Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса

Типы циркуляционных насосов

Существует два типа циркуляционных насосов:

• сухой;
• мокрый.

Насосы сухого типа

У насосов данного типа ротор не контактирует с водой, а его поверхность рабочая отделена от электродвигателя защитными кольцами.

Насос сухого типа

Если выбор пал на сухой насос для отопления, нужно знать, что он создаёт воздушные завихрения, поэтому пыль, которая попадает в него, может оказаться внутри мотора и повредить уплотнитель кольца. В этом случае прибор может выйти из строя. Чтобы этого не произошло, между кольцами всегда есть тонкая водяная плёнка, она играет и роль смазки, предотвращая разрушение колец уплотнителя. Насосы сухого типа делятся на три вида:

Поиск по сайту otoplenie-doma.org

• консольные
• вертикальные
• блочные.

Причём насосы для домашнего отопления вертикальные нужны там, где нужно перекачивать большой объём воды.

Циркуляционные насосы мокрого типа

Циркуляционные насосы мокрого типа

Их отличие в том, что ротор с рабочим колесом размещены в той жидкости, которую перекачивает насос для отопления, характеристики которого рассмотрим ниже. А та часть, в которой располагается электродвигатель, надёжно загерметизирована. Эти насосы для отопления 12 вольт хорошо подходят для небольших отопительных систем, к тому же, они издают меньше шума и не требует дополнительного техобслуживания, следовательно, их довольно легко ремонтировать, а также можно скорректировать параметры настройки. Из недостатков можно отметить низкий КПД.

Такие модели подойдут там, где есть стабильный или незначительно меняющийся уровень расхода воды. Благодаря ступенчатой регулировке можно значительно сэкономить электроэнергию, выбрав режим, наиболее подходящий для данного строения.

О поверхностных насосах

Второе название этого типа насоса, насос самовсасывающий поверхностный. По самому названию, понятно, что данный тип насоса предназначен для забора воды с небольших глубин, и подаче забранной воды на высоты, значительно превышающие глубину забора.

Источники индивидуального водоснабжения для поверхностного насоса, неприхотливы и проще в устройстве. Подойдут: открытый водоем, неглубокий колодец, простая скважина длинной до 8 метров.

Простое правило! Устанавливается поверхностный насос не далее 4 кратной глубины забора воды. Если насос поднимает воду с 4-х метров, то стоять от скважины он может не дальше 16 метров.

Сложное правило! На самом деле (более точно) зависимость между глубиной забора воды и местом установки насоса не линейная. Более точное место установки поверхностного насоса лучше определить по таблице:

Напор насосного оборудования циркуляционного типа

Напор создается од действием насосного устройства для того чтобы противостоять гидродинамическим потерям, возникающим в трубах, радиаторах, вентилях, соединениях. Другими словами, напор – величина гидравлического сопротивления, которое агрегат должен преодолеть. Для обеспечения оптимальных условий для перекачки теплоносителя по системе показатель гидравлического сопротивления должен быть меньше показателя напора. Слабый водяной столб не сможет справиться с поставленной задачей, а слишком сильный – может стать причиной возникновения шума в системе.

Расчет показателя напора циркуляционного насоса требует предварительного определения гидравлического сопротивления. Последнее зависит от диаметра трубопровода, а также скорости перемещения по нему теплоносителя. Чтобы рассчитать гидравлические потери, нужно знать скорость движения теплоносителя: для полимерных трубопроводов – 0,5-0,7м/с, для труб, выполненных из металла, – 0,3-0,5м/м. На прямых участках трубопровода показатель гидравлического сопротивления будет находиться в пределах 100-150Па/м. Чем больше диаметр труб, тем меньше потери.

При этом ζ обозначает коэффициент местных потерь, ρ – показатель плотности теплоносителя, V – скорость перемещения теплоносителя (м/с).
Далее необходимо суммировать показатели местных сопротивлений и величины сопротивлений, которые были рассчитаны для прямолинейных участков. Полученное значение будет отвечать минимально допустимому напору насоса. Если в доме сильноразветвленная система отопления, расчет напора следует произвести по каждой ветки отдельно.

    – котел – 0,1-0,2;
    – теплорегулятор – 0,5-1;
    – смеситель – 0,2-0,4.

При этом Hpu – напор насоса, R – потери, которые были вызваны трением в трубах (измеряется Па/м, за основу можно принять значение 100-150 Па/м), L – протяженность обратного и прямого трубопроводов самой длинной ветки или сумма ширины, длины и высоты дома умножена на 2 (измеряется в метрах), ZF – коэффициент для термостатического вентиля (1,7), арматуры/фасонных деталей( 1,3), 10000 – коэффициент пересчета единиц (м и Па).

