ВЫБОР ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА ДЛЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Write By: admin Published In: ROOT Created Date: 2016-06-13 Hits: 801 Comment: 0

Вибір циркуляційного насоса для систем опалення

Системи опалення з заснованим на різниці щільності холодної та нагрітої води гравітаційним принципом циркуляції теплоносія поступово відходять у минуле.

Циркуляційний насос в складі сучасних систем опалення дозволяє якісно змінити принцип роботи системи опалення з самопливного на примусовий. Циркуляційний насос забезпечує систему опалення комфортом і керованістю, підвищує енергетичний коефіцієнт корисної дії всієї системи. Існуючі гравітаційні системи опалення приватних будинків повсюдно піддаються модернізації і оснащуються циркуляційними насосами, встановленими на «байпасе», для посилення та оптимізації роботи самопливної системи. Функція циркуляційного насоса в системі опалення полягає в забезпеченні циркуляції в замкнутому контурі певного обсягу теплоносія достатнього для обігріву приміщення.

  • Так як же вибрати циркуляційний насос для системи опалення? Які параметри і характеристики циркуляційного насоса необхідно попередньо визначити?

Відразу ж зазначимо - ціну, колір і виробника циркуляційного насоса залишимо за межами технічних характеристик, необхідних для здійснення коректного вибору. Розміри і підключення циркуляційного насоса також залишимо за межами огляду.

Основними робочими параметрами циркуляційного насоса є натиск і продуктивність. Ефективність передачі генерується котлом тепла до радіаторів залежить тільки від цих параметрів, їх відповідності потребам системи в теплі і її гідравлічному опору. Для коректного вибору циркуляційного насоса потрібно кількісно визначити або задати ці два параметри - натиск і продуктивність. Інженерні методики точних розрахунків характеризуються достатньою громіздкістю і складністю. Для самостійного ж вибору циркуляційного насоса можна використовувати спрощені розрахунки, засновані на спрощених формулах і усереднених технічних даних.

1. Теплова потужність системи опалення і розрахунок продуктивності циркуляційного насоса.

Почнемо з того, що для визначення необхідної продуктивності циркуляційного насоса необхідно попередньо задати, визначити чи розрахувати корисну теплову потужність існуючої або проектованої системи опалення.

  • Теплова потужність системи опалення заснована на кількості тепла, яке потрібно для комфортного обігріву будівлі, знаходиться в прямій залежності від його розмірів і теплоізоляційних властивостей зовнішніх огороджувальних конструкцій (підлога, стіни, вікна, двері і т.д.), максимальної температури зовнішнього повітря, допустимої температури повітря всередині приміщень, масивності і інших характеристик будівлі. Площа і об'єм опалювальної частини будинку або будівлі визначити не складе особливих труднощів. Є план будівлі або є рулетка з калькулятором. Розрахувати теплові втрати через огороджувальні конструкції можна, але доведеться враховувати не тільки їх площа, але і характеристики матеріалів, їх товщину, конструктивні особливості і навіть орієнтацію огорожі. Це зробить розрахунок громіздким і зажадає спеціальних знань. Для спрощеного розрахунку теплової потужності можна використовувати будівельні норми теплових втрат для будівель і споруд певного типу з урахуванням клімату і теплоізоляції. Теплову потужність системи опалення заміського будинку можна прийняти з розрахунку 0,1кВт на 3 м3 опалювального об'єму приміщенні або 0,1кВт на 1 м2 опалювальної площі. Якщо ж приміщення утеплено недостатньо приймають теплову потужність системи опалення з урахуванням великих теплових втрат. Якщо будинок добре утеплений і використані для теплоізоляції сучасні матеріали і технології значення теплової потужності може бути набагато меншим. У будь-якому випадку, додаткова «шуба» для будинку виглядає переважніше постійних економічних витрат на підтримання комфортного тепла в будинку.

Наприклад, у Фінляндії на законодавчому рівні будівельні норми передбачають енергозберігаючу теплоізоляцію будинків з компенсовані втрати з розрахунку 3 кВт теплової потужності на 100м2 опалювальної площі. І це з урахуванням північного клімату. Така політика країни в галузі енергозбереження.

У вже існуючих системах опалення з гравітаційним принципом циркуляції при виборі циркуляційного насоса теплову потужність системи можна спрощено прийняти рівною теплової потужності опалювального котла.

Визначившись із значенням теплової потужності системи опалення виконаємо розрахунок продуктивності циркуляційного насоса, використовуючи просту емпіричну формулу:

V = Q/(1,163 х Δt)

де:

V - необхідна продуктивність насоса (об'ємна швидкість потоку теплоносія), м3 / год;
Q - сумарна теплова потужність системи, кВт. Наприклад, теплова потужність системи опалення, отримана в результаті розрахунку або прирівняна до максимальної генерується теплової потужності котла.
1,163 - коефіцієнт питомої теплоємності води.
Δt - різниця температури в напірному і зворотному трубопроводах. Для стандартного контуру двотрубної системи опалення різниця зазвичай становить 20С, для контуру «тепла підлога» різницю температур приймається з розрахунку 5-10С.

Наприклад, в двотрубної системі опалення будинку з тепловою потужністю 16кВт і різницею температур в прямому і зворотному трубопроводах 20С, циркуляційний насос повинен забезпечити об'ємну швидкість потоку (продуктивність) не менше:

 V = 16/(1,163 х 20) = 0,7 м3/год.

 

2. Гідравлічний опір руху теплоносія в контурі системи опалення і натиск, створюваний циркуляційним насосом.

