Расчет производительности
Одним из контрольных параметров является производительность насосного оборудования, которая рассчитывается из соотношения:
– количество тепловой энергии, потребляемой в конкретным помещении;
– величина производительности насосного устройства;
– удельная теплоемкость, если как теплоноситель применяется вода, для других видов (трансформаторное масло, антифриз и др.) применяются соответствующие данные;
– разность температуры между прямыми и обратными ветвями отопительной системы, которая может составлять:
- 20оС – при нормальной системе отопления жилых площадей;
- 10оС – уровень температуры на нежилых площадях с низкотемпературным отоплением;
- 5оС – температура теплового носителя в системе теплого пола.
Приведем пример расчета: площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, следовательно, чтобы его обогреть понадобятся затраты энергии в 20000 Вт. Помещение оснащено нормальной системой отопления с разностью температур 20оС. Используя эти числовые значения в приведенной формуле, получаем:
20000/(1,16 х 20) = 862 кг/час,
перерасчет в привычные величины дает результат
862 / 971,8 = 0,887 м3/час.
Для отопления указанного помещения понадобится насос с производительностью не менее 0,9 м3/час. Этот показатель нужно искать в паспорте.
Для расчета этой характеристики можно применить и такую формулу:
G = 3,6Q/(c x dT) кг/час, где
с – удельная теплоемкость носителя, применяемого в отоплении.
Проше всего выбрать насос, если уже известна мощность котла. В этом случае можно применить соотношение:
Q = N x dT, где
Q – производительность агрегата;
N – мощность котла;
dT – разность температур на выходе из котла и на обратке.
На представленном выше фото показано правильное подключение агрегата для системы отопления с использованием байпаса. Такое размещение позволяет пустить поток жидкости обходным путем при необходимости производства ремонтных работ или замены насоса без остановки функционирования отопительной системы. Смотрите как сделать отопление в честном доме самостоятельно.
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 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:
- Мощность отопительного котла или участка контура (кВт);
- Отапливаемый объем (м3);
- Расчетный перепад температуры между улицей и домом в градусах;
- 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.
K берется из таблицы:
| 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) |
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.
- Коэффициент рассеивания будем считать равным 0,8;
- Объем помещения равен 60 х 2,4 = 144 кубометра;
- Максимальная дельта температуры между мансардой и окружающим ее воздухом — (20 — -14) = 34 °С;
- 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.
Несколько дополнительных советов
На долголетие во многом влияет то, из каких материалов сделаны основные детали Предпочтение стоит отдать помпам из нержавейки, бронзы и латуни
Обратите внимание, на какое давление в системе рассчитан прибор. Хотя, как правило, с этим не возникает трудностей (10 атм – хороший показатель). Устанавливать насос лучше там, где температура минимальная – перед входом в котёл
Устанавливать насос лучше там, где температура минимальная – перед входом в котёл
На входе важно установить фильтр. Помпу желательно располагать, чтобы она «высасывала» воду из расширителя. Значит, порядок по ходу движения воды будет таким: расширительный бак, насос, котёл
Значит, порядок по ходу движения воды будет таким: расширительный бак, насос, котёл
Хотя, как правило, с этим не возникает трудностей (10 атм – хороший показатель). Устанавливать насос лучше там, где температура минимальная – перед входом в котёл
На входе важно установить фильтр. Помпу желательно располагать, чтобы она «высасывала» воду из расширителя. Значит, порядок по ходу движения воды будет таким: расширительный бак, насос, котёл
Значит, порядок по ходу движения воды будет таким: расширительный бак, насос, котёл.
Заключение
Итак, для того, чтобы циркуляционный насос работал долго и добросовестно, нужно посчитать два основных его параметра (напор и производительность).
Не стоит стремиться постичь сложную инженерную математику.
В домашних условиях достаточно будет приблизительного расчёта. Все получившиеся дробные числа округляются в большую сторону.
Количество скоростей
Для управления (переключения скоростей) используется специальный рычаг на корпусе агрегата. Существуют модели, которые оснащаются датчиком температуры, что позволяет полностью автоматизировать процесс. Для этого не нужно вручную переключать скорости, насос это будет делать в зависимости от температуры в помещении.
Такая методика является одной из нескольких, которые возможно применять для расчёта мощности насоса для определённой системы отопления. Специалисты в этой области применяют и другие способы расчётов, которые позволяют подбирать оборудование по мощности и создаваемому давлению.
Многие хозяева частных домов могут не пытаться рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, поскольку при покупке оборудования, как правило, предлагается помощь специалистов напрямую от компании-производителя или фирмы, заключившей договор с магазином.