Автоматизация насосного оборудования

Для нормального функционирования такие насосы должны потреблять электроэнергию. На сегодняшний день электричество не является дешевым, поэтому многие задумываются о том, как сделать работу насоса более экономной с точки зрения потребления электроэнергии.

Устройство отопительной системы в частном доме — дело нужное и крайне важно, когда вы хотите создать максимально комфортные температурные условия проживания в нем. Наиболее эффективно работающим тепловым блоком является обвязка с принудительной циркуляцией теплоносителя по магистрали. Чтобы реализовать такую задачу, следует дооборудовать систему насосной установкой

Вот только вся проблема в том, что необходимо подобрать подобное оборудование по производительности, ведь именно от этого зависит эффективность функционирования всего контура. А как правильно рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, вы узнаете из этой статьи

Чтобы реализовать такую задачу, следует дооборудовать систему насосной установкой. Вот только вся проблема в том, что необходимо подобрать подобное оборудование по производительности, ведь именно от этого зависит эффективность функционирования всего контура. А как правильно рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, вы узнаете из этой статьи.

Виды тепловых насосов

Сама идея об извлечении и использовании тепла окружающей возникла давно, но ее активное претворение в жизнь тепловых насосов началось недавно. Их активному внедрению способствовали появившиеся надежные и производительные циркуляционные насосы для отопления частных домов, с успехом используются в тепловых насосах. Для хорошей работы теплового насоса нужно перекачивать большие объемы теплоносителя для извлечения тепла из грунта или водоема в тепловой насос.

Следовательно, насос для системы отопления частного дома цена и производительность которого выбраны оптимально, хорошо работают не только в газовых системах отопления, но успешно применяются в тепловых насосах.

Существующие тепловые насосы классифицируются по методу извлечения тепла.

Окончательный подбор насоса для системы отопления частного дома делается на основании довольно сложных расчетов. Различают три основных вида:

1. воздушный — абсорбирует тепло из воздуха;
2. геотермальный — отбирает тепло из грунта, наземных и подземных вод;
3. вторичного тепла — отбор тепла с канализации или центрального отопления, применяется в промышленности.

Исходя из технических возможностей подбирается насос для отопления в частном доме, и его установка. Для создания автономной системы наиболее предпочтителен второй вариант — геотермальный тепловой насос. Тип насосов может быть замкнутым или открытым. Второй способ применяется при наличии больших объемов чистой воды, т. к. после отъема тепла вода выливается назад в водоем.

В настоящее время можно купить тепловой насос для отопления дома, геотермальный, один из трех типов:

• насос геотермальный водный;
• насос геотермальный с глубинным расположением коллектора;
• насос геотермальный горизонтальный.

Окупить тепловой насос для отопления в частном доме цена которого значительно выше цены систем стандартного отопления, потребуется несколько лет. Но если учесть большой срок работы подобного оборудования и отсутствие платы за тепло, то экономическая выгода очевидна. Спрос на тепловые насосы для отопления дома увеличится, и они станут конкурировать с газовым отоплением при уменьшении цены покупки и установки. Благодаря неоспоримым преимуществам геотермального отопления — тепловой насос для системы отопления частного дома оправдан экономически.

https://youtube.com/watch?v=Sbg8kV7O7sw

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

РАСЧЁТ НАПОРА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
3. Высокая надежность при работе.
4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

По каким критериям выбирать насосы для водяного пола

Как выбрать насос для теплого водяного пола

Как уже упоминалось в статье ранее, оптимальным вариантом считается приобретение насоса в комплекте с конкретной отопительной системой. Если такой возможности нет, то перед покупкой нужно ознакомиться со следующими показателями.

Критерий	Описание
Производительность	Определяется в кубических метрах или литрах перекачиваемой жидкости за час работы. Для обеспечения нормального обогрева помещения насос должен в час перекачивать не менее трехкратного объема жидкости, находящейся в контуре отопления пола. Опытные монтажники настоятельно рекомендуют для этого параметра делать запас минимум 25%. Дело в том, что длительная работа насоса на предельных показателях приводит к его преждевременному выходу из строя. Изоляция обмоток статора и ротора перегревается и в ускоренном темпе теряет свои первоначальные характеристики, а это становится причиной короткого замыкания.
Максимальный напор	Подбирается с учетом длины, диаметра и материала изготовления трубопроводов отопительного контура. Недостаточные показатели напора также становятся причиной перегрева со всеми вытекающими негативными последствиями.
Габаритные размеры	Зависят от расположения насоса, чем меньше насос, тем легче найти место для его установки. Но нужно помнить, что небольшие по размерам устройства не могут иметь высокие показатели производительности.
Фазность тока	Большинству жилых помещений достаточно насосов с однофазным двигателем. Для очень больших зданий нужно покупать насосы с приводом от трехфазного двигателя.

