Правильный подбор насоса для системы отопления – как рассчитать и подобрать оптимальный

Для отопительных систем с принудительной циркуляцией требуется насос, обеспечивающий движение теплоносителя по всему контуру. Чтобы система была эффективной, насос должен соответствовать ряду требований. О том, как осуществляется выбор циркуляционного насоса для системы отопления, и пойдет речь в этой статье.

Технические характеристики насоса

Существует несколько основных характеристик, которые должны учитываться при выборе насоса:

• Рабочая температура (для отопительных систем эта величина должна составлять 110 градусов – температура разогретого теплоносителя);
• Рабочий напор;
• Рабочий расход.

Перед тем, как рассчитать, какой насос нужен для отопления, необходимо разобраться с каждым параметром и понять, каким образом он влияет на эффективность оборудования.

Расчет необходимой тепловой мощности

Подбор насоса для системы отопления нужно выполнять с учетом требуемой теплоотдачи отопительной системы. Для расчета тепловой мощности необходимо знать площадь помещения, которое будет отапливаться. Согласно европейским стандартам, для обогрева одного квадратного метра площади требуется 100 Вт тепловой энергии (в случае с многоквартирными домами эта величина составляет 70 Вт). Наличие качественного утепления позволяет уменьшить тепловую мощность до 30 Вт на квадратный метр.

На отечественном пространстве данные нормы не действуют, но свои стандарты все же имеются:

1. В жилых зданиях, имеющих меньше трех этажей, для обогрева 1 м 2 требуется 173 Вт мощности, если температура «за бортом» не опускается ниже -25 градусов, и 177 Вт – если температура окружающей среды достигает -30 градусов.
2. В домах с количеством этажей более трех мощность при тех же температурах составляет 97 и 101 Вт соответственно.

Расчетом требуемой для отопления жилья тепловой мощности выбор насоса не заканчивается, ведь до сих пор ничего нельзя сказать о его характеристиках. Главный параметр циркуляционного насоса, требующий расчета – производительность.

Расчет циркуляционного насоса для отопления и его производительности выполняется по следующей формуле:

• П = Q / (1,16 х dT), где
• dT – разница температуры теплоносителя в подающем и обратном контуре (в системе с двухтрубной разводкой это значение обычно составляет 20 градусов, а в теплых полах – 5 градусов);
• 1,16 – удельная теплоемкость воды.

В том случае, если в качестве теплоносителя будет выступать не вода, то расчет напора насоса отопления нужно выполнять по формуле несколько иного вида:

• П = 3,6 х Q / (с х dT), где
• с – величина, отображающая удельную теплоемкость используемого теплоносителя.

Для воды теплоемкость составляет 4,2 кДж/кг* о С. В прикладываемой к насосам документации производительность отображается в м 3 /ч, поэтому перед проведением расчетов ее нужно разделить на плотность теплоносителя при требуемой температуре (при температуре в 80 градусов теплоемкость составляет 972 кг/м 3 ).

Расчет давления в отопительной системе

Работа системы отопления возможна только в том случае, если в контуре будет достаточное давление, величина которого сможет преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода. Давление необходимо рассчитывать с учетом того участка системы, который находится на максимальном удалении циркуляционного насоса.

Чтобы узнать величину давления в отопительном контуре, используется формула следующего вида:

• J = (F + R x L) / p x g, где
• L – суммарная длина системы;
• R – гидравлическое сопротивление на конкретном участке трубы;
• p – плотность теплоносителя;
• F – сопротивление используемой запорной арматуры;
• g – скорость ускорения свободного падения.

Эти данные обычно отображаются в приложенной к оборудованию документации, но при необходимости их всегда можно найти на специализированных ресурсах.

Существует и упрощенная методика расчета сопротивления, согласно которой для расчета принимаются следующие значения:

• На любом прямом участке отопительного контура гидросопротивление составляет 105-150 Па/м;
• Любой фитинг или подобный ему элемент повышает сопротивление на 30%;
• Терморегулирующий вентиль повышает сопротивление на 70%;
• Трехходовые смесители или аналогичные устройства, находящиеся в управляющем блоке, не позволяющем теплоносителю перемещаться произвольно, повышают сопротивление на 20%.

