Вибір і розрахунок циркуляційного насоса для системи опалення

Більшість систем опалення в приватних будинках мають примусову або комбіновану циркуляцію води. Невід'ємною частиною такої системи є циркуляційний насос, що забезпечує рух води по радіаторів і труб. Для того щоб її робота була максимально ефективною, необхідно зробити правильний розрахунок і вибір циркуляційного насоса для системи опалення.

Види циркуляційних насосів

Конструкція типового циркуляційного насоса складається з корпусу, виготовленого з нержавіючого металу, керамічного ротора і вала, оснащеного колесом з лопатями. Ротор приводиться в дію за допомогою електродвигуна. Подібна конструкція забезпечує забір води з одного боку пристрою і її нагнітання в трубопроводи з боку виходу. Рух води по системі відбувається за рахунок відцентрової сили. Таким чином, долається опір, що виникає на окремих ділянках труб опалення.

Всі подібні пристрої поділяються на два типи - сухий і мокрий. У першому випадку відсутній контакт ротора з перекачується водою. Всю його робочу поверхню від електродвигуна відокремлюють спеціальні захисні кільця, ретельно відполіровані і підігнані між собою. Робота насосів сухого типу вважається більш ефективною, однак в процесі експлуатації виникає досить сильний шум. У зв'язку з цим, для їх установки обладнуються окремі ізольовані приміщення.

При виборі таких моделей слід враховувати наявність повітряних завихрень, що утворюються під час роботи. Під їх впливом в повітря піднімається пил, яка може легко потрапити всередину пристрою і порушити герметичність кілець ущільнювачів. Це призведе до виходу з ладу всієї системи. Тому в якості захисту між кільцями присутній найтонша водяна плівка. Вона забезпечує мастило, запобігаючи передчасному зносу кілець.

Циркуляційні насоси мокрого типу мають відмінну рису у вигляді ротора, що постійно знаходиться в перекачується рідини. Місце розташування електродвигуна надійно відділене герметичним металевим стаканом. Дані пристрої як правило використовуються в невеликих опалювальних системах. Вони значно менше шумлять при роботі і не вимагають додаткових заходів з технічного обслуговування. Зазвичай такі насоси періодично ремонтуються і налаштовуються до потрібних параметрів.

Істотним недоліком цих насосів вважається низький коефіцієнт корисної дії через недостатню герметичності гільзи, що розділяє статор і теплоносій. Вибираючи потрібну модель, слід звертати увагу на те, щоб в насосі був не тільки мокрий ротор, а й захищений статор.

Останні покоління циркуляційних насосів практично повністю автоматизовані. Розумна автоматика забезпечує своєчасне перемикання рівня обмоток і істотно збільшує продуктивність пристрою. Такі моделі найчастіше використовуються при стабільному або незначно змінюється витраті води. Завдяки ступінчастою регулюванню, з'явилася можливість вибору найбільш оптимальних режимів роботи і суттєвої економії електроенергії.

Рекомендації по установці насосів

Для того щоб забезпечити нормальну циркуляцію рідини в системі опалення, потрібно зробити правильний вибір місця, де буде встановлений насос. Слід визначити таке місце в області всмоктування води, в якому завжди присутній надлишкове гідравлічний тиск.

Найчастіше вибирається найбільш висока точка трубопроводу, від якої розширювальний бак піднімається на висоту приблизно 80 см. Застосування даного способу можливо за умови приміщення з великою висотою. Зазвичай практикується установка розширювального бака на горищі, за умови його утеплення на зимовий період.

У другому випадку трубка переноситься від розширювального бака і врізається замість трубопроводу, що подає в трубу зворотної подачі. Біля цього місця знаходиться всмоктуючий патрубок насоса, тому для примусової циркуляції створюються найбільш сприятливі умови.

Третій варіант установки полягає в урізанні насоса в трубопровід подачі, безпосередньо за точкою, в яку надходить вода з розширювального бака. Використання такого підключення можливо, якщо конкретна модель має стійкість до високої температури води.