Правильно подобранный по всем показателям насос для обогрева пола будет обеспечивать требуемую эффективность, надежность и долговечность работы системы.

Расчёт оборудования

Прежде, чем приступить к расчёту насоса циркуляционного для отопления, необходимо изучить функции, выполняемые устройством, поскольку именно они являются определяющими при проведении указанного мероприятия:

1. Водяной насос осуществляет перекачивание теплоносителя, объём которого зависит от площади отапливаемого помещения.
2. Аппарат преодолевает сопротивление труб и арматуры.

Опираясь на эту информацию, осуществляется расчёт насоса для отопления.

Мощность

Исходя из потребности обогреваемого помещения в тепловой энергии, необходимо уточнить рабочую мощность, которой должен обладать приобретаемый аппарат. Для этого требуется применение следующей формулы:

G = Q/(1,16*DT).

Здесь использованы следующие величины и значения:

Q — количество тепловой энергии, которое потребляется обогреваемым помещением.

DT — показатель разницы температур теплоносителя, циркулирующего в прямом и обратном контурах. Данная величина является постоянной, однако её значение зависит от типа отопления:

• двадцать градусов — обычное обогревательное оборудование;
• десять градусов — низкотемпературное отопление;
• пять градусов — система “тёплый пол”;

1,16 — удельная теплоёмкость. Речь идёт об обычной воде. В случаях, когда в системе присутствует другой теплоноситель, следует подставлять значение, присущее именно ему.

Стоит заметить, что расчёт мощности водяного насоса может быть осуществлён при посредстве иной формулы:

G=3.6*Q/(c*DT).

c — означает удельную теплоёмкость жидкости, которая циркулирует в трубопроводе.

Результат подобных вычислений отображается в кг/ч. Однако достаточно часто производительность рассматриваемого агрегата указывается в кубометрах. Дабы отобразить полученное значение в м3\ч, следует разделить его на плотность воды.

Пример расчёта

Если площадь дома равна 150 метров квадратных, то потребность такого помещения в тепле составит 15000 Ватт. Поскольку отопление здания осуществляется посредством стандартной системы обогрева, оснащённой обычными радиаторами, дельта температур будет равна 20 градусам.

Подставляя имеющиеся данные в соответствующую формулу, можно получить значение искомой величины:

15000/(1,16*20)=646,55 кг/час.

При пересчёте на кубометры, получается:

646,55/971,8=0,665 м3/час.

Рекомендации по выбору насоса

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления частного дома, должен хорошо выполнять свои основные функции. К каждому такому устройству предъявляются определенные требования.

1. Агрегат должен обладать необходимой продуктивностью или производительностью работы. Расчет этого параметра осуществляется в условиях минимальной нагрузки на устройство.
2. Другим критерием выбора является давление, обеспечивающее необходимый напор в трубах и всей системе. В этом случае нужно учитывать условия эксплуатации. Они зависят от объема помещений, вида жидкости в системе, температуры окружающей среды и самого теплоносителя. Большое значение имеет диаметр используемых труб.
3. При покупке нужно обязательно учитывать внешние факторы, связанные с размерами агрегата, уровнем шума во время работы, сложностями технического обслуживания.

Правильный выбор насоса обеспечивает его надежную и устойчивую работу, продолжительную эксплуатацию в сложных условиях.

Расчет теплового насоса воздух-вода на ГВС

Теперь приступим к прямым расчетам. Для этого вам нужно знать следующее:

• Температура входящей воды;
• Расход горячей воды утром и вечером;
• Среднюю температуру на улице утром и вечером;
• Коэффициент COP (КПД) теплового насоса.

Средние температуры узнать несложно – на многих сайтах, предлагающих прогноз погоды, можно с большой точностью узнать средние колебания в вашем регионе и даже отдельном городе. COP теплового насоса при разных температурах должен указывать производитель в сопроводительной документации.

Для точности, подсчеты будем делать отдельно, для утреннего и вечернего времени. В идеале расчет теплового насоса воздух-вода стоит делать отдельно для каждого месяца, но никаких принципиальных отличий у нас не будет. Просто придется повторить процесс трижды, подставляя разные значения.

Для подсчета расхода электроэнергии нужны три значения, а именно:

∆T – разница температуры входящей воды и требуемой. Обычно нормальный уровень нагрева горячей воды +45 — +55 градусов.V – объем расхода воды в литрах.K – COP (КПД) теплового насоса при средней температуре воздуха на улице.

