водой, часто применяют в индивидуальных системах теплоснабжения.

Для безаварийного функционирования агрегатов «мокрого» типа нужно, чтобы монтаж насоса был выполнен правильно. Главное требование – строго горизонтальная пространственная ориентация вала. Лишь при такой конфигурации обеспечивается полноценная смазка подшипников жидкостью.

Грамотный монтаж циркуляционной помпы – залог стабильной работы отопительной системы в течение всего срока эксплуатации

Насосы с сухим ротором успешно используются для перекачки больших объёмов теплоносителя в крупных установках. Роторный узел таких устройств не контактирует с водой.

Корпусную часть циркуляционных помп «сухого» типа изготовляют из прочного чугуна или оцинкованной стали. Поверхность покрывают специальными защитными составами, чтобы предотвратить коррозийные явления.

Агрегаты с сухим ротором подходят для коллективного использования в жилых многоэтажных зданиях, развлекательных центрах и офисах, на промышленных объектах.

Конструкция насосов «сухого» типа обеспечивает повышенную мощность. Такие модели помп способны создавать большое давление в отопительных контурах (+)

Между электрическим двигателем и насосной частью помпы есть специальный скользящий уплотнитель (2 защитных кольца), который изолирует базовые функциональные элементы от попадания жидкости.

Эти кольца хорошо отполированы и находятся в тесном контакте друг с другом. Одно из них (динамическое) насажено на вращающийся вал. Статическое колесо прочно зафиксировано в корпусе помпы.

Тонкая водяная плёнка надёжно герметизирует соединение защитных колец за счёт различий в показателях давления в контуре и внешней среде.

Для изготовления уплотнительных колец используют уголь, полученный методом масляной агломерации. В некоторых модификациях насосов, предназначенных для применения в экстремальных условиях, установлены металлические/керамические защитные кольца.

КПД устройств с сухим ротором достигает 85%. Это отличный показатель в сравнении с насосами «мокрого» типа. Однако «сухие» агрегаты производят много шума из-за охлаждающего вентилятора, а потому их монтируют в отдельных помещениях с хорошей звукоизоляцией.

Циркуляционные насосы «сухого» типа бывают 3-х видов:

моноблочные;
консольные;
«In-line».

Моноблочные помпы принадлежат к разряду низконапорных агрегатов. Электродвигатель и насос в таких устройствах смонтированы в одном блоке. Они отличаются простотой в эксплуатации и обслуживании. Подходят для использования в коммунальных учреждениях и многоквартирных домах.

Консольные насосные устройства собираются на единой основе, при этом оси насоса и двигателя находятся на одной линии. Всасывающий патрубок расположен на внешней части улитки, нагнетательный – в противоположной стороне на корпусе.

Если консольные агрегаты устанавливают на производственных предприятиях, а также в городских системах водоснабжения, то насосы типа In-line – прямо на магистрали трубопровода

Насосы типа «In-line» монтируют непосредственно на магистрали трубопровода. Всасывающий входной и напорный выходной патрубки расположены на одной линии, предусмотрен автоматический механизм компенсации выработки уплотнительных колец.

Преимущества использования циркуляционных помп с сухим ротором:

высокая производительность;
энергоэффективность;
невысокие требования к качеству энергоносителя — перекачиваемая жидкость может содержать нейтральные примеси;
простой ремонт и замена запчастей.

Кроме того, сегодня производители отопительного оборудования предлагают потенциальным покупателям сдвоенные модели насосов. Такие приборы применяются для резервирования мощности и дополнительной подстраховки в аварийных ситуациях.

Двигатели сдвоенного насоса могут функционировать вместе или отдельно. При поломке одной помпы второе устройство продолжает нормально работать, обеспечивая бесперебойное функционирование котла.

Надежную и безотказную работу системы теплоснабжения обеспечат сдвоенные циркуляционные помпы, у которых два рабочих колеса подключены параллельно

При правильной эксплуатации срок службы циркуляционного насоса составляет не меньше 10 лет.

Как правильно выбрать насосное оборудование?

Эффективность работы насоса зависит от базовых параметров – производительности и напора. Производительность показывает количество жидкости-теплоносителя, которое за единицу времени должен перекачать агрегат. Этот параметр определяется из условий максимальной загружённости.

Напор – величина, выражающая энергию потока жидкости, используемой в качестве носителя тепла. Учитывает гидравлическое сопротивление всей системы.

