Как рассчитать мощность насоса для отопления?

С 1 января 2020 года изменился расчет размера платы за отопление для жилых и нежилых помещений в многоквартирном доме.

Подробный обзор

Подбор циркуляционных насосов

Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.

Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.

Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.

Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

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

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.

ontakte

Odnoklassniki

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

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

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:

  • 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.

Читайте также:  Варианты отопления дачного дома своими руками

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.

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

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

Оцени статью:

Будь первым!

Средняя оценка: 0 из 5. Оценили: 0 читателей.

Поделись с друзьями!

ontakte

Odnoklassniki

Другие параметры для выбора насоса

Кроме ключевых параметров, при выборе конкретной модели нужно обращать внимание еще на ряд ее важных характеристик.

Рабочая температура

В документации к насосу указывается, с какой температурой теплоносителя он может работать. У большинства производителей, особенно моделей бюджетного сегмента, данный показатель завышен. Так, если заявлено 90% на недорогом устройстве, на практике оно сможет безаварийно работать с теплоносителем в 70-80 градусов Цельсия.

Здесь ключевое требование — соответствовать параметрам нагревателя и сети отопления в целом. В системе теплых полов температура воды достаточно низка. Равно как и в нескольких других схемах. А вот при использовании нагревательного котла потребуется или покупать достаточно дорогой насос, либо регулировать температуру воды на входе трубной сети.

Другие параметры для выбора насоса

Качественные и надежные циркуляционники имеют допустимые параметры рабочего тела в 110-130 градусов. Цена таких решений высока. Однако претензий к их надежности у пользователей — минимум.

Рабочее давление

В одно и двухэтажных домах давление в отопительной сети обычно не превышает 2 атм. Очень редко этот параметр составляет от 3 до 4 атм. Правильно рассчитанный по характеристике напора насос справится с возложенной на него задачей. Однако если нужно выбрать недорогой циркуляционник, на его показатель рабочего давления стоит обратить пристальное внимание.

Системы защиты

Автоматика защиты — крайне полезная опция циркуляционного насоса. Она значительно продляет срок службы устройства или блокирует возникновения аварийных ситуаций. Сегодня распространены два типа защиты.

  1. От перегрева. Термопара, контролирующая температуру электродвигателя, автоматически выключит насос при его перегреве.
  2. От сухого хода. Особенно важна в моделях с мокрым ротором. Она не даст перегреться двигателю.

Кроме заботы о двигателе, защита от сухого хода играет еще одну роль. Она останавливает насос, тем самым не позволяя крыльчатке и уплотнителям выйти из строя. Исключаются заклинивания и повреждения.

Другие параметры для выбора насоса

Количество скоростей

При правильном расчете не имеет значения, сколько скоростей у циркуляционника. Но если хочется оптимизировать работу системы, добиться меньшего уровня шума и экономить энергию, стоит обратить внимание на трехрежимные модели. Это доступный по цене домашний вариант.

Насос циркуляционный Grundfos ALPHA2 32-40, 3 скорости

Более сложные насосы могут иметь большее число скоростей или регулироваться электроникой по внешнему сигналу, обеспечивая плавную отдачу мощности и полностью контролируемый расход.

Конструкционное исполнение

Говоря о конструкционном исполнении, имеются в виду размеры штуцеров, габариты и материал корпуса. Относительно последнего все просто. Чугунные корпуса прочны, долговечны, способствуют лучшему отводу тепла от двигателя. Недорогие пластиковые практичны и приемлемы для насосов, устанавливаемых в местах, где им не грозят перепады температуры или механические повреждения.

Штуцеры в идеале должны соответствовать параметрам сети. То есть для пластиковой трубы 25 мм выбирается насос с такой же характеристикой. Больший диаметр штуцера допускается. Насос можно подключить при помощи переходников разного рода. А вот меньший диаметр — не допускается.

Другие параметры для выбора насоса

Размеры насоса стандартизированы

Габариты стандартного насоса нормированы. Это 180 мм между точками подключения на штуцерах. Все байпасы и сгоны, которые предлагаются в магазинах, рассчитаны именно на такой размер. Есть более компактные решения, для размещения внутри оборудования или в условиях ограниченного пространства. Длина такого насоса 130 мм.

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Зачастую случается так, что котел приобретен заранее, а остальные элементы системы подбирают позже, ориентируясь на показатели мощности отопительного прибора, заявленные производителем. Нередко циркуляционный насос покупают для модернизации систем отопления с естественной циркуляцией, чтобы обеспечить возможность ускорения движения теплоносителя.

