Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

4 формулы, от которых зависит тепло в доме: правила расчета циркуляционного насоса для системы отопления

4 формулы, от которых зависит тепло в доме: правила расчета циркуляционного насоса для системы отопления

Фото 1

Правильный расчёт насоса позволит избежать возникновения проблем в течение эксплуатации отопления. Характеристики должны быть рассчитаны точно, чтобы избежать неисправностей.

Для этого необходимо знать четыре формулы. И также следует понимать значение понятия РТ.

Рабочая точка: что это такое?

Является пересечением графиков двух характеристик: насоса и трубопровода. В этой точке полезные мощности расхода и потребления равны. От её положения зависит производительность системы. Подачу воды изображают как возрастающую из нуля величину, а напор — как убывающую из максимального значения пропускной способности труб.

Фото 2

Фото 1. Пример того, как может измениться рабочая точка при изменении характеристик системы отопления.

У подачи есть минимальный порог. Если не учитывать его, система перегревается, что приводит к повреждениям. Давление также может отклоняться от нормального показателя, что частично влияет на характеристику сети.

Важно! Дросселирование и образование отложений влияют на изменение положения точки.

Необходимо соблюдать требования к эксплуатации:

  • теплопотребление строения;
  • пиковые расходы.

Выбрав РТ, под её характеристики подбирают циркуляционный насос. Желательно взять прибор с показаниями, расположенными правее рабочей точки. Запас позволит избежать проблем при изменении значений.

Формулы расчета характеристик насоса для системы отопления

Для определения места установки необходимо рассчитать РТ. Следует помнить, что двукратное увеличение напора — квадрат коэффициента повышения подачи.

Мощность циркуляционного насоса

Фото 3

N = (P * Q * H) / (367 * КПД), где:

  • P — плотность воды.
  • Q — расход рабочей жидкости.
  • H — уровень напора.

Мощность вычисляется в кВт. При покупке следует ориентироваться на этот показатель, выбирая устройство с аналогичным или большим значением. Лучше брать с запасом и вручную ограничивать.

Как подобрать производительность

Q = (S * Qуд) / 1000, где:

  • S — площадь помещений, в которых размещена обвязка.
  • Qуд — удельное потребление энергии.

Производительность вычисляется в кВт на метр квадратный. В многоквартирных и частных домах это значение различно. Во втором случае он больше на 40—45%. Это связано с потерями тепла, которые в малоэтажных строениях выше.

Какой нужен напор воды

H = (R * L * ZF) / 10000, где:

Фото 4

  • R — сопротивление трубопровода.
  • L — длиннейший отрезок отопления.
  • ZF — коэффициент запаса, в большинстве случаев принимается равным 2,2.

Напор жидкости измеряется в метрах. Отображают как убывающий график. Максимальное значение достигается в начальной точке, поскольку по мере удаления от котла показатель падает.

Как рассчитать подачу воды

V = Q / (1,16 * T), где:

  • T — разница температур теплоносителя в отопительной системе, обычно составляет от 10 до 20 °C.
  • Q — производительность насоса.

Подача измеряется в кубометрах в час. За T принимают разность между температурой воды в котле и в крайней точке обратки. Подачу отображают как возрастающий график. Вместе с ней изменяется скорость потока и гидравлическое сопротивление.

Справка! Последнее меняется в квадратичном соотношении, поэтому выглядит как парабола.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором показано, как производятся необходимые вычисления при выборе насоса для отопления.

Правильность расчётов

Весьма важно получить качественные значения. Иначе возможно возникновение неисправностей. Рекомендуется обратиться к специалистам по сантехнике.

Читайте так же:
Простейшие цифровые антенны своими руками

Выбор циркуляционного насоса

Выбирая циркуляционный насос по его техническим параметрам, покупатель не всегда хорошо понимает значение того или иного термина, не осознает физический смысл, скрывающийся за цифрами. Такая некомпетентность нередко приводит к выбору устройства, которое не может эффективно функционировать в конкретной системе отопления. О чем нужно иметь представле

  • 1 из 1

На фото:

Параметры трубопровода

Важно знать общую высоту и протяженность трубопроводов , то есть расстояние от водогрейного устройства до самой высокой, а также наиболее удаленной точки системы соответственно. Так, если котел установлен в подвале, общая высота трубопровода примерно равна расстоянию от подвала до верхнего отапливаемого этажа.

Кроме этого, следует учитывать диаметр труб, из которых состоит конкретный контур в системе, а также материал, из которого изготовлены как трубы, так и радиаторы и коллекторы.

Гидравлическое сопротивление

Высота трубопровода задает гидравлическое сопротивление всей схемы водяного отопления, которое и предстоит преодолевать циркуляционному насосу.

  • 1 из 1

На фото:

Схема расположения циркуляционных насосов фабрики Grundfos в системе отопления и ГВС частного дома.

Энергопотребление класса А Прежде шкала маркировки энергоэффективности применялась исключительно для бытовой техники. Но теперь аналогичным образом маркируют и энергоэффективность циркуляционных насосов. Первой систему маркировки предложила компания Grundfos. Количество измеренных киловатт-часов, которые насос тратит за год, оценивается по шкале от A до G, при этом энергоэффективность средних циркуляционных насосов соответствует классу D. В отличие от них, насосы класса A могут сократить энергопотребление на 80%.

На фото: Экономия от использования энергосберегающих циркуляционных насосов класса A, B, C.

Мощность циркуляционного насоса

Мощность не является самым важным параметром выбора циркуляционного насоса. Мощность определяет, какое количество электроэнергии насос будет потреблять в процессе работы (к слову, эти агрегаты довольно экономичны — потребляют в среднем менее 1 кВт·ч за сутки).