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления опирается на нормативные требования. Для нормального обогрева и бесшумного движения воды по контуру теплоноситель должен перемещаться со скоростью не больше 1,5 м/сек

Технические данные, полученные опытным путем, подтверждают, что на 10 м длины труб должно быть по 0,6 м напора насоса. Т.е. для трубопровода протяженностью 50 м нужен прибор, создающий напор не меньше 3,0 м

Так как циркуляционный насос должен обеспечивать беспрепятственную подачу теплоносителя в приборы отопления, то есть зависимость между радиаторами и подачей, которую развивает насос. Если суммарная мощность батарей составляет 7 кВт, то нагнетать насос должен 7 л/мин

В выборе циркуляционного насоса очень важно учесть мощность котла, вместе с которым он будет работать в системе. На каждый кВт агрегата нужно распределить 1 л/мин протекающего теплоносителя. Т.е. для отопительного оборудования мощностью 25 кВт нужно купить насос, обеспечивающий расход как минимум в 2,5 л/мин

Формула расчета насоса для системы отопления

При эксплуатации отопительных систем с естественной циркуляцией теплоносителя владельцы квартир и частных домов часто сталкиваются с проблемой недостаточного прогрева радиаторов, установленных в отдаленных комнатах.

Все зависит от протяженности отопительного контура. Если его длина составляет более 30 метров, уровень давления воды становится недостаточным для сохранения необходимой температуры в его максимально удаленных точках.

Чтобы добиться стабильной работы оборудования, используются устройства, обеспечивающие ритмичную циркуляцию теплоносителя. Предварительный расчет насоса для системы отопления дает возможность определить параметры, необходимые для выбора наиболее оптимальной модели.

Для чего необходимы расчеты

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.

Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность

Чтобы понять сам алгоритм расчета циркулярного насоса, необходимо оттолкнуться от какого-либо параметра, в точности которого сомневаться не приходится. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, в котором планируется установка автономной отопительной системы, и узнать его площадь. Например, возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м².

Следующим шагом будет определение величин, необходимых для расчета.

Нужно узнать три основных параметра:

Qn — мощность источника тепла (кВт);
Qpu — производительность циркуляционного насоса, показатель объемной подачи теплоносителя для выбранного нами типа помещения (м³/час);
Hpu — мощность напора, необходимого для преодоления гидравлического сопротивления системы (м).

Расчет мощности источника тепла (АОГВ)

Для каждого помещения в зависимости от его площади или объема существуют определенные технические нормы мощности источника обогрева.

Для вычисления этого параметра воспользуемся следующей формулой:

Qn = Sn × Qуд ÷ 1000

мощность источника тепла

удельная тепловая потребность помещения

Площадь отапливаемого помещения нам известна (300 м²), а второй показатель зависит от типа сооружения: если это многоквартирный дом, то его значение равно 70 Вт/м², в нашем же случае (отдельно стоящее здание), он составит 100 Вт/м².

Подставим эти значения в формулу и посмотрим, что у нас получится:

300 × 100 ÷ 1000 = 30 кВт.

Итак, мощность отопительного агрегата для нашего помещения составила 30 кВт. Существует еще один метод определения этой величины.

Объем отапливаемого помещения и мощность отопительного агрегата можно найти в следующей таблице.

Объем помещения новый дом (м³)

Напомню, что объем помещения равен произведению его площади на высоту.

V — объем помещения;
S — отапливаемая площадь;
h — высота комнат.

В нашем случае при высоте потолков 2,5 м, он будет составлять:

Ищем этот показатель во второй графе таблицы и получаем те же 30 кВт.

Расчет производительности насоса

Правильный расчет мощности насоса позволяет обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя в любой ее точке. Определив технические характеристики обогревательного котла, можно вычислить производительность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.

Воспользуемся следующей формулой:

Qpu = Qn ÷ kτ × Δt

мощность источника тепла (АОГВ)

коэффициент теплоемкости жидкости

температурный перепад на входе и выходе системы

Если в качестве теплоносителя используется вода, ее удельная теплоемкость составляет 1,164. Если применяется иная жидкость, то значение этого параметра нужно искать в соответствующих таблицах.

При функционирующей отопительной системе значение температурного перепада (Δt ) можно вычислить методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе системы (Δt = t1 – t2 , где t1 – температура на входе отопительного контура, а t2 – температура на выходе с него).

В противном случае придется использовать стандартные показатели. Разница температур на входе и выходе системы (Δt ) колеблется в пределах 10—20 ⁰С.

Возьмем среднее значение — 15 ⁰С и подставим полученные результаты в формулу:

Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 м³/час

Теперь один из пунктов технической характеристики циркуляционного насоса известен.

Расчет необходимой мощности (высоты) напора

Мощность отопительного котла и производительность насоса известны, следующим шагом будет определение напора теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов отопительной системы.

Для этого берутся в расчет тепловые потери на самом протяженном отрезке контура — от источника тепла до дальнего радиатора. Чтобы доставить тепло в любую его точку, мощность напора подаваемой жидкости должна быть выше суммарного гидравлического сопротивления всех отопительных приборов.

