Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Функционирование современных систем отопления, в которых используется принудительное движение теплоносителя по контурам отопления было бы невозможно без циркуляционного насоса.

Подбор циркуляционного насоса

Именно это устройство обеспечивает движение теплоносителя по магистралям системы отопления, системы теплый пол, системы рециркуляции ГВС. В сложных многоконтурных системах домов большой площади и этажности таких насосов может быть несколько.

Эффективная теплоотдача системы отопления напрямую зависит от соответствия параметров циркуляционного насоса параметрам системы в целом. Чтобы ориентироваться в теме, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, ознакомимся с его устройством и основными параметрами.

Устройство насоса

Циркуляционный насос в разрезе

Устройство насоса «сухого» типа

Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Технические параметры циркуляционного насоса

С функциональными возможностями устройства можно ознакомиться из его технического паспорта. Выбрать циркуляционный насос для отопления Вам помогут знания о таких параметрах:

1. Расход насоса ( подача, производительность) — объемная величина (единица -м³/ч), численно равная максимальному объему воды, который может прокачать через себя насос за один час времени.
2. Напор циркуляционного насоса — это максимальное значение гидравлического сопротивления, которое оказывают все элементы отопительных контуров движению жидкости, и которое способен преодолеть насос (при его расходе = 0). Измеряется в м (метрах).
3. Характеристика насоса — производная величина, определяемая взаимосвязь напора насоса и его производительности. Так для однорежимного (односкоростного) насоса существует только одна характеристика, для двух и более — соответственно две и… Что говорить о насосах с плавно регулируемой производительностью?..

Классификация циркуляционных насосов

Насосы циркуляционные от различных производителей друг от друга существенно не отличаются. Все они классифицируются по типу ротора. Различают:

• насосы с «мокрым» ротором
• насосы с «сухим» ротором.

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой. К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды). Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики. Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса. Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

И перед тем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, следует запомнить, что «прописка» такого насоса желательна в отдельном помещении. Отличительной особенностью устройств «сухого типа» является достаточно громкий звук функционирования.

Маркировка циркуляционных насосов

После названия марки насоса на его корпусе указаны цифры. Например, Grundfos UPS 25-50.

Первые две цифры — это диаметр присоединительных патрубков. В нашем случае 25 мм (1 дюйм) — диаметр резьбы гаек, поставляемых в комплекте с циркуляционным насосом.

Второе число обозначает максимальную высоту подъема теплоносителя в системе. В нашем примере высота подъема 5 м, то есть он может создавать избыточное давление до 0,5 атм.

Согласно этих величин выполняют подбор циркуляционного насоса для отопления после того, как теоретически выполнили расчет напора циркуляционного насоса и расчет мощности циркуляционного насоса отопления.

Кстати, потребляемая мощность насоса регулируется ступенчато (3 положения) или плавно (электронное управление электродвигателем насоса). О силе потребляемого тока при определенной отдаваемой мощности можно узнать из таблички, закрепленной на корпусе насоса.

Насосы, оборудованные электронным блоком управления, отличаются повышенной экономичностью и способны самостоятельно регулировать свои рабочие характеристики, анализируя расход и давление воды в системе.

Расчет циркуляционного насоса выполняют, исходя из потребности строительной конструкции в тепле – эта величина является базовой точкой при расчете циркуляционного насоса для отопления. Значение величины принимается соответствующим наиболее холодному времени года. Согласно, СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” для одно-двухэтажных зданий на 1 м² общей площади 173-177 Вт/м² при температуре «за бортом» -25 — 30 °C. Дома в три-четыре этажа имеют показатели от 97 до 101 Вт/м² соответственно.

Умножив это «нормы» на число «квадратов» отапливаемого помещения, получим величину потребности строения в тепле.

Также расчет параметров циркуляционного насоса можно выполнить, исходя уже из мощности котла.

Необходимое значение рассчитывается по формуле:

где:

\(Q\) — рассчетная величина, соответствующая расходу насоса, (литров/ч);

\(N\) — мощность основного нагревателя (котла), (Вт);

\(t_2\)— температура теплоносителя на входе в подающую трубу (на выходе из котла), (°C);

\(t_1\) — температура теплоносителя в «обратке» (на входе в котел), (°C).

Подставив необходимые параметры в формулу, мы получим требуемый расход насоса.

Температура теплоносителя, «выходящего» из котла обычно находится в промежутке от + 85 до 95 °C, температура «обратки» в диапазоне 60-70 °C.

Величину необходимого для преодоления гидравлического сопротивления напора определяют по специальным формулам. Для упрощенного подбора можно воспользоваться такой информацией:

• прямолинейные участки труб оказывают сопротивление 100-150 Па/м, что эквивалентно требуемому напору насоса — 0,01-0,015 м на каждый метр трубопровода магистрали.
  

  Внимание! В расчетах учитывается полная длина контура (подающей трубы и обратной).

• Фитинги забирают до 30% от рассчитанного «прямого» сопротивления;
• Трехходоовой смеситель — 20%;
• Терморегулирующие вентили — 70%.

Это интересно!

При расчетах гидравлического сопротивления всей отопительной магистрали не принимается во внимание высота (этажность) здания. То есть, величина высоты, на которую насос должен будет поднимать воду, тут роли не играет!

Это объясняется тем, что система замкнутая. Поэтому высота подающей линии равняется высоте обратной — столбы жидкости в них уравновешены между собой.

Суммарное гидравлическое сопротивление определяется только суммой сопротивлений всех поворотов, тройников, вентилей…

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Используя рассчитанные данные напора и расхода, определяют необходимую характеристику насоса, который затем подбирают по каталогу.

Так как подбирая циркуляционный насос для системы отопления мы оперировали максимальными данными нагрузки на насос, то для его повседневной работы будет достаточно выбрать менее мощный вариант. Он и «потише» будет при меньшей свой стоимости, и электроэнергии «кушать» будет меньше.

Особенности монтажа

При установке насосов необходимо учитывать такое правило: «Вал насоса должен располагаться горизонтально!»

Такие устройств «качают» теплоноситель только в одном направлении. Поэтому при монтаже насоса необходимо соблюдать правильное направление его установки.

Можно подобрать циркуляционный насос для отопления с естественной циркуляцией. В таком случае, проводится модернизация существующей отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя установкой циркуляционного насоса. «Врезанный» в такую систему насос позволяет улучшить равномерность прогрева всех радиаторов. Кроме этого практически замечена экономия газа на 20-30% при интеграции такого насоса в контуры отопления.

Насос устанавливается на обводной байпас, врезанный в «обратку» системы, а в магистральную трубу необходимо установить обратный клапан, который позволит системе функционировать и при внезапном отключении электроэнергии.