Подбор оборудования

Подбор циркуляционного насоса

Как определить расход и напор циркуляционного насоса

Циркуляционные насосы используются в системах отопления дома для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя в системе. Такой насос также подбирается, исходя из требуемой производительности и напора насоса. График зависимости напора от производительности насоса является основной его характеристикой. Так как существуют одно-, двух- , трехскоростные насосы, то и характеристик у них соответственно – одна, две, три. Если насос имеет плавно изменяющуюся частоту вращения ротора, то таких характеристик множество.

Расчет циркуляционного насоса – ответственная задача, лучше ее доверить тем, кто будет выполнять проект отопительной системы, так как для расчетов необходимо знать точные теплопотери дома. Подбор циркуляционного насоса выполняется с учетом объема теплоносителя, который он должен будет перекачивать

Расчет производительности циркуляционного насоса

Для выполнения расчетов производительности циркуляционного насоса отопительного контура необходимо знать такие параметры:

Отапливаемая площадь здания;

Мощность источника тепла (котла, теплового насоса или др.).

Если нам известна и отапливаемая площадь, и мощность источника тепла, то можно сразу переходить к расчету производительности насоса.

Где,

  • Qн – подача/производительность насоса, м3/час
  • Qнеобх – тепловая мощность источника тепла.
  • 1,16 – удельная теплоемкость воды, Вт*час/кг*°К.
  • Удельная теплоемкость воды - 4,196 кДж/(кг °К). Перевод Джоулей в Ватты
  • 1 кВт/час = 865 ккал = 3600 кДж;
  • 1 ккал=4,187 кДж. Итого 4,196 кДж = 0,001165 кВт = 1,16 Вт.
  • tг – температура теплоносителя на выходе из источника тепла, °С.
  • tх – температура теплоносителя на входе в источник тепла (обратка), °С.
  • Данная разница температур Δt = tг – tх зависит от типа отопительной системы.
  • Δt= 20 °С – для стандартных отопительных систем;
  • Δt = 10 °С – для отопительных систем низкотемпературного плана
  • Δt = 5 – 8 °С – для системы «теплый пол».

Пример расчета производительности циркуляционного насоса.

Рассмотрим такой вариант системы отопления дома: дом площадью 200 м2, система отопления двухтрубная, выполнена трубой 32 мм, протяженность 50 м. Температура теплоносителя в контуре имеет такой цикл 90/70 °С. Теплопотери дома составляют 24 кВт.

Вывод: для системы отопления с данными параметрами необходим насос, обладающий подачей/производительностью более 2,8 м3/час.

Расчет напора циркуляционного насоса

Важно знать, что напор циркуляционного насоса зависит не от высоты здания, как было описано в примерах расчета погружного и поверхностного насоса для водоснабжения, а от гидравлического сопротивления в системе отопления.

Поэтому перед тем как посчитать напор насоса, необходимо определить сопротивление системы.

Где,

  • Нтр – требуемый напор циркуляционного насоса, м.
  • R – потери в прямом трубопроводе по причине трения, Па/м
  • L – общая длина всего трубопровода отопительной системы для самого дальнего элемента, м.
  • ρ – плотность перетекаемой среды, если это вода, то плотность равна 1000 кг/м3.
  • g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.
  • Z – коэффициенты запаса для дополнительных элементов трубопровода:
  • Z=1,3 – для фитингов и арматуры.
  • Z=1,7 – для термостатических вентилей.
  • Z=1,2 – для смесителя или устройства, предотвращающего циркуляцию.

Как было установлено вследствие опытов, сопротивление в прямом трубопроводе примерно равно R=100 – 150 Па/м. Это соответствует напору насоса примерно 1 – 1,5 см на метр.

Определяется ветка трубопровода – самая неблагоприятная, между источником тепла и самой удаленной точкой системы. Необходимо сложить длину, ширину и высоту ветки и умножить на два.

L = 2*(a+b+h)

Пример расчета напора циркуляционного насоса. Данные возьмем из примера расчета производительности.

В первую очередь рассчитываем ветку трубопровода

L = 2*(50+5) = 110 м.

Нтр = (0,015 * 110 + 20*1,3 + 1,7*20)1000*9,8 = (1,65+26+34)9800=0,063= 6 м.

Если фитингов и других элементов будет меньше, то напор потребуется меньший. Например, Нтр = (0,015*110+5*1,3+5*1,7)9800=(1,65+6,5+8,5)/9800=0,017=1,7 м.

Вывод: для данной системы отопления необходим циркуляционный насос с производительностью 2,8 м3/час и напором 6 м (зависит от количества арматуры).