При выборе насосного оборудования следует принять во внимание, что необходимые данные для проведения расчётов нужно брать максимальные, которые в принципе может испытывать система отопления. В реальности нагрузка на насос будет меньшей, поэтому оборудование никогда не будет испытывать перегрузок, что позволит ему работать долгое время
Но есть и минусы — более высокие счёта за электроэнергию
Но есть и минусы — более высокие счёта за электроэнергию.
Но с другой стороны, если выбрать насос с меньшей мощностью от требуемой, то на работу системы это никак не повлияет, то есть она будет работать в штатном режиме, но агрегат быстрее выйдет из строя. Хотя счёт за электричество также будет меньше.
Существует ещё один параметр, по которому стоит выбирать циркуляционные насосы. Можно заметить, что в ассортименте магазинов зачастую встречаются устройства с одинаковой мощностью, но с разными габаритами.
Рассчитать насос для отопления можно правильно, учитывая следующие факторы:
- 1. Для установки оборудования на обычные трубопроводы, смесители и байпасы нужно выбирать агрегаты длиной 180 мм. Небольшие устройства длиной 130 мм устанавливают в труднодоступных местах или внутри теплогенераторов.
- 2. Диаметр патрубков нагнетателя следует выбирать в зависимости от сечения труб основного контура. При этом увеличивать этот показатель можно, а уменьшать категорически запрещено. Поэтому если диаметр труб основного контура 22 мм, то и патрубки насоса должны быть от 22 мм и выше.
- 3. Оборудование с диаметром патрубков 32 мм может быть использовано, к примеру, в системах отопления с естественной циркуляцией для её модернизации.
Шаг 1: диаметр резьбы
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.
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.
Гидравлический расчет системы отопления – пример расчета
В качестве примера рассмотрим двухтрубную гравитационную систему отопления.
Исходные данные для расчета:
- расчетная тепловая нагрузка системы – Qзд. = 133 кВт;
- параметры системы – tг = 750С, tо = 600С;
- расход теплоносителя (расчетный) – Vсо = 7,6 м3/ч;
- присоединение отопительной системы к котлам производится через гидравлический разделитель горизонтального типа;
- автоматика каждого из котлов в течение всего года поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе – tг = 800С;
- автоматический регулятор перепада давления устанавливается на вводе каждого распределителя;
- система отопления от распределителей смонтирована из металлопластиковых труб, а теплоснабжение распределителей производится посредством стальных труб (водогазопроводных).
Диаметры участков трубопроводов подобраны с использованием номограммы для заданной скорости теплоносителя 0,4-0,5 м/с.
На участке 1 установлен клапан dу 65. Его сопротивление согласно информации производителя составляет 800 Па.
На участке 1а установлен фильтр диаметром 65 мм и с пропускной способностью 55 м3/ч. Сопротивление этого элемента составит:
0,1 х (G/kv) х 2 = 0,1 х (7581/55) х 2 = 1900 Па.
Варианты двухтрубной отопительной системы
Сопротивление трехходового клапана dу = 40 мм и kv = 25 м3/ч составит 9200 Па.
Суммарные потери давления в системе снабжения теплом распределителей будут равняться 21514 Па или приблизительно 21,5 кПа.
Самодельная печь хорошо подойдет для обогрева дачного домика или подсобного помещения. Печка из газового баллона своими руками – смотрите инструкцию по изготовлению.
Как собрать пресс для топливных брикетов своими руками, вы узнаете в этой статье.
Аналогичным образом производится расчет остальных частей системы теплоснабжения распределителей. При расчете системы отопления от распределителя выбирается основное циркуляционное кольцо через наиболее нагруженное отопительное устройство. Гидравлический расчет производится с использованием 1-го направления.
Количество скоростей циркуляционного насоса
Скорости насоса – это способность прибора менять производительность. Узнать о наличии режимов просто – в описании будет указана не одна мощность, а несколько (обычно три).
Точно также в трёх вариантах указывают и скорость вращения и производительность. Например: 70/50/35 Вт (мощность), 2200/1900/1450 об/мин (скорость вращения), напор 4/3/2 м.
Существуют модели, которые автоматически меняют скорость работы (а значит, и производительность), в зависимости от температуры окружающей среды.
Для смены режима на корпусе насоса имеется специальный переключатель. Ручные модели советуется выставлять на максимальный режим мощности и убавлять его в случае необходимости. В автоматических приборах нужно просто снять регулятор с блокировки.
Наличие скоростных режимов – не только для повышения комфорта. Это оправдано и экономически. До 40% энергии способен сберечь режимный прибор против обычного.