Расчет напора насоса отопления производится по следующей формуле:

Hpu = R × L × ZF ÷ 10000

Мощность (высота) напора

Потери в трубах подачи и «обратки»

Протяженность отопительного контура

коэффициент гидравл. сопротивления фасонной и запорной арматуры системы

В зависимости от диаметра труб, значение параметра R находятся в диапазоне 50–150 Па/м (минимальный показатель применим для водопроводных систем с диаметром трубы от 2-х дюймов и выше, для современных пластиковых и металлических труб потери составляют 150 Па/м). Для нашего помещения необходимо использовать максимальное значение.

Если точную длину контура (L) определить сложно, этот параметр рассчитывают, исходя из габаритов отапливаемого помещения. Показатели длины, ширины и высоты дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома составляет 30 м, ширина – 10 м, а высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2,5) × 2, то есть 85 метров.

Самый простой вариант определения значения ZF выглядит следующим образом: при отсутствии термостатического вентиля в системе он равен 1,3, а при его наличии — 2,2.

Для расчета возьмем максимальную величину этого коэффициента и подставим все полученные значения в формулу:

150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 м.

Предложенная методика расчета не является единственной. Для более точного определения напорных показателей насоса существуют формулы, в которых учитывается не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.

Гидравлическое сопротивление

Этим термином выражаются суммарные потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение этой характеристики.

К ним можно отнести:

вентили;
клапаны;
фильтры;
измерительные и регулирующие приборы;
радиаторы;
конвекторы и т. д.

Для точного определения потерь в системе обычно пользуются значениями, указанными в технической документации на каждый компонент отопительного контура.

Если же такой возможности нет, найти эту информацию можно в следующей таблице:

В этом случае для расчета высоты напора удобно воспользоваться несколько иной формулой.

H = 1,3 × (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 + …. + Zn) ÷ 10000, где:

R1, R2 – потери в трубах подачи и «обратки» (Па/м);
L1, L2 – длина линий трубопровода подачи и «обратки» (м);
Z1, Z2 … Zn – потери давления на отдельных элементах системы (Па).

Число, находящееся в знаменателе формулы (10000), – коэффициент пересчета Паскалей в метры.

Выбираем насос

После того, как все необходимые параметры для приобретения циркуляционного насоса определены, можно приступить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражены в графиках соотношения производительности устройства и высоты напора, приложенных к их паспорту. Эти данные можно легко найти в Интернете.

В зависимости от количества скоростей в координатной системе выстроены один, два или три графика с указанием точки оптимального соотношения этих величин. Откладываем по оси Х значение производительности насоса, а по оси Y высоту его напора. Точка пересечения этих параметров должна находиться как можно ближе к точке, указанной на графике – полное их совмещение будет идеальным вариантом.

Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим эксплуатации. Если вы остановитесь на одной из них, то выбор характеристик необходимо проводить по графику, соответствующему второй скорости, то есть среднему. В иных случаях совмещение параметров производится по любому из них.

Цены на разные модели насосов для системы отопления

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.

Количество скоростей у насосов

По своей конструкции насос циркуляционного типа представляет собой электродвигатель, механически связанный с валом крыльчатки, лопасти которой выталкивают из рабочей камеры нагретую жидкость в магистраль отопительного контура.

В зависимости от степени контакта с теплоносителем, насосы делятся на устройства с сухим и мокрым ротором. У первых в воду погружена только нижняя часть крыльчатки, вторые пропускают весь поток через себя.

Модели с сухим ротором отличаются более высоким коэффициентом полезного действия (КПД), но создают ряд неудобств из-за шума во время работы. Их аналоги с мокрым ротором более комфортны в эксплуатации, но обладают меньшей производительностью.

Современные циркуляционные насосы могут эксплуатироваться в двух или трех скоростных режимах, поддерживая различное давление в отопительной системе. Использование этой опции дает возможность на максимальной скорости быстро прогреть помещение, а затем выбрать оптимальный режим работы и сократить энергопотребление устройства до 50 %.

Переключение скоростей осуществляется с помощью специального рычага, установленного на корпусе насоса. Некоторые модели имеют автоматическую систему регулирования, изменяющую скорость вращения двигателя в соответствии с температурой воздуха в отапливаемом помещении.

Полезные рекомендации

При выборе насоса для системы отопления преимущество стоит отдавать конструкциям с «мокрым» ротором, поскольку они очень тихо работают и выдерживают более высокие нагрузки, чем гидравлические приспособления иных модификаций.

Корме того, обратите внимание на материал корпуса – остановите свой выбор на изделиях из нержавеющей стали, бронзы или латуни. Так же предпочтение стоит отдавать моделям с подшипниками и валом, изготовленными из керамики. Срок эксплуатации такого оборудования превышает 20 лет.

При установке устройства в систему необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался горизонтально, то есть параллельно трубе. Если в процессе работы насоса появляется подозрительный шум, это еще не говорит о его неисправности или фабричном дефекте. Попробуйте спустить воздух, оставшийся в системе после запуска.

Видео

С практическими рекомендациями по расчету насосного оборудования для отопительных контуров можно познакомиться, просмотрев это видео.

Циркуляционный насос для отопления: подбор по инженерной схеме

В данной статье будет рассмотрена наиболее распространенная и достаточно простая инструкция того, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления.

Характеристики насоса

Во-первых, насос, который будет использоваться в системе отопления должен выдерживать повышенные температуры рабочего тела (в нашем случае это вода – 110° С).

Рабочий напор (м).
Рабочий расход (м 3 /час).

Фото циркуляционного насоса Грундфос

Мощность отопления для заданного помещения

Делая подбор циркуляционного насоса отопления, необходимо в первую очередь определить необходимое количество теплоты требуемое для отопления здания.

Данный параметр можно вычислить, зная площадь помещения, которое нужно отапливать. Отталкиваясь от европейских стандартов, необходимо подавать 100 Вт тепла на каждый квадратный метр дома, состоящего из 1-2 квартир, и 70 Вт для многоквартирных домов. При этом, если здание имеет улучшенную теплоизоляцию, то норму теплоты можно снизить до 30-50 Вт/м 2 .

В странах СНГ подобные нормативы для 1-2 квартирных домов не установлены, но согласно документу СНиП 2.04.07-86* необходимо придерживаться следующих показателей:

Для жилых зданий меньше 3-х этажей подводить на каждый метр квадратный площади 173 Вт, при расчетной температуре окружающей среды до -25°С, и 177 Вт/м 2 при -30° С;
Для зданий больше 3-х этажей – 97 и 101 Вт/м 2 соответственно.

Нормативный документ СНиП 2.04.05-91 также регламентирует расчетную температуру окружающей среды для Киева равную –26°С, что соответствует тепловой потребности 173,8 Вт/м 2 для 1-2 этажных домов и 97,8 Вт/м 2 для зданий имеющих больше двух этажей.

Требуемая производительность насоса

Далее подбор циркуляционного насоса для системы отопления сводится к расчету необходимой производительности, другими словами, нужно посчитать подачу насоса по одной из следующих формул:

ΔT – разница между температурой обратного и подающего трубопровода (для обычных двухтрубных систем принимается 20°С; для подогрева полов в районе 5°С);

1,16 – величина удельной теплоемкости для воды, размерность Вт*ч/кг*°С. Для других теплоносителей необходимо данную величину заменить;

с – величина, характеризирующая удельную теплоемкость вещества. Чаще всего это вода, её теплоемкость 4,2 кДж/кг*°С. Если величина задана в м 3 /ч, как это принято в технической документации к насосам, то необходимо ее разделить на плотность вещества при заданной температуре (при t=80°С теплоемкость равна 972 кг/м 3 ).

Первая формула используется европейскими проектировщиками, вторая используется в СНиП 2.04.05-91.

Вычисление необходимого давления в системе отопления

Для полноценной циркуляции жидкости (теплоносителя) в отопительной системе необходимо обеспечить напор, который будет преодолевать гидравлическое сопротивление сети. Чтобы правильно посчитать этот параметр своими руками, нужно выбрать точку системы, которая находится на наибольшем расстоянии от «циркуляционника», т.е. это должен быть самый отдаленный радиатор.

Общая схема двухтрубной отопительной системы дома

При проектировании теплосетей используется следующая формула:

J = (F+R х L)/p х g (м), где:

L – длинна участка (м);
R – гидросопротивление на прямом участке трубы (Па/м);
p – плотность рабочего тела (кг/м 3 );
F – сопротивление канализационной арматуры (Па);
g – ускорение при свободном падении (м/с 2 ).

Все необходимые величины можно найти в каталогах производителя либо в сопровождаемой товар технической литературе.

Для упрощенного расчета используют методику приблизительной оценки сопротивления.

Экспериментальным путем получены следующие данные:

сопротивление на прямых участках трубопровода (R) находится в пределах 105-150 Па/м;
в каждом фитинге и подобной арматуре теряется дополнительно 30% к потерям в прямой трубе;
терморегулирующий вентиль прибавляет еще 70% к потерям;
трехходовой смеситель, расположенный в узле управления, или подобное устройство, которое предотвращает естественную циркуляцию, прибавит еще 20%.

Еще более простой способ того, как подобрать циркуляционный насос для отопления был предложен специалистами Э. Бушер и К. Вальтер из фирмы Wilo.

J = R х L х k, где

k – коэффициент отвечающий за повышенную нагрузку.

Принимается, что в отопительных системах без сложной водопроводной арматуры k = 1,3; с вентилем регулирующим температуру k= 2,2; с установленными обоими устройствами k = 2,6.

