Примеры расчета насоса для водяного пола

Все большее число домовладельцев для отопления применяют системы теплого водяного отопления. Это не очень сложное инженерное сооружение, поэтому перед началом работ надо выполнить расчет насоса для теплого пола.

Такой расчет можно выполнить своими силам или воспользоваться онлайн-калькулятором. Они обычно располагаются на сайтах компаний, которые занимаются монтажом таких отопительных систем.

Данные необходимые для правильного расчета насоса

Принцип работы типовой отопительной системы замкнутого типа довольно прост.

Котельное оборудование нагревает теплоноситель, который проходит через отопительные приборы, отдавая тепловую энергию в окружающее пространство. Если при сооружении будет использована естественная циркуляция теплоносителя, то придется укладывать трубопровод под определенным углом к горизонту. Это позволит рабочей жидкости перемещаться самостоятельно.

Но при таком способе невозможно обеспечить достаточно высокую скорость передвижения теплоносителя из-за чего он возвращается в котел сильно охлажденным и это вынуждает его работать непрерывно с предельной нагрузкой. В связи с этим теплый пол без насоса, схема подключения которого находится на сайтах компаний, может доставлять определенные трудности в эксплуатации.

Для того чтобы увеличить скорость потока, используют циркуляционные насосы. Их использование позволяет добиться разницы температуры на входе и выходе из линии трубопровода в несколько градусов. Соответственно, котел перестает работать с полной нагрузкой, так снижаются затраты на энергию.

Конструктивно насос состоит из: корпуса, для изготовления которого применяют медные и нержавеющие сплавы; электрического двигателя; рабочего колеса (крыльчатки). При его вращении появляется центробежная сила. В итоге на выходе из корпуса формируется требуемый набор, и рабочая жидкость подается в трубопровод.

Существует два типа насосов — сухие и мокрые. Они отличаются друг от друга строением ротора. В конструкции мокрого колеса расположено непосредственно в рабочей среде, но электрическая часть узла надежно герметизирована в металлическом стакане, разделяющем статор и ротор.

Но такой тип агрегатов не стоит устанавливать для перекачивания горячей воды, с течением времени соли, растворенные в воде, забьют собой микронные зазоры между ротором и статором, в результате чего двигатель перестанет функционировать.

В двигателе сухого типа рабочее колесо также погружено в рабочую среду, но при этом элемент полностью от нее изолирован. Следует отметить, что устройства последнего типа отличаются высокой производительностью.

Домовладелец должен понимать, что расчет циркуляционного насоса для теплого пола, это довольно сложное дело и будет лучше, если его выполнят специалисты теплотехники. Кстати, после проведения расчетов будет ясна и схема подключения насоса теплого пола.

Как правило, в загородных домах применяют отопительные системы двух типов – с принудительной подачей теплоносителя и естественной. Первый тип обеспечивает циркуляционный насос. Его задача заключается в обеспечении подачи теплоносителя с заданной скоростью. Для проведения расчетов циркуляционного насоса потребуются следующие данные:

1. Объем теплоносителя, который должен прокачиваться через трубопроводную систему за определенный отрезок времени, то есть в м.куб./ч.
2. Объем тепла, необходимый для обогрева помещения – этот параметр называют тепловой мощностью, ее измеряют в Вт.

При выполнении расчета необходимо учесть разницу температуры в трубопроводе, то есть в трубе выходящей из нагревательного прибора и той, через которую она подаётся обратно. Для длинных трубопроводов разница может составлять до 20 град, если в отопительной системе использованы короткие контуры, такое значение составляет 10 град. Если обогревание теплого пола выполняют с небольшой площадью, то температурный перепад принимают равным 5 градусам.

Нельзя забывать и о типе теплоносителя. Если в трубопровод залита вода, то при расчете принимают коэффициент теплоемкости, он составляет 1,163. Если в системе применяют антифриз, то этот коэффициент имеет другое значение и его определяют по специальной литературе.

Кроме названных данных, при выполнении расчетов потребуются следующие данные:

1. Вид строительных материалов, использованных при возведении здания.
2. Площадь обогреваемого помещения.
3. Будет ли использовано дополнительное нагревательное оборудование.

Количество контуров

При укладке теплого пола применяют цельную трубу. Наличие соединений повышает вероятность повреждения трубы по стыку, а это приводит к дополнительным затратам на ремонт и восстановление отопительной системы.

То есть домовладелец должен знать общую длину теплового контура. По сути, это самый простой расчет, но для его проведения потребуется подготовить детальную схему помещения с указанием всех линий и расстоянием между ними.

Для проведения подобного расчета применяют несколько методик:

1. По средней величине. На один квадратный метр пола монтируют 5 п. м. трубы. То есть, требуется перемножить площадь помещения на 5.
2. По размеру среднего шага. Для этого необходимо площадь помещения умножить на среднюю величину шага в метрах и к полученному значению добавить 10% на углы и повороты. Если у стены дистанция между линиями составляет 100 мм, то в центре он составляет 300 мм. То есть средний шаг будет равен 200 мм.
3. Можно использовать размер ширины помещения. Ее требуется перемножить на число шагов и добавить длину комнаты на повороты. Такой метод расчета применяют при монтаже пола змейкой.