Формула расчета выглядит следующим образом:

∆T х V / K х 1,16.

Например, нам нужно 200 литров воды подогреть от +5 до +45 градусов, когда COP теплового насоса равен 4. Теперь подставим цифры в формулу и получим результат:

40 х 200 / 4 х 1,16 = 2320.

Таким же образом подсчитайте энергопотребление для другого времени суток с пиковым расходом, просуммируйте цифры и умножьте на количество дней в месяце. Сделайте расчет для каждого месяца и получите количество электроэнергии, нужное для ГВС с помощью теплового насоса.

Система водяного теплого пола: как устроена?

Система включает в свой состав следующие обязательные компоненты:

• источник тепла (котел, стояк централизованного отопления);
• теплоноситель (вода, тосол, масло и др.);
• трубы обогрева;
• утеплитель;
• управляюще-распределительное устройство;
• насос циркуляционный.

По разветвленной сети трубопроводов, расположенных на полу под покрытием, циркулирует теплоноситель. Источником тепла обычно выступает газовый котел.

Использование водяных полов в квартирах с источником тепла, подающимся централизованно по стояку, допускается в домах с поквартирной горизонтальной разводкой отопления.

Схема обустройства теплого пола

С целью одинакового прогрева полов трубы размещают на не большом расстоянии между собой (100-200 мм). У стен расстояние между трубами оставляют меньше чем в центре помещения. Раскладка труб проводится по двум схемам:

• змейкой – ассоциируется с трассой слалома или зигзагом;
• улиткой – напоминает спираль.

Теплоноситель, прогретый до температуры 35-45 градусов, проходя по трубопроводу, теряет температуру. Оптимальная длина трубопровода (петли) до 120 м. Этого хватает для покрытия помещения площадью до 20 м2. Для больших помещений монтируют несколько трубопроводов. К источнику тепла их подсоединяют параллельно через коллектор, который располагают в специальном шкафу. В нем же устанавливают запорную и управляюще-регулирующую аппаратуру (манометры, термостаты, сливные краны, датчики расхода, воздушные клапаны), а также насосы.

Как выбрать циркуляционный насос?

Главной функцией насоса является прокачка нужного количества воды через котел для ее нагрева, а также через радиаторы, чтобы они отапливали помещение. Если насос выбрать неправильно, то появятся проблемы в отоплении.

Большинство проблем системы отопления связаны с неправильным выбором диаметров труб, а не с насосом.

Если насос выбран слишком мощный, то появится шум из-за большой скорости теплоносителя. Если напор насоса недостаточен, то последние радиаторы не будут греться, а котел станет тактовать. Вода будет нагреваться, но не прокачиваться с нужной скоростью через радиаторы отопления.

Для чего необходимы расчеты

Большинство современных систем автономного обогрева, использующихся для поддержания определенной температуры в жилых помещениях, укомплектованы насосами центробежного типа, которые обеспечивают бесперебойную циркуляцию жидкости в отопительном контуре.

За счет увеличения давления в системе можно снизить температуру воды на выходе отопительного котла, сократив тем самым суточный расход потребляемого им газа.

Правильный выбор модели циркуляционного насоса, позволяет на порядок повысить уровень эффективности работы оборудования в отопительный сезон и обеспечить комфортную температуру в помещениях любой площади.

Полезные рекомендации

При выборе насоса для системы отопления преимущество стоит отдавать конструкциям с «мокрым» ротором, поскольку они очень тихо работают и выдерживают более высокие нагрузки, чем гидравлические приспособления иных модификаций.

Корме того, обратите внимание на материал корпуса – остановите свой выбор на изделиях из нержавеющей стали, бронзы или латуни. Так же предпочтение стоит отдавать моделям с подшипниками и валом, изготовленными из керамики

Срок эксплуатации такого оборудования превышает 20 лет.

При установке устройства в систему необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался горизонтально, то есть параллельно трубе. Если в процессе работы насоса появляется подозрительный шум, это еще не говорит о его неисправности или фабричном дефекте. Попробуйте спустить воздух, оставшийся в системе после запуска.

Виды насосов

Циркуляционный насос — вспомогательное оборудование, оно создаёт принудительное перемещение и распределение жидкости по трубам. Типовая модель — это корпус с патрубками для подключения труб, и лопасти — они гоняют теплоноситель.

Ассортимент большой, но вот видов всего несколько.

С «мокрым» ротором

В данном механизме, ротор контактирует с водой. Вал вращаясь, засасывает жидкость, и под воздействием  давления она продвигается дальше. В таком насосе вода служит смазкой.