Выбираем модель насоса исходя из проведенных расчетов

По ранее вычисленной для заданной системы подаче и напору определяем рабочую точку системы. Для этого на диаграмме, с координатами П и J, отметим точку пересечения вычисленных величин.

Далее, по каталогам производителей, нужно подобрать циркуляционный насос, который, максимально удовлетворяет рабочие условия системы. Необходимо, чтобы напорно-расходный график насоса был максимально приближен к рабочей точке.

Неправильно подобранный насос

Правильно подобранный насос

Насос, который будет иметь большой запас по определяющим критериям, ставить экономически нецелесообразно. Во-первых, цена самого насоса будет выше, во-вторых, насос будет работать в холостую, тем самым потребляя лишнюю электроэнергию.

Обратите внимание! При установке циркуляционных насосов с электрорегулятором частоты вращения, вы сможете значительно уменьшить потребляемую электроэнергию, если в гидравлической системе не стационарный режим, а динамический.

Также стоит учитывать виброшумовой фактор при выборе насоса, если его планируется устанавливать в помещении, которое будет часто посещаться людьми, то о в таком случае предпочтительней будет выбирать среди насосов с мокрым ротором, ведь они работают значительно тише.

Самопроверка на примере

Проверить результаты расчетов можно на примере точного вычисления определяющих параметров в реальном проекте, который выполнялся соответственно всем требованиям СНиП.

По условиям необходимо было произвести расчет для двухтрубной отопительной системы, укомплектованной циркуляционным насосом. В первую очередь было определено необходимое количество теплоты, которое требует здание – 45,6 кВт. Для проектируемой системы отопления расчетный расход теплоносителя составил 2,02 м 3 /ч. Самый отдаленный радиатор системы на своем пути имеет теплорегулирующий вентиль и четыре участка с трубами. Суммарные потери согласно СНиП необходимо дополнить коэффициентом неучтенных потерь в размере 10%.

H = (0,141 + 0,29+0,63 + 0,11 )*1,1 = 1,295 м

Из расчета следует, что циркуляционный насос, удовлетворяющий заданную систему, должен создавать подачу 2,02 м 3 /ч и напор 1,295 м. Подходящими насосами являются HZ 401марки Deutsche Vortex и насос марки Grundfos модель UPS 25-40.

Обратите внимание! Если возникает вопрос выбора между насосом, обеспечивающим подачу на 1-5% выше необходимой и 1-5% ниже – следует остановиться на менее мощном, ведь в расчете уже заложен коэффициент запаса.

Монтаж насоса в отопительную систему

Также можете посмотреть видео с инструкцией по установке насосов такого типа

Приведенная методика поможет решить проблему с выбором насоса даже человеку, который далек от технических расчетов и от техники в целом. Надеемся, после ознакомления с данной статьей вы сможете самостоятельно ответить на вопрос «Как подобрать насос циркуляционный для отопления?».

Типы
источника нагрева

Типы теплоносителя

Циркуляция

Разводка

Где

Операции

Элементы

Котлы

2013, Otoplenie-Gid.ru
Ваш гид по отоплению своими руками
Карта сайта
Реклама на сайте
Связь с администрацией: info@Otoplenie-Gid.ru

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Принудительное движение теплоносителя в системе водяного отопления обеспечивает циркуляционный насос, способный перекачивать жидкость температурой 110…115 °С. В частных домах и квартирах с индивидуальными источниками тепла применяются малошумные аппараты бытовой серии с муфтовым присоединением, оснащенные «мокрым» ротором (якорь двигателя омывается и охлаждается протекающей водой).

Если вы решили самостоятельно подобрать насос для отопления, учтите 3 основных критерия:

Технические характеристики – производительность, рабочее давление.
Присоединительные и габаритные размеры.
Цена изделия, популярность бренда.

Рассмотрим по пунктам, как правильно выбрать циркуляционный насос для радиаторной системы, теплых полов и первичного котлового контура.

Самые «ходовые» модели насосных агрегатов

Производители предлагают широкий выбор оборудования разной мощности, предназначенного для перекачки жидких сред с различными параметрами. Но нас интересуют только проточные модели, работающие в сетях домашнего отопления и горячего водоснабжения.

Как отличить циркуляционные агрегаты от центробежных и других видов насосов:

по форме – электрический мотор и крыльчатка установлены в одном корпусе, патрубки выходят по бокам нижней части (не посередине);
по наличию «мокрого» ротора, значительно снижающего шум вращения крыльчатки;
2 типоразмера монтажной длиной 130 и 180 мм;
условный проход патрубков — 15, 20, 25 и 32 мм, присоединение — муфтовое (резьбовое);
паспортное давление – 0.4, 0.6 и 0.8 Бар.