Рекомендації по вибору насоса

Циркуляційний насос, встановлений в системі опалення приватного будинку, повинен добре виконувати свої основні функції. До кожного такого пристрою пред'являються певні вимоги.

1. Агрегат повинен володіти необхідною продуктивністю або продуктивністю роботи. Розрахунок цього параметра здійснюється в умовах мінімального навантаження на пристрій.
2. Іншим критерієм вибору є тиск, що забезпечує необхідний напір у трубах і всій системі. В цьому випадку потрібно враховувати умови експлуатації. Вони залежать від обсягу приміщень, виду рідини в системі, температури навколишнього середовища і самого теплоносія. Велике значення має діаметр використовуваних труб.
3. При покупці потрібно обов'язково враховувати зовнішні чинники, пов'язані з розмірами агрегату, рівнем шуму під час роботи, складнощами технічного обслуговування.

Правильний вибір насоса забезпечує його надійну і стійку роботу, тривалу експлуатацію в складних умовах.

Розрахунок продуктивності циркуляційного насоса

Перед тим як вибирати потрібну модель циркуляційного насоса, слід зайнятися гідравлічним розрахунком системи. Значення робочої продуктивності насоса тісно пов'язане з тепловою потужністю даної системи опалення. Отже, обсяг теплоносія, що перекачується таким агрегатом, повинен забезпечувати теплову енергію радіаторів у всіх приміщеннях. Тому для розрахунків буде потрібно значення теплової потужності, необхідної для обігріву приміщень і всієї будівлі.

Як приклад можна використовувати приватний будинок, площа якого становить 100 м 2. Значення теплової потужності буде відповідно в межах 10 кВт. Далі продуктивність насоса розраховується за такою формулою: G = 3600Q / (cΔt), в якій G є необхідною кількістю теплоносія (кг / год), Q- тепловою потужністю системи (кВт), с - являє собою питому теплоємність води, яка дорівнює 4,187 кДж / кг º С, δt - є різниця між температурами в подавальних і зворотних трубах. Для розрахунків береться її температура, яка становить 20 0 С. Таким чином, відповідно до вихідних даних, продуктивність циркуляційного насоса буде дорівнює 3600 х 10 х 4,187 х 20 = 429,9 кг / год або в більш великих одиницях - 0,43 т / ч.

При виборі насоса можна помітити, що в технічному паспорті замість масових одиниць витрати вказані об'ємні. В цьому випадку необхідно виконати переклад маси води в її обсяг за допомогою щільності, що становить 0,983 т / м 3 при t = +60 0 С: 0,43 / 0,983 = 0,44 м 3 / ч. Отримане значення і буде обчислюється робочої продуктивністю пристрою.

Розрахунок гідравлічного опору

Щоб розрахувати гідравлічний опір, необхідно знати продуктивність і напір циркуляційного насоса. Методика розрахунку першого параметра вже розглядалася вище, тому основну увагу слід приділити напору. Спочатку потрібно визначити гідравлічний опір, оскільки натиск агрегату постійно стикається з необхідністю подолання опору, що виникає в процесі циркуляції води.

Чим більший опір має система, тим більше буде потрібно натиск використовуваного насоса. Його значення визначається в паскалях (Па) або в метрах водяного стовпа. Наприклад, стовп води, висотою 10 м створює напір в 100000 Па, що відповідає також 1-й атмосфері.

В першу чергу гідравлічний опір визначається в найбільш несприятливою частини системи. Тільки після цього підбирається насос, натиск якого не повинен бути менше отриманого результату. Загальне значення гідравлічного опору включає в себе опору на прямих ділянках і всі наявні місцеві опори. До місцевих належать опору, що охоплюють вигини, трійники, редукційні переходи та інші складні місця. При розрахунках в обов'язковому порядку враховується гранично допустима швидкість руху води в трубопроводах. Це дозволить запобігти зайвий шум під час роботи системи.

Таблиця з параметрами, що мають постійне значення:

Розташування ділянок трубопроводів