В самом крайнем случае выбор насоса можно обосновывать предельно упрощенной формулой, имеющей следующий вид:

• J = R x L x k, где
• k – коэффициент, определяющий степень повышения нагрузки. Необходимо заранее выполнить расчет тепловой нагрузки, это очень важный этап.

В системах, где отсутствует сложная водопроводная арматура, значение коэффициента принимается равным 1,3. При наличии терморегулирующего вентиля значение коэффициента составляет 2,2. Системы, оборудованные двумя видами конструкций, рассчитываются при значении коэффициента 2,6.

Выбор насоса по результатам расчетов

Проведя предыдущие расчеты, необходимо определить рабочую точку отопительной системы. Для этого изображается диаграмма с координатами П и J, на которой нужно найти точку, в которой пересекаются данные проведенных ранее расчетов. Зная, как подобрать циркуляционный насос для отопления по таблице, об остальных действиях можно не беспокоиться – остается лишь ознакомиться с каталогами производителей и найти агрегат, максимально подходящий под точку пересечения.

Конечно, всегда можно выбрать более производительную модель насоса, но слишком мощное устройство невыгодно с точки зрения затрат. Причин тому две, и они весьма просты: во-первых, повышение производительности всегда приводит к повышению стоимости насоса, а во-вторых, мощный агрегат будет в процессе эксплуатации потреблять гораздо больше электроэнергии.

Впрочем, последний фактор можно нивелировать, выбрав насос с автоматической настройкой частоты вращения. Такое устройство может самостоятельно регулировать свой рабочий режим, тем самым снижая расход электричества. При выборе также стоит обратить внимание на уровень шума, производимый насосом, особенно если он будет устанавливаться в жилом помещении. Лучшим вариантом, хорошо подходящим под данное условие, являются насосы с мокрым ротором – они работают практически бесшумно.

Проверка точности расчетов

Чтобы убедиться в правильности расчетов, определяющих выбор циркуляционного насоса, нужно пересчитать конкретный проект отопительной системы. Разумеется, все это актуально только для отопительных систем с принудительной циркуляцией, которые в обязательном порядке комплектуются насосом.

Последовательность проверки расчетов с последующим выбором насоса выглядит следующим образом:

• В первую очередь определяется количество тепла, необходимое для отопления всего дома – этот параметр напрямую влияет на эффективность системы;
• Далее рассчитывается расход теплоносителя;
• После нужно изучить отопительную систему на предмет количества терморегулирующих устройств и отдельных участков труб;
• Результаты расчета увеличиваются на 10% — это позволяет компенсировать все потери, которые не были учтены в расчетах.

Когда все данные известны, остается только подбор насоса для отопления частного дома, характеристики которого будут соответствовать требуемым. В том случае, если приходится выбирать между двумя насосами, характеристики которых имеют некоторые отклонения от оптимального в обе стороны, то лучше выбрать менее мощное устройство – в расчетах изначально закладывается небольшой допуск.

Заключение

Подбор насоса для отопления – занятие далеко не самое сложное. Для выбора устройства необходимо рассчитать требуемые характеристики и подобрать оптимальную модель, которая сможет полностью выполнять все возложенные на нее функции.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

Подбор насоса для отопления без расчетов

Можно ли сделать подбор насоса для отопления, не занимаясь длинными расчетами гидравлических сопротивлений в программе? Конечно можно, об этом и пойдёт речь.

По какому параметру в маркировке выполняется подбор насоса?

Как говорилось в статье о циркуляционных насосах, каждый насос имеет маркировку, состоящую из двух чисел (например, 25/60, 25/40 и т. д.). Первое число – это присоединительный размер, оно нам здесь не интересно. Второе число – высота подъёма насоса. Вот его-то и нужно учитывать при подборе насоса, чтобы гидравлические сопротивления в системе преодолевались без проблем.

Внимание! Есть ошибочное мнение, что высота подъёма насоса, указываемая в маркировке насоса, это высота, на которую насос может поднять воду (теплоноситель). Это не так. Потому что назначение циркуляционного насоса не в том, чтобы поднимать воду на какую-то высоту, а в том, чтобы преодолевать гидравлическое сопротивление системы.

Подбор циркуляционного насоса для различных систем отопления

Насос для отопления подбирается, исходя из размеров отопительной системы, количества и видов отопительного оборудования.

Насос нужно подбирать по второй (!) скорости. Тогда, если в расчетах будет ошибка, то на третьей (самой большой) скорости насос будет работать всё равно нормально.

Ниже приведён такой подбор насоса для отопления для различных отопительных систем.

Насос 25/40 – это самый слабый из насосов, обычно применяется для нагрева бойлера: этой мощности достаточно, чтобы создавать поток через змеевик бойлера. Либо при очень маленькой системе (например, твердотопливный котел плюс 5-6 радиаторов).

Важно! Система должна быть собрана правильно, в противном случае насос систему не «продавит» (причём, любой насос, а не только с самой малой мощностью).

Насос 25/60 – это самый распространённый в применении насос, который ставится в большинстве случаев. Его можно ставить на радиаторную систему отопления на 10…15 радиаторов. Также в водяных теплых полах площадью 80…100 м2. (Некоторые считают, что он идёт на площадь пола 130…150 м2., а для радиаторный систем его можно смело использовать на площади до 250 м2. Я бы порекомендовал проверить эти утверждения в программе, чтобы не обмахнуться.)

Опять же, система должна быть собрана правильно.

Насос 25/80. Такой насос ставится для достаточно больших площадей теплых полов (120…150 м2). Или на два этажа дома с общей площадью 200…250 м2 с радиаторной системой.

Но если у вас два этажа и радиаторная система отопления, то лучше ставить на каждый этаж отдельные насосы. В этом случае можно предусмотреть вариант, когда один из насосов выходит из строя, и подключается второй для обслуживания уже всего дома, обоих этажей. Кроме такого дублирования на случай аварийной ситуации, два насоса позволяют организовать климат-контроль поэтажный: каждый насос будет срабатывать по своему собственному комнатному термостату.

Как рассчитать и правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Для повышения качества отопления необходимо установить циркуляционный насос. Модель, правильно подобранная по основным параметрам, в несколько раз ускорит движение горячей воды по контуру. Это даст более равномерный и качественный обогрев и одновременно поможет снизить расход ресурсов. Результат – хорошая работа отопительной системы и минимальная оплата. Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, чтобы улучшить обогрев дома и оптимизировать расходы на оплату?

Что нужно знать для расчета мощности циркуляционного насоса

Чтобы рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, нужно понимать, какие функции он будет выполнять. У прибора две основные задачи:

• создание напора воды, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления узлов системы;
• перекачивание по контуру такого объема горячей воды, который обеспечит эффективный прогрев всех помещений здания.

Для полноценного расчета мощности циркуляционного насоса отопления необходимо определить следующие параметры:

• Расход насоса (его еще называют производительностью или подачей). Это показатель объема воды, который устройство способно перекачать за 1 час. Расход измеряют в м.куб./ч.
• Напор. Этот показатель определяет гидравлическое сопротивление, которое преодолевает насос и измеряется в метрах.

Желательно, чтобы расчетами занимался опытный инженер. Если нет возможности обратиться к специалисту, можно выяснить нужные показатели с помощью формул и таблиц. Определив напор и расход насоса, вычисляют нужную производительность и подбирают подходящую модель по каталогу. Если купить прибор с регулируемой производительностью, то задача еще облегчается. В этом случае небольшие ошибки в расчетах не будут принципиально важны.

Как выяснить показатель расхода насоса

Формула расчета выглядит так: Q=0,86R/TF-TR

Q – расход насоса в м.куб./ч;

R – тепловая мощность в кВт;

TF – температура теплоносителя в градусах Цельсия на входе в систему,

Три варианта расчета тепловой мощности

С определением показателя тепловой мощности (R) могут возникнуть трудности, поэтому лучше ориентироваться на общепринятые нормативы.