Указанные параметры легко выяснить по маркировке изделия. Пример: цифры в названии Wilo Star-RS 15/4 обозначают внутренний диаметр соединительных патрубков 15 мм (Ду 15) и напор 4 м водного столба (0.4 Бар). Пример второй: аппарат Grundfos ALPHA2 25-60 подключается к трубам Ду 25 и развивает давление 0.6 Бар (6 метров).

Справка. Обычно производители выпускают расширенные линейки изделий. Немецкий бренд Wilo предлагает циркуляционные нагнетатели, располагающие напором 2, 4, 6, 7 и 8 м. вод. ст. Но «ходовыми» моделями все равно остаются «четверки» и «шестерки», реже – «восьмерки».

Устройство насоса с «мокрым» ротором

Конечно, существуют и более мощные насосы, чей напор достигает 1…10 Бар, но в частных жилищах таковые не применяются. Маленькие агрегаты длиной 130 мм с патрубками ½ и ¾ дюйма обычно ставятся внутри котлов, большие (18 см, 1 и 1 ¼») – врезаются в отопительные магистрали.

Способы подбора насоса

Самый правильный путь – сделать полноценный гидравлический расчет и точно определить основные параметры насоса – развиваемый напор и производительность. Именно так проектируется централизованное теплоснабжение многоквартирных домов и промышленных зданий.

Инженерной расчетной методикой владеют далеко не все мастера, занимающиеся монтажом автономных водяных систем, что уж говорить о рядовых домовладельцах. Как можно подобрать циркуляционный насос для отопления более простым способом:

В случае замены старого изношенного агрегата приобретается новый с аналогичными параметрами. На первый план выходит цена и качество изделия.
Заказать проект домашней отопительной системы инженеру–теплотехнику. Ниже мы поясним преимущества данного варианта.
Самому рассчитать потребный напор насоса по упрощенной методике.
Поверить многолетней практике наших экспертов и купить аппарат, руководствуясь их советами.

Рекомендации экспертов. В загородных домах и квартирах площадью до 250 м² вполне достаточно бытового насоса, развивающего давление 4 м водного столба или 0.4 Бар. На квадратуру 250…500 м² лучше купить более мощный агрегат с напором 6 м (0.6 Бар), свыше 500 м² – 8 м. вод. ст.

Заказ инженерных расчетов и разработки схемы стоит денег, но окупится с лихвой. Когда вы монтируете отопление самостоятельно либо нанимаете работников, комплектующие и оборудование приобретается с приличным запасом – на всякий случай. Толковый проектировщик четко обоснует, почему нужно поставить насос небольшой мощности и трубу меньшего диаметра. В результате выйдет экономия на материалах, а в дальнейшем — затратах на электричество.

Разновидности насосов, применяемых в схемах автономного теплоснабжения

Если вы доверяете только цифрам либо захотите проверить монтажников, выбирайте насос отопления по собственным вычислениям, пользуясь приведенной ниже методикой. Не забудьте сверить расчетные характеристики агрегата с рекомендациями экспертов – результат наверняка выйдет аналогичным.

Расчет характеристик насоса

Отопление работает эффективно, когда все батареи или греющие напольные контуры получают необходимое количество тепла. То есть, насосная установка должна обеспечивать требуемый расход теплоносителя на каждом участке системы, преодолевая гидравлическое сопротивление труб, фитингов и арматуры.

Перед тем как выбрать насос, нужно рассчитать его производительность по формуле:

G – массовый расход теплоносителя, кг/ч;
Q – общая нагрузка на отопление, Вт;
Δt – разность между температурой воды в подающей и обратной линии, при расчетах обычно принимается равной 20 °С.

Справка. Поскольку плотность воды мало изменяется при нагреве в пределах 100 градусов, в упрощенных вычислениях массовый расход принимается равным объемному. Пример: G = 300 кг/ч = 300 литров в час.

Тепловую нагрузку можно высчитать скрупулезно, пользуясь методикой СНиП. Здесь мы не станем усложнять задачу и просто возьмем количество теплоты по площади.

Например, на обогрев двухэтажного дома квадратурой 200 м², расположенного в средней полосе, понадобится 22 кВт теплоты. Отсюда несложно посчитать расход теплоносителя и требуемую производительность насоса: G = 0.86 х 22000 / 20 = 946 кг/ч = 0.95 т/ч = 0.95 м³/ч.

Сразу предлагается выяснить сечение и диаметр основной магистрали, идущей от котла, куда планируется установить насос:

F – площадь поперечника трубы, м²;
ʋ — скорость движения воды, принимается 0.5…1 м/с.

Чем ниже скорость течения воды, тем меньше сопротивление трению о стенки труб, арматуры и фитингов.

Берем значение 0.6 м/с и определяем сечение магистрали: F = 0.95 / 3600 х 0.6 = 0.00044 м². Дальше через формулу площади круга рассчитываем диаметр прохода – 0.024 м или 24 мм. Соответственно, внутренний размер трубы и присоединительных штуцеров насоса равен 25 мм.