Рух води в замкнутому контурі системи опалення визначається не перепадом висоти, як це прийнято для відкритих систем, а виключно втратами напору на подолання сил тертя в елементах системи. Тому циркуляційні насоси не відрізняються високими напірними характеристиками через відсутність в їх необхідності.

Завдання циркуляційних насосів «штовхати» теплоносій і підтримувати циркуляцію в замкнутій системі, а не перекачувати воду з точки А в точку Б з урахуванням перепаду висоти. Тому, «ринковий» вибір циркуляційного насоса по напірної характеристики й з урахуванням «поверховості» вдома, м'яко скажемо, некоректний. Куди вже логічніше було б прив'язувати натиск насоса до опалювальної площі, а разом з нею і певної довжини і розгалуженості системи опалення. Але це вже не розрахунок, а вибір, заснований не на визначенні «робочої точки» насоса, а на умовах, подібних ціною і кольором насоса.

  • Напір циркуляційного насоса повинен забезпечити подолання загального опору системи опалення руху потоку теплоносія з розрахунковою продуктивністю. Залежно від етапу установки циркуляційного насоса оцінку втрат напору можна виконати декількома відносно простими способами. На стадії проектування системи опалення сумарний розрахунок опорів визначається відповідно до існуючих методик, включаючи ряд комп'ютерних програм. Розрахунок базується на підсумовуванні значень лінійних (довжина і перетин трубопроводів) і локальних (запірна арматура, дифузори і конфузор потоку, коліна різних радіусів і т.д.) опорів, зазначених в довідниках або наданих виробником.

Точний розрахунок втрат напору в існуючій системі опалення зробити вже досить складно. Виконують орієнтовний розрахунок втрат напору в магістральних трубопроводах і фитингах з використання середніх значень і коефіцієнтів впливу. Спрощено лінійний опір прямої ділянки розцінюють з розрахунку 0,015м падіння напору на 1 погонний метр трубопроводу. Втрати в фитингах і запірної арматури приймають з розрахунку 30% від сумарних лінійних втрат напору. Якщо в системі опалення встановлено теплорегулюючі клапани загальний опір потоку всієї системи опалення збільшують на 50-70%.

Розрахунок напору циркуляційного насоса для подолання опорів в діженію теплоносія в контурі системи опалення, можна виконати за спрощеною формулою, розробленою інженерами концерну Wilo:

Н = k×R× l

де:

Н - напір циркуляційного насоса, м.в.ст .;
l - загальна довжина магістральних трубопроводів до найвіддаленішого радіатора, м;
R - середньозважене питомий гідравлічний опір трубопроводу, Па / м;
k - додатковий коефіцієнт, що враховує місцеві опори в з'єднаннях і арматурі, Па;

Для спрощеного розрахунку приймаємо:
- Питомий опір трубопроводів R = 100 - 150 Па / м;
- Додатковий коефіцієнт місцевих опорів k = 1,3 - для простих системи опалення з мінімальною кількістю арматури, 2,2 - для систем опалення з регулюючою апаратурою і 2,6 - для складних систем опалення.

 

Наприклад, довжина магістрального трубопроводу в простій двухтрубной системі опалення становить 35 м. Втрати напору в контурі складуть:

Н = 1,3 × 0,015 × 35 = 7кПа = 0,7 м.в.ст.

Отримавши необхідні для вибору параметри продуктивності та напору, поєднання яких називають «робочою точкою» насоса, можна приступати до вибору циркуляційного насоса по каталогу з модельного ряду виробника. Каталог виробника циркуляційних насосів або інструкції по експлуатації містять графіки робочих характеристик.

 

Завдавши на графіки ряду насосів положення розрахованої «робочої точки» оцінюємо ступінь збігу «робочої точки» з напірно-видаткової кривої для кожного з варіантів, що розглядаються циркуляційних насосів.

Вибір циркуляційного насоса здійснюємо по максимальній близькості розрахункової точки до графіку насоса. З двох прийнятних варіантів циркуляційних насосів вибираємо менший за потужністю.

Існує помилкова думка, що необхідно вибирати насос на основі «почуття страху» з явно великими параметрами. Відомо що, при швидкості циркуляції теплоносія в системі на 50% нижче пікової продуктивності радіатори опалення будуть віддавати в систему 85% теплової енергії.

Традиційні циркуляційні насоси з мокрим ротором зазвичай містять ступеневу Трьохшвидкісна систему регулювання. Перемикання швидкостей дозволяє адаптувати характеристики насос до потреб системи опалення. Сучасні енергозберігаючі циркуляційні насоси з частотним регулюванням дозволяють адаптувати насос до вимог системи безступінчатий, в автоматичному режимі і з високою точністю.

  • У висновку давайте розглянемо, що часто впливає на вибір на користь того чи іншого циркуляційного насоса крім основних параметрів - продуктивності і напору. Здавалося б, натиск і продуктивність - головні критерії вибору для циркуляційного насоса, але на практиці, споживач часто оцінює насос і здійснює вибір орієнтуючись нарівні з робітниками характеристиками на ціну, ім'я виробника і країну походження. З виробником і ціною зазвичай пов'язують надійність і довговічність циркуляційного насоса.
  • Циркуляційні насоси європейського виробництва коштують дорожче, але вирізняються надійністю і технічним відповідністю. Циркуляційні насоси, що продаються під торговими марками без вказівки заводу-виготовлювача, насоси китайського виробництва, насоси- «підробки» коштують набагато дешевше, але немає гарантії їх тривалої і надійної роботи і часто немає впевненості у відповідності їх робочих характеристик задекларованим. Вибір залежить від особистих переваг і попереднього досвіду - надійний і якісний циркуляційний насос за велику вартість або дешевий варіант з можливою перспективою швидкої заміни.

 

 

 

 

 

 

ххх