Вариант 1. В европейских странах принято учитывать такие показатели:

• 100 Вт/м.кв. – для частных домов небольшой площади;
• 70 Вт/м.кв. – для многоэтажек;
• 30-50 Вт/м.кв. – для производственных и хорошо утепленных жилых помещений.

Вариант 2. Европейские нормы хорошо подходят для регионов с мягким климатом. Однако в северных районах, где бывают сильные морозы, лучше ориентироваться на нормы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», в которых учтена наружная температура до -30 градусов Цельсия:

• 173-177 Вт/м.кв. – для небольших зданий, этажность которых не превышает двух;
• 97-101 Вт/м.кв. – для домов от 3-4 этажей.

Вариант 3. Ниже предложена таблица, по которой можно самостоятельно определить необходимую тепловую мощность с учетом назначения, степени износа и теплоизоляции здания.

Формула и таблицы расчета гидравлического сопротивления

В трубах, запорной арматуре и любых других узлах системы отопления возникает вязкое трение, которое приводит к потерям удельной энергии. Это свойство систем называют гидравлическим сопротивлением. Различают трение по длине (в трубах) и местные гидравлические потери, связанные с наличием клапанов, поворотов, участков, где изменяется диаметр труб и т.п. Показатель гидравлического сопротивления обозначают латинской буквой «H» и измеряют в Па (паскалях).

Формула расчета: H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

R1, R2 обозначают потери давления (1 – на подаче, 2 – на обратке) в Па/м;

L1, L2 – длина трубопровода (1 – подающего, 2 – обратного) в м;

Z1, Z2, ZN – гидравлическое сопротивление узлов системы в Па.

Чтобы облегчить расчеты потерь давления (R), можно воспользоваться специальной таблицей, где учтены возможные диаметры труб и приведены дополнительные сведения.

Усредненные данные по элементам системы

Гидравлическое сопротивление каждого элемента системы отопления приведено в технической документации. В идеале следует воспользоваться характеристиками, указанными производителями. При отсутствии паспортов изделий можно ориентироваться на примерные данные:

• котлы – 1-5 кПа;
• радиаторы – 0.5 кПа;
• вентили – 5-10 кПа;
• смесители – 2-4 кПа;
• тепломеры – 15-20 кПа;
• обратные клапаны– 5-10 кПа;
• регулирующие клапаны – 10-20 кПа.

Сведения о гидравлическом сопротивлении труб из различных материалов можно вычислить по таблице ниже.

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Зачастую случается так, что котел приобретен заранее, а остальные элементы системы подбирают позже, ориентируясь на показатели мощности отопительного прибора, заявленные производителем. Нередко циркуляционный насос покупают для модернизации систем отопления с естественной циркуляцией, чтобы обеспечить возможность ускорения движения теплоносителя.

Если известна мощность котла, используют формулу: Q=N/(t2-t1)

Q – расход насоса в м.куб./ч;

N – мощность котла в Вт;

t2 – температура воды в градусах Цельсия на выходе из котла (входе в систему);

Выяснив расход и напор циркуляционного насоса, можно найти подходящую по параметрам модель. При этом следует читать техническую документацию к приборам и обращать внимание на маркировку. Обычно на корпусе насоса указан диаметр патрубков, к которым их можно присоединить (первая цифра маркировки), и высота подъема жидкости в дециметрах (вторая цифра). Зная нужные характеристики, легко определиться. А качественная трехскоростная модель обеспечит комфортную температуру в доме при любой погоде, даже если расчеты были не идеальны.