Выяснив необходимую производительность перекачивающего устройства, переходим к вычислению располагаемого давления. Расчеты проведем отдельно для радиаторной сети, напольного обогрева и котлового контура обвязки.

Отопительная схема с батареями

Задача насоса – продавить нужный объем теплоносителя по трубам от первого до последнего радиатора. Ему препятствует сила трения жидкости о стенки, сопротивление от сужения протока в регулировочных вентилях и поворотов на фитингах.

Чтобы узнать величину сопротивления, которое должен преодолеть циркуляционный агрегат, предлагаем воспользоваться упрощенной формулой:

H – искомый перепад давлений в метрах водного столба;
R – удельное сопротивление трению, считается в м. вод. ст. на 1 метр погонный трубопровода;
L – протяженность наиболее длинной ветви отопления, измеряется от источника тепла до последнего радиатора;
Z – коэффициент местных сопротивлений.

Замечание. Формула сильно упрощена, инженерный расчет гидравлики гораздо сложнее. Зато она позволяет правильно подобрать отопительный насос для бытовых условий. Мы проверили альтернативный вариант — онлайн-калькуляторы, размещенные на различных интернет-ресурсах. Получив разницу между результатами 30%, делаем вывод: лучше посчитать напор вручную.

Длина ветви измеряется от выхода из котла до последней батареи, установленной на 2-м этаже. При двухтрубной схеме результат удваивается

Как производятся вычисления:

Поскольку насос создает одинаковое давление на входе в каждую ветвь отопления, выбираем самую протяженную линию и определяем ее длину в метрах. Это показатель L в формуле. При двухтрубной системе учитываются обе линии – обратная и подающая.
Удельное сопротивление R принимаем равным 150 Па/м или 0.015 м водного столба на 1 м. п. магистрали (для пластиковых труб).
Если проток через батареи регулируется термостатическими клапанами, берем коэффициент Z = 2.2. Вариант второй: радиаторы оборудованы шаровыми кранами и балансировочными вентилями, тогда Z = 1.5.

Совет. Длина линии тупиковых и кольцевых схем считается одинаково – плюсуем протяженность подачи и обратки. Для однотрубной «ленинградки» берем общую длину кольца. Если на момент расчета схема отсутствует, протяженность определяется по внутренним габаритам дома: размер I этажа + высота потолка + ширина II этажа.

Просчитаем давление по нашему примеру. Длина L по габаритам здания равна (10 + 3 + 10) х 2 = 52 м, Z = 2.2. Потребный напор составит 0.015 х 52 х 2.2 = 1.716 ≈ 1.7 м. Прибавим запас 1 м на неучтенные сопротивления самого котла и дополнительного оборудования, получаем 2.7 м водяного столба.

На графике, прилагаемом к паспорту насоса, отмечаем линию производительности и напора, затем выбираем подходящую модель, в данном случае — марка Wilo Star-RS 25/4.

Как видите, результаты расчетов не противоречат советам экспертов: насоса давлением 0.4 Бар вполне достаточно, чтобы заставить циркулировать воду по сети отопления двухэтажного дома площадью 200 квадратов. Для лучшего понимания предлагаем посмотреть ход расчетов на видео:

Важный момент. В современных нагнетательных устройствах зачастую предусмотрено 3—7 режимов работы, а в инструкции нарисовано столько же графиков. Для расчета выбирайте характеристику, соответствующую средней скорости (вторая – третья).

Петли теплых полов

Обычно теплоноситель подается в напольные контуры отдельным насосом, работающим в паре с подмешивающим клапаном. При этом максимальная протяженность петли не превышает 100 метров, фасонные детали отсутствуют. Местные сопротивления – термостатический вентиль коллектора и смесительный трехходовой (или 2-ходовой) клапан.

Для расчета вполне подходит предыдущий алгоритм:

Выясняем количество контуров, максимальную длину трубы и общий расход теплоносителя через гребенку. Все вычисления по теплым полам мы подробно расписали в отдельной публикации.
Берем самую длинную петлю и считаем по ней требуемое давление насосного агрегата, пользуясь приведенной выше формулой. Подставляем аналогичные значения R, L и Z.
Подбираем насос для петель напольного обогрева по графику, представленному в паспорте изделия.

Пример. Возьмем тот же двухэтажный дом с тепловой нагрузкой 22 кВт и расходом воды 0.95 м³/ч, максимальная длина петли – 80 м. Значение R принимаем 0.015, Z – 2.2, тогда напор H = 0.015 х 80 х 2.2 = 2.64 м. Сопротивление магистрали не учитываем, поскольку котел оснащен собственным насосом. Значит, окончательное давление коллекторного агрегата – минимум 2.64 м.

