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.

Насос для теплых полов: как выбрать, куда ставится, как рассчитать мощность

В домах со средней и большой площадью (50-100 м 2 и более) лучше использовать насос для водяного теплого пола. Прибор обеспечивает стабильное течение воды, благодаря чему тепло равномерно распределяется по всей поверхности. При выборе подходящей модели покупатели чаще всего останавливаются на насосе с мокрым ротором. Он довольно долговечен, обладает приемлемой мощностью и работает с меньшим шумом.

Нужен ли насос на теплый водяной пол

Насос обеспечивает циркуляцию воды в контуре, благодаря чему поверхность равномерно прогревается и защищает дом от теплопотерь, что особенно важно для регионов с экстремально морозными зимами. Установка такого прибора обязательна, но не во всех случаях. Считается, что если площадь пола небольшая (до 40-50 м 2 ), монтировать такой прибор не нужно.

Во всех остальных вариантах монтаж насоса нужен, причем не только по причине комфорта, но и в силу некоторых технических особенностей:

1. Зачастую для обогрева используют трубы с малым сечением, поэтому в них возникают большие теплопотери. Из-за этого сам котел будет перегреваться, понадобится большее количество твердого топлива.
2. Отдельные виды покрытия пола не переносят высоких температур – например, ламинат, дуб деформируется. Поэтому они нуждаются в равномерном распределении тепла, что и обеспечивает водяной насос. В расчете таких схем обязательно учитывают смесительный узел, позволяющий поддерживать нужный режим.
3. Стены дома выполняют из одного материала, который обладает одинаковым значением теплоемкости. Однако полы чаще всего изготавливают из разных материалов. Например, в ванной комнате присутствует керамическое покрытие, а в других помещениях полы могут быть наливными. Поскольку теплоемкости отличаются, появляется необходимость в равномерном распределении тепла.

Какой насос нужен для теплых полов

Для дома с типичной площадью (до 250-300 м 2 ) и 1-2 этажами можно выбрать насос, оборудованный ротором мокрого типа, крыльчатка которого погружена в воду. Это обеспечивает малошумность и долговечность (не нужно постоянно смазывать механизм). Если же дом имеет большую площадь или более 2 этажей, лучше рассмотреть модель с сухим ротором. Поэтому необходимо уточнить, чем именно они отличаются:

1. Мокрый ротор – это приборы со средней мощностью, они оптимально подходят для помещений до 250-350 м 2 . Крыльчатка механизма находится непосредственно в воде. Оборудование работает довольно тихо, при этом оно потребляет немного энергии и служит длительный срок.
2. Сухой ротор – особо мощные варианты. Применяются на поверхностях с площадью от 250 м 2 , нуждаются в чистке и смазке. Если в доме 3 и более этажей, следует также рассматривать именно сухой ротор.

Для стандартных домов со средней площадью подойдут насосы, работающие на мокром роторе

Как рассчитать мощность насоса для теплого пола

Оценить этот параметр можно по основным техническим характеристикам, которые обозначаются 2 цифрами, например: 25/40. Первое значение характеризует диаметр резьбы – в данном случае 25 мм, вторая – напор: 40 дм или 4 м (то есть 0,4 атм). Выбор зависит от площади пола.

Для точного расчета напора можно применить такую формулу:

Нап = (С*Д+k)/1000 , где:

• Hап – напор;
• С – сопротивление (определяется на 1 метр);
• Д – длина трубы;
• k – коэффициент (характеризует резерв мощности).

Производительность определяется объемом воды, пропущенным за единицу времени (м 3 в час). Подбор подходящего насоса для теплого пола можно сделать с помощью таблицы.

Точный расчет основной характеристики насоса для теплого пола можно сделать на основе такого равенства:

• Q – производительность;
• P – мощность прибора;
• t₁ – температура воды или другого носителя в обратной трубе;
• t₂ – температура воды или другого носителя на подаче.

Для домов с большей площадью срабатывает тот же принцип – лучше установить 2 насоса со средними показателями, чем 1 прибор с большой производительностью. В таком случае понадобится рассчитать показатель каждого прибора, а затем суммировать полученные значения.

Лучше покупать достаточно производительные насосы для пола (на 15-20% больше расчетного) – это поможет в случае аномально холодной зимы или слабого утепления дома

Как выбрать насос для теплого пола

Рекомендуется учесть несколько критериев:

1. Технические характеристики (необходимо сделать предварительные расчеты по описанным выше формулам и определить подходящую модель).
2. Материал корпуса насоса – лучше чугун, нержавеющая сталь или органические полимеры. Именно эти материалы служат дольше всего благодаря высоким антикоррозионным свойствам.
3. Наличие встроенного терморегулятора позволяет защитить крыльчатку от накипи и отложений, которые образуются из-за воздействия горячей воды.
4. Бренд – наибольшей надежностью отличается Германия (Wilo) и Дания (Grundofs). Бюджетные варианты с оптимальным соотношением цена/качество – Польша (DAB) и Китай (Sprut). Также популярностью пользуются итальянские производители (Lowara, Pedrollo) и японский бренд Ebara.
5. Скоростной режим насоса для пола – обычно модели работают на 3 скоростях, что особенно удобно для большой площади отопления, а также 2-3-этажных домов.

Куда ставится насос для теплых полов

Перед подключением насоса к теплому полу важно определить оптимальное место для его установки. Для этого есть 2 варианта:

1. На подаче – то есть рядом со смесительным узлом.
2. На обратке – то есть перед котлом.

В обычной системе монтажники всегда используют второй вариант – насос оптимально поставить именно перед котлом, откуда он будет давать ход воде, что обеспечит ее равномерное прогревание. Но в случае с теплыми полами лучше выбрать монтаж на подаче. Это делают для того, чтобы максимально избежать попадания воздуха в систему.

Как установить насос на теплый пол

После того как место выбрано, следует приступить к монтажу. Алгоритм действий такой:

1. Сначала в монтируемое место устанавливают байпас – обводную трубу.
2. Для этого необходимо разрезать основную трубу.
3. Сформировать на ее концах резьбу.
4. Поставить шаровой кран и вмонтировать насос.
5. Открыть кран для доступа воды.
6. Открыть винт для стравливания воздуха.
7. После установки циркуляционного насоса на теплый пол нужно обязательно протестировать систему. Сначала работу проверяют на малой скорости.

Схема правильного монтажа насоса для теплого пола

Правила ухода за насосом для теплого водяного пола

Насос для теплого пола отличается долговечностью при условии правильного монтажа и отсутствия заводского брака. Однако он также нуждается в обслуживании. Во время эксплуатации необходимо:

1. Периодически (1-2 раза в месяц) стравливать воздух из контура с помощью специального крана. Если это приходится делать слишком часто, есть ошибки в монтаже. Рекомендуется установить дополнительные сепараторы либо воздушные клапаны.
2. Ежегодно проводить смазку рабочего механизма – в этом особенно нуждается насос с сухим ротором.
3. Что касается мокрого ротора, его необходимо иногда (например, раз в 2-3 года) очищать ее от накипи и других отложений.

Заключение

Насос для водяного теплого пола можно выбрать по техническим критериям и другим параметрам (в том числе по бренду производителя). Расчет зависит от площади дома, температуры воды, степени утепления помещения и климатических особенностей местности. Установить такой прибор можно самостоятельно, но только при наличии соответствующих навыков. Ошибки монтажа насоса неизбежно приведут к завоздушиванию и падению производительности.