Задайте их в комментариях

Опишите свой вопрос максимально подробно и наш эксперт ответит на него

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

Иногда перед человеком, уже посадившим дерево и вырастившим сына, встает вопрос – а как подобрать циркуляционный насос для отопительной системы возводимого дома? И от ответа на этот вопрос зависит многое – будут ли равномерно прогреты все радиаторы, будет ли скорость потока теплоносителя в

отопительной системе достаточной, и в то же время не превышенной, не будет ли гула в трубопроводах, не будет ли насос потреблять лишнюю электроэнергию, правильно ли будут работать термостатические вентили отопительных приборов и так далее и тому подобное. Ведь насос – это сердце отопительной системы, которое неустанно качает теплоноситель – кровь дома, наполняющую дом теплом.

Подобрать циркуляционный насос для отопительной системы небольшого здания, проверить, правильно ли насос подобран продавцами в магазине, или убедиться в правильности подбора насоса, стоящего в существующей системе отопления, достаточно просто, если воспользоваться укрупненным методом расчета. Основной параметр подбора циркуляционного насоса – это его производительность, которая должна соответствовать тепловой мощности обслуживаемой им отопительной системы.

Необходимую производительность циркуляционного насоса с достаточной точностью можно рассчитать по простой формуле:

где Q – необходимая производительность насоса в кубометрах в час, Р – тепловая мощность системы в киловаттах, dt – дельта температур – разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе. Обычно принимается равной 20 градусам.

Итак, пробуем. Возьмем, для примера, дом общей площадью 200 квадратных метров, в доме есть подвал, 1 этаж и мансарда. Система отопления двухтрубная. Необходимую тепловую мощность, требуемую для обогрева такого дома, примем 20 киловатт. Производим несложные вычисления, получаем – 0,86 кубометра в час. Округляем, и принимаем производительность необходимого циркуляционного насоса – 0,9 кубических метра в час. Запомним ее и идем дальше. Второй важнейшей характеристикой циркуляционного насоса является напор. Каждая гидравлическая система имеет сопротивление пропускаемому по ней потоку воды. Каждый угол, тройник, редуцирующий переход, каждый подъем – все это местные гидравлические сопротивления, сумма которых и составляет гидравлическое сопротивление отопительной системы. Циркуляционный насос должен преодолеть это сопротивление, с сохранением расчетной производительности.

Точный расчет гидравлического сопротивления сложен и требует определенной подготовки. Чтобы примерно рассчитать необходимый напор циркуляционного насоса используется формула:

где N – количество этажей здания, включая подвал, K – усредненные гидравлические потери на один этаж здания. Коэффициент К принимается 0,7 – 1,1 метра водяного столба для двухтрубных систем отопления и 1,16-1,85 для коллекторно-лучевых систем. В нашем доме три уровня, с двухтрубной отопительной системой. Коэффициент К принимаем 1,1 м.в.с. Считаем, 3 х 1,1 = 3,3 метра водяного столба.

Обратите внимание – общая физическая высота отопительной системы, от нижней до верхней точки, в таком доме составляет порядка 8 метров, а напор необходимого циркуляционного насоса только 3,3 метра. Каждая отопительная система является равновесной, насосу не нужно поднимать воду, он только преодолевает сопротивление системы, поэтому увлекаться большими напорами никакого смысла нет. Итак, мы получили два параметра циркуляционного насоса, производительность Q, m/h = 0,9 и напор, Н, м = 3,3. Точка пересечения линий от этих величин, на графике гидравлической кривой циркуляционного насоса, является рабочей точкой необходимого циркуляционного насоса.

Допустим, Вы решили остановиться на отличных насосах DAB, итальянских насосах великолепного качества по совершенно адекватной цене. Пользуясь каталогом, или менеджерами нашей компании, определяете группу насосов, в параметры которых попадает необходимая рабочая точка. Решаем, что этой группой будет группа VA. Выбираем наиболее подходящий график гидравлической кривой, лучше всего подходит кривая насоса VA 55/180 X.

Рабочая точка насоса должна находиться в средней трети графика – эта зона является зоной максимального КПД насоса. Для подбора выбирайте график второй скорости, в этом случае Вы страхуете себя от недостаточной точности укрупненного расчета – у Вас останется резерв для увеличения производительности на третьей скорости и возможность ее уменьшения на первой.