Заметьте: увеличивая протяженность петель до 100 м, вы поднимаете планку давления насоса, что приведет к повышению расхода электроэнергии. Проверяем: H = 0.015 х 100 х 2.2 = 3.3 м. Рисуем на диаграмме соответствующую горизонтальную линию и выбираем любую модель, чей график размещен выше. Ближайший агрегат — Wilo Star-RS 25/6.

Котловой контур

Как известно, в схемах обвязки твердотопливных котлов предусматривается установка отдельного насоса, гоняющего воду по малому кольцу через трехходовой клапан либо буферную емкость. Идентичный принцип применяется в системе первичных/вторичных колец, где к основному контуру подключены линии радиаторного отопления, теплых полов и бойлера ГВС.

Насос, качающий воду по основному кольцу, практически не испытывает сопротивления – магистраль короткая, минимум фитингов и арматуры. Поэтому напор основного агрегата зачастую меньше, чем давление вторичных нагнетателей, отправляющих теплоноситель к приборам отопления.

Важный нюанс. Главное — обеспечить нужный расход воды в основном контуре, соответствующий мощности теплогенератора. Для выбора модели насоса двигайтесь тем же путем – узнайте требуемый объем теплоносителя по производительности котла и посчитайте располагаемый напор. Подробная инструкция представлена на видео:

Выбор по размерам

Вы наверняка заметили — в ассортименте фирм есть агрегаты с одинаковыми характеристиками, но разными габаритами и размерами патрубков. Как выбирать внешние параметры насоса:

Для монтажа на трубопроводах, байпасах и смесительных узлах напольного обогрева используются стандартные нагнетатели длиной 180 мм. «Коротыши» 130 мм ставятся внутри теплогенераторов либо на магистралях в сильно ограниченном пространстве.
Диаметр присоединительных патрубков подбирается под сечение основного трубопровода. Увеличение типоразмера допустимо, уменьшение – категорически не рекомендуется. То есть, на трубопровод Ду 25 можно ставить агрегат со штуцерами 32 мм.
Насосы с патрубками Ø32 мм применяются на первичных кольцах и котловых контурах, а также в модернизируемых самотечных системах.

Примечание. Размеры готовых байпасов, продающихся в магазинах, подогнаны под стандартный насос монтажной длиной 18 см.

Число скоростей нагнетателя особой роли не играет. В домашних условиях вполне достаточно 3 режимов, оптимальная скорость – вторая. Воздух из агрегатов стравливается через боковой винт, поэтому не стоит покупать изделия с отдельным воздухоотводчиком.

Производители и цены

Невзирая на широкий ассортимент насосов в магазинах, по-настоящему качественный продукт выбрать нелегко. Рынок наводнен китайским товаром и подделками известных брендов. Для начала перечислим популярных на территории СНГ производителей:

Высшая ценовая категория – Grundfos (Дания), Wilo (Германия). Цены на оригинальных «немцев» стартуют от 75 евро, «Грюндфос» серии UPS – 65 евро.
Средняя категория – DAB, Aquario (Италия), Sprut (качественный Китай). Стоимость агрегатов различных моделей колеблется в пределах 40—100 евро.
Прочие дешевые насосы (Oasis, Neoclima, «Вихрь», «Калибр» и так далее до бесконечности). Цена – от 20 евро за штуку.

Замечание. Вполне вероятно, что мы не включили некоторые весьма достойные изделия в высшую либо среднюю ценовую категорию. Здесь указаны самые распространенные бренды.

Чем отличаются недорогие и контрафактные насосы от качественных нагнетателей:

срок службы – 1…3 отопительных сезона;
номер изделия нанесен только на наклейку, корпус агрегата чистый;
перекачивающие устройства из одной партии часто идут с одинаковыми номерами;
по весу подделка заметно отличается от оригинала (она легче);
агрегат низкого качества начинает шуметь и пищать, отработав 1 сезон в закрытой системе отопления, сильно греется корпус.

Иногда поддельные насосы отопления неотличимы от оригинала, только цена вдвое ниже. Секрет – в алюминиевой обмотке, удешевляющей себестоимость продукта. Как проверить: найдите на официальном сайте компании массу оригинальной модели и сравните с рыночным экземпляром. Скорее всего, осведомленный продавец откажется взвешивать контрафактный аппарат либо сразу признает неизвестное происхождение товара.

Заключительный вывод

Выбирая циркуляционный насос для отопления дома, важно не ошибиться с характеристиками и не гнаться за дешевизной. Недостаточный напор приведет к слабому прогреву дальних батарей, чрезмерный – к появлению шума в радиаторах и быстрому износу нагнетательного агрегата. Последний совет по выбору производителя: если хотите сэкономить, лучше отыщите брендовый оригинал б/у, он прослужит дольше нового дешевого «китайца».

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:

создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
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:

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 м 2 ;
многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м 2 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/м 2 .

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:

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.