Если известна мощность котла, используют формулу: Q=N/(t2-t1)

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Q – расход насоса в ч;

N – мощность котла в Вт;

t2 – температура воды в градусах Цельсия на выходе из котла (входе в систему);

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

t1 – на обратке.

График соотношения напорной и расходной характеристик. Чем ближе на графике точки А и В, тем лучше насос подходит для системы

Пояснения к расчету производительности

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Особенностью подобного расчёта является то, что насос перекачивает не просто жидкость, а именно теплоноситель, то есть, по сути, должен обеспечивать «транспортировку» тепловой энергии, выработанной котлом отопления.

В основе вычислений лежит следующая зависимость:

G = W / (Δt × Kτ)

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

G — производительность, выраженная в килограммах в час.

W — расчетная мощность отопительного котла.

Δt — перепад температур в трубах подачи и обратки, то есть, по сути, то количество тепловой энергии, которое забирается приборами теплообмена (радиаторами, конвекторами и т.п.)

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

— коэффициент, учитывающий теплоемкость теплоносителя.

  • Мощность котла известна, а если система отопления планируется «с нуля», то необходимую мощность можно рассчитать по специальному алгоритму.
  • Перепад температур принимается в среднем равным:
Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

→ 20 ºС – для радиаторов;

Читайте также:  Виды экономных электрокотлов для отопления

→ 15 ºС – для конвекторов;

→ 10 ºС – для контуров водяного теплого пола.

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла
  • Коэффициент можно взять для воды – он будет равен 1,16.
  • Получающаяся единица измерения – не слишком удобна, поэтому калькулятор переведет ее в более понятную – кубометры в час.

После определения необходимой производительности можно переходить к расчету требуемого напора насоса.

Объем системы отопления

Я об этом писал в другой статье. Теплоноситель, нагретый котлом, остается в доме, а вместе ним и тепло, полученное от сгорания топлива.

Чем больше объем системы, тем дольше работает котел при первом пуске, но тем дольше вода, циркулирующая по трубам, остывает, т.е. котел долго не работает. В системах с небольшим содержанием воды, котел будет более часто включаться – выключаться.

Рассмотрим для примера отопительный цикл, время неважно, внимание уделяем сравнению работы котлов.

Объем системы отопления

Думаю, что можно даже говорить о преимуществе систем с большой емкостью, потому что они позволяют котлу выбрать оптимальный режим работы. Максимальный КПД котел показывает при работе на номинальной мощности. В системах с небольшим объемом это будет затруднительно.

Тем, кто является приверженцем систем с малым объемом воды, будет интересно узнать, что наблюдается обратная тенденция – тенденция к увеличению объема систем отопления. Это объясняется появлением и ростом популярности новых источников тепла: твердого топлива, солнечной энергии, энергии земли. Теплогенераторы, работающие на указанных видах энергии отличаются очень длинными циклами и очень «любят» воду. Как известно, для этих источников тепла, а тем более, когда они используются совместно, устанавливаются теплоаккумуляторы или буферные емкости. Думаю, каждый уже слышал о них.

Обсудить эту статью, оставить отзыв в Google+ | Вконтакте | Facebook

Расчет объема воды в системе отопления с онлайн калькулятором

Каждая отопительная система обладает рядом значимых характеристик – номинальную тепловую мощность, расход топлива и объем теплоносителя. Расчет объема воды в системе отопления требует комплексного и скрупулезного подхода. Так, вы сможете выяснить, котел, какой мощности выбрать, определить объем расширительного бака и необходимое количество жидкости для заполнения системы.

Значительная часть жидкости располагается в трубопроводах, которые в схеме теплоснабжения занимают самую большую часть.

Поэтому для расчета объема воды нужно знать характеристики труб, и важнейший из них – это диаметр, который определяет вместимость жидкости в магистрали.

Если неправильно сделать расчеты, то система будет работать не эффективно, помещение не будет прогреваться на должном уровне. Сделать корректный расчет объемов для системы отопления поможет онлайн калькулятор.

Калькулятор объема жидкости в отопительной системе

В системе отопления могут использоваться трубы различных диаметров, особенно в коллекторных схемах. Поэтому объем жидкости вычисляют по следующей формуле:

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

В сумме эти данные позволяют рассчитать большую часть объема системы отопления. Однако кроме труб в системе теплоснабжения есть и другие компоненты. Чтобы произвести расчет объема отопительной системы, включая все важные компоненты теплоснабжения, воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором объема системы отопления.