Это оборудование имеет не большую мощность, поэтому применяется в водяном отопление, устанавливающемся на площади до 400 м2. Такие насосы надёжны, бесшумны и экономичны, так как потребляют мало электрической энергии.

С «сухим»

 В «сухих» моделях — ротор не соприкасается с теплоносителем, он расположен в специальной герметичной ёмкости. В качестве изоляции выступают кольца из резины или манжеты. На таком механизме не сказывается отрицательно жёсткая вода. Данный вид имеет большую мощность, она выше, чем у «мокрых» моделей.

Промышленные

Промышленные насосы — это сдвоенная конструкция,  они удобны в использовании в период сильных морозов.

При необходимости активируется вторая установка, тем самым, работоспособность увеличивается, и теплоноситель начинает активнее циркулировать по трубам водяного пола. Кроме того, если ломается один, можно включить второй. 

Классификация по скорости

Насосное оборудование классифицируется так же по скорости, и бывает:

• односкоростное — имеет один температурный режим;
• многоскоростное — несколько скоростных режимов, они применяются в нагревательных системам имеющих разный температурный показатель.

При сооружении тёплых полов рекомендован трёхскоростной насос.

Особенности работы ТН воздух-вода на отопление

Воздух – весьма непостоянная среда. В течение суток его температура может падать на 10-15 градусов, а при резких сменах погоды и более. Многие допускают одну и ту же ошибку – делают расчет мощности теплового насоса для отопления дома на основании средней температуры. А после удивляются, что потребление энергии выше, чем заявил производитель. Поясним на наглядном примере.

Допустим, вам нужно поддерживать в доме температуру +20, а на улице днем -5, а ночью -15 градусов. Как мы видим, днем придется работать с разницей температур 25, а ночью – 35 градусов.

Казалось бы, перепад составляет всего 10 градусов или около 40% и потребление электроэнергии должно вырасти ровно настолько. Но это не так.

Принцип работы воздушного теплового насоса построен так, что его COP (КПД) меняется не по прямой зависимости. И получится, что ночью он будет потреблять не на 40%, а на 45-50% больше электроэнергии.

Из иллюстрации видно, что COP напрямую зависит от температуры наружного воздуха и температуры, до которой нужно нагреть теплоноситель (в нашем случае — воду).

Поэтому при расчете мощности воздушного теплового насоса стоит учитывать не только температуры, но и колебания COP (КПД теплового насоса)

Причем в долгосрочной перспективе это немаловажно, ведь в отопительный сезон темное время суток длится до 15 часов

Способ управления

Вполне допустимо постоянно поддерживать циркуляцию горячей воды в трубах, однако это неэкономично и неоправданно. Горячая вода не используется постоянно. В ночное время пока все жильцы спят бесполезно поддерживать в трубах воду горячей, то же относится и ко времени, когда все на работе или учебе.

Если разводка труб выполнена правильно, то обязательно применяется теплоизоляция, так что раз попав в трубы, горячая вода не остынет моментально.  Потому и нет нужды все время перекачивать воду из бойлера в трубы и обратно, достаточно периодической работы насоса, что снижает нагрузку на него и систему ГВС в целом. Говорить про экономию электричества не приходится, так как потребление рециркуляционного насоса невелико.

Используется два основных метода управления:

• по показаниям датчика температуры;
• по таймеру (расписанию).

Оба варианта востребованы, хоть и существенно отличаются по принципу действия.

По датчику температуры

Grundfos UP 15-14 BT 80

Блок управления насосом в этом случае опирается на показания температурного датчика, погруженного в воду внутри труб контура. Работа насоса возобновляется, как только вода остыла до определенного порогового значения температуры. Такой подход существенно снижает нагрузку на оборудование, постоянно поддерживает воду в трубах нагретой. Кроме этого повышается безопасность ГВС. Установив достаточно большой порог срабатывания, вода чаще прокачивается через бойлер, где дополнительно греется и обеззараживается.

По таймеру

Grundfos UP 15-14 BU

Блок управления попеременно включает и выключает насос исходя из временных задержек, установленных в настройках. Точно зная параметры системы ГВС, протяженность труб и их внутренний объем, теплоизоляцию и средние теплопотери, можно подобрать оптимальное время, за которое вода не успеет остыть. Насос включается от сигнала таймера и перекачивает всю воду. При этом продолжительность работы так же рассчитывается исходя их объема труб и производительности насоса.

Еще одно преимущество таймера – это возможности составлять расписание для работы рециркуляционного насоса на сутки или даже неделю. Именно в этом случае учитывается время простоя, когда горячей водой не пользуются.