Следует обратить внимание на то, что оптимальная длина трубопроводной системы составляет 80 – 120 п.м. То есть при таких параметрах теплоноситель прогреет помещение, и при этом не остынет до той температуры, при которой произойдёт падение давление в системе. Если расчетная длина будет больше этой величины, то имеет смысл смонтировать второй контур подачи тепла.

Гидравлическое сопротивление трубы

Сопротивление перемещения потока теплоносителя, которое оказывает трубопроводная система, называют гидравлическим. Его оценивают как объем утерянной тепловой энергии, израсходованной на силы трения.

Любая трубопроводная конструкция состоит не только из прямых отрезков, но и поворотов, ответвлений и пр., для их формирования применяют различные соединительные устройства. Все это приводит к появлению гидравлического сопротивления. Оно зависит и от материала, использованного для производства трубопровода.

Проведение соответствующих расчетов позволит снизить тепловые потери и, таким образом, избежать ненужных затрат энергии. Гидравлический расчет проводят для достижения следующих целей:

1. Расчета потерь давления на отрезках отопительной системы.
2. Вычисления оптимального размера трубопровода, при это необходимо учитывать рекомендованную скорость движения потока.
3. Вычисления тепловых потерь и размера минимального сопротивления давления в трубопроводной системе.
4. Правильной сборки параллельно размещенных линий и установленной арматуры.

В ходе движения по закрытому контуру поток должен преодолевать определенное сопротивление. С его увеличением должна быть повышена мощность насоса.

На самом деле нет смысла приобретать оборудование большой мощности, так как вырастут энергозатраты. Если она будет недостаточной, то насос не сможет обеспечить требуемое давление, а это приведет к росту тепловых потерь.

Маркировка насоса

Для правильного подбора насосного оборудования, который предназначен для обеспечения принудительного движения теплового носителя, требуется разбираться в его технических характеристиках. Еще необходимо понимать, какая информация зашифрована в его маркировке.

На деле требуется обращать внимание на два ключевых свойства- напор и производительность (расход).

Напором называют сопротивление, создаваемое системой, преодолеваемое агрегатом. Для измерения этой характеристики применяют метры водяного столба. По большей части предельное давление задано верхней точкой трубопровода, по которому происходит перемещение теплоносителя.

Производительность говорит о том, какое количество теплоносителя возможно передать по трубопроводу за определённое количество времени. Производительность измеряют в куб.м в час.

На шильдике, который закреплен на корпусе насоса, указываются следующие данные:

• присоединительные размеры;
• напор;
• Производительность;
• Длина насоса.

Длина насоса

При расчете длины трубопровода необходимо учитывать строительную длину насоса, то есть расстояние между торцами насоса. Если в расчете будет совершена ошибка или указан слишком короткий размер, то придется слишком сильно натягивать трубы. Это чревато повреждением рукава.

Пример расчета насоса

Исходя из того, что на один кв. м потребуется уложить пять погонных метров рукава – в помещении на 50 кв. м потребуется уложить 250 п. м рукава, плюс 37 метров запаса на повороты. Так как типовая поставка составляет 120 метров, придется устанавливать три отрезка, два по 120 метров и один на 37 м.

На 50 м.кв.(1 контур)

При использовании придется устанавливать один циркуляционный насос. Его производительность должна быть определена по выражению

Q = 0,86*Pн/(tпр.т — tобр.т, где

Pн — мощность отопительного контура, кВт,

tобр.т — температура теплоносителя в линии обратной подачи,

tпр.т — температура в линии прямой подачи.

На 50 м.кв. (2 контура)

В системе, где проложены два контура, придется проводить расчет по каждому из насосов по той же формуле, что приведена в предыдущем разделе

ВАЖНО! ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ ПРОВЕДЕНО ТОЛЬКО ПОСЛЕ ТОГО, КАК СМОНТИРОВАНА КОЛЛЕКТОРНАЯ ГРУППА ДЛЯ ТЕПЛОГО ПОЛА С НАСОСОМ.

В каких случаях можно обойтись без насоса

Перемещение теплоносителя в контуре может происходить благодаря законам физики. То есть, нагретая рабочая жидкость поднимается вверх, а охлажденная опускается вниз. Таким образом происходит нагрев помещения, так работает теплый пол без насоса от котла.

Больше всего такие системы применяют в загородных домах или на дачах. Это обусловлено тем, что в пригородных условиях электроснабжение не всегда отличается стабильностью или его нет вообще. Поэтому не всегда целесообразно использовать оборудование с принудительной циркуляцией.

На интернет-ресурсах компаний, которые заняты установкой подобного оборудования, можно найти схему подключения насоса для теплого пола.

Калькулятор расчета водяного теплого пола

Информация по назначению калькулятора

О нлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

Т епловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

П равильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

С истема теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

П олученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Общие сведения по результатам расчетов

• О бщий тепловой поток — Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.
• Т епловой поток по направлению вверх — Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.
• Т епловой поток по направлению вниз — Кол-во «теряемого» тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).
• С уммарный удельный тепловой поток — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.
• С уммарный тепловой поток на погонный метр — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.
• С редняя температура теплоносителя — Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.
• М аксимальная температура пола — Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.
• М инимальная температура пола — Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.
• С редняя температура пола — Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.
• Д лина трубы — Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.
• Т епловая нагрузка на трубу — Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.
• Р асход теплоносителя — Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.
• С корость движения теплоносителя — Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• Л инейные потери давления — Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• О бщий объем теплоносителя — Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018