Совет

Сделать вычисление с помощью калькулятора очень просто. Нужно ввести в таблицу некоторые параметры, касающиеся типа радиаторов, диаметра и длины труб, объема воды в коллекторе и т.д. Затем нужно нажать на кнопку «Рассчитать» и программа выдаст вам точный объем вашей системы отопления.

Проверить калькулятор можно, используя указанные выше формулы.

Пример расчета объема воды в системе отопления:

Значения объемов различных составляющих

Объем воды в радиаторе:

  • алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра
  • биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра
  • новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр
  • старая чугунная батарея 1 секция — 1,700 литра.

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

  • ø15 (G ½») — 0,177 литра
  • ø20 (G ¾») — 0,310 литра
  • ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
  • ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
  • ø15 (G 1½») — 1,250 литра
  • ø15 (G 2,0″) — 1,960 литра.

Чтобы посчитать весь объем жидкости в отопительной системе нужно еще добавить объем теплоносителя в котле. Эти данные указываются в сопроводительном паспорте устройства или же взять примерные параметры:

  • напольный котел — 40 литров воды;
  • настенный котел — 3 литра воды.

Выбор котла напрямую зависит от объема жидкости в системе теплоснабжения помещения.

Основные виды теплоносителей

Существует четыре основных вида жидкости, используемых для заполнения отопительных систем:

  • Вода – максимально простой и доступный теплоноситель, который может использоваться в любых отопительных системах. Вместе с полипропиленовыми трубами, которые предотвращают испарение, вода становится практически вечным теплоносителем.
  • Антифриз – этот теплоноситель обойдется уже дороже воды, и используется в системах нерегулярно отапливаемых помещений.
  • Спиртосодержащие теплоносители – это дорогостоящий вариант заполнения отопительной системы. Качественная спиртосодержащая жидкость содержит от 60% спирта, около 30% воды и порядка 10% объема составляют другие добавки. Такие смеси обладают отличными незамерзающими свойствами, но огнеопасны.
  • Масло – в качестве теплоносителя используется только в специальных котлах, но в отопительных системах практически не применяется, так как эксплуатация такой системы обходится очень дорого. Также масло очень долго разогревается (необходим разогрев, как минимум, до 120°С), что технологически очень опасно, при этом и остывает такая жидкость очень долго, поддерживая высокую температуру в помещении.
  • Читайте также:  Воздушная система отопления частного дома

    В заключении стоит сказать, что если система отопления модернизируется, монтируются трубы или батареи, то нужно произвести перерасчет ее общего объема, согласно новым характеристика всех элементов системы.

    Параметры для выбора наноса

    Расход и напор

    Параметры для выбора наноса

    Выбирают циркуляционные модели по параметрам, традиционно важным для насосов всех типов, — расходу (производительности, измеряемой обычно в литрах в минуту или кубометрах в час перекачиваемой жидкости) и напору (измеряется в метрах). И расход, и напор определяются при гидравлическом расчёте отопительной системы, который должен сделать специалист.

    Ряд моделей циркуляционных насосов поддерживает несколько рабочих скоростей вращения (обычно три), а их электронные системы управления позволяют менять скорость в зависимости от потребностей системы отопления.

    Параметры для выбора наноса

    Из других параметров отметим такие, как геометрические размеры, способ размещения, температуру и тип перекачиваемой жидкости. Всё это также определяется при проектировании системы.

    Размеры

    Параметры для выбора наноса

    Из геометрических размеров важны сечение труб (и, соответственно, входящего и выходящего патрубков насоса) и расстояние между патрубками (монтажная длина). В зависимости от этих параметров выбирают насос с условным проходом патрубков, обычно равным 15, 20, 25 и 32 мм. Также, как правило, есть выбор из двух типоразмеров с монтажной длиной 130 и 180 мм. При этом не забывайте, что компактный насос всегда можно поставить вместо модели большей монтажной длины, а вот с установкой, наоборот, могут возникнуть трудности.

    Вертикальный или горизонтальный монтаж

    Параметры для выбора наноса

    Многие современные модели насосов имеют универсальную конструкцию, их можно устанавливать в любом положении. Но для некоторых моделей важно, как расположена главная ось насоса — по вертикали или по горизонтали (уточните нужный вам тип заранее, перед покупкой).

    Параметры для выбора наноса

    «Джилекс»

    Циркуляционный насос, модель «Циркуль 25-40» («Джилекс»).

    Параметры для выбора наноса

    Leroy Merlin

    Leroy Merlin

    Параметры для выбора наноса

    Wilo

    Циркуляционный насос, серия Wilo-Stratos PICO-SmartHome.

    Параметры для выбора наноса

    Температура теплоносителя

    