Объемная подача

Скорость циркуляции жидкости (или объемная подача) является одним из основных параметров циркуляционного насоса. Это показатель того, какой максимальный объем теплоносителя устройство может прогнать по системе отопления за единицу времени. Зависимость скорости циркуляции жидкости от напора представлена в виде графика, который приводится в инструкции к насосу: зная высоту, на которую нужно будет поднимать жидкость, можно легко рассчитать необходимую объемную подачу, и наоборот.

Максимальная скорость циркуляции достигается при минимальном сопротивлении системы, то есть при нулевой высоте подачи. При увеличении высоты объемная подача неуклонно уменьшается.

Учтите! Максимальному напору соответствует минимальное значение объемной подачи.

То есть если максимальный напор насоса будет равен общей высоте трубопроводов отопления, то скорость циркуляции в верхней точке системы снизится до нуля – движения жидкости просто не будет.

Указанные параметры для циркуляционного насоса следует выбирать с некоторым запасом. Мы умышленно не приводим здесь цифры, так как их определяют индивидуально для каждой конкретной системы водяного отопления, и решение этой задачи лучше поручить специалисту.

Общая формула «чем мощнее – тем лучше» в данном случае вполне справедлива, но совершенно неоправданна с экономической точки зрения. Для владельца дома она означает покупку более дорогого устройства и пусть несущественную, но оплату дополнительной электроэнергии.

Расчет насоса для системы отопления: подбираем оптимальный насос по ключевым параметрам

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

  1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
  2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

  • общую потребность здания в тепловой энергии;
  • суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность различных помещений

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

  • частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м 2 ;
  • многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м 2 площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м 2 .

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

  • отопительный котел – 1000–2000 Па;
  • сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
  • термоклапан – 5000–10000 Па;
  • прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

Какой запас по мощности должен иметь выбранный ИБП? Пусковые токи насосов.

Основным уязвимом местом и является выходной блок бесперебойника, т.к. через него и осуществляется питание всего котла. Циркуляционные насосы в составе любой современной системы отопления, это основные мощные потребители электроэнергии и их мощность влияет на мощность применяемого ИБП. В штатном режиме насосы потребляют свою заявленную в паспорте номинальную мощность, Однако необходимо учитывать их стартовую мощность. Это мощность с момента подачи питания до момента выхода на их штатный режим. Обычно это не более 2-5 секунд. В этот малый промежуток времени потребляемый ток от ИБП существенно выше, чем штатный. А чем выше потребляемый ток, тем соответственно выше и потребляемая мощность насоса. Мощность — это произведение величин тока и напряжения. Например насос мощностью 60 Вт в штатном режиме потребляет ток 0,273 Ампера, а при разгоне (включении) сила броска тока может достигать 0,8 ампер, т.е. в три раза. Соответственно и мощность в этот момент 220*0,8=176 Вт. Многие современные насосы имеют в своем составе систему плавного пуска, для облегчения первоначальной нагрузки на узлы, такие насосы предпочтительнее устанавливать и со стороны выбираемого в будущем ИБП. У каждого ИБП есть параметр перегрузочная способность 20-30% от номинала, это способность не отключиться при кратковременных пиках нагрузки, однако трехкратное превышение допустимой мощности покрывает такую способность. В системах отопления где стоит не один насос, а 3-4 штуки и в момент включения они запускаются одновременно, то путем не сложных математических расчетов получается перегрузка на 464 Вт! Таким образом, бесперебойник, питающий такую нагрузку должен выдерживать 176*4=700 Вт. В любом паспорте на ИБП есть две характеристики номинальная (долговременная) мощность и максимальная (пиковая). Пожалуйста обязательно перед выбором и покупкой внимательно прочтите и сопоставьте мощность Вашей системы и ИБП.

На величину запаса по мощность ИБП должен влиять и фактор наращивания количества насосов в котельной. В случае, если Вы захотите увеличить площадь обогреваемую котлом, Вам придется устанавливать и дополнительный насос, а дополнительный насос — это еще один потребитель электричества, т.е. увеличивается мощность системы.

график зависимости мощности от входного напряжения ибп

В случае применения ИБП линейно-интерактивного построения, необходимо учитывать характеристики встроенного в них корректора напряжения. Особенность этих корректоров (AVR) или как их красиво, но не совсем правильно называют — стабилизаторов напряжения, является снижение номинальной мощности при входном напряжении менее 180-190 вольт. В паспортах и инструкциях по эксплуатации этот факт вообще часто не указан. Но законы электротехники невозможно обойти законами маркетинга! А результат — остановка котла при заниженном входном питании из-за неверного выбора ИБП по мощности. Дело в том, что трансформатор внутри ИБП при входном пониженном напряжении, корректируя (повышая) на своем выходе уровень напряжения до 220 вольт — уже не способен работать на 100% своей расчетной мощности и при 150 вольт на входе способен «отдать в нагрузку» только 50-60% своей номинальной мощности. Если Ваша сеть отличается частыми и длительными понижениями напряжения- то запас по мощности должен быть плюс 50%. Другими словами, если нагрузка 250 Вт, то необходим ИБП на 500 Вт номинальных, а не максимальных. Тогда можно говорить о надежности системы.

Пример: ИБП Энергия ПН-500. Номинальная мощность 230 Вт. Максимальная 350 Вт. Может использоваться для насосов мощностью до 120 Вт. При условии входного напряжения в диапазоне от 180-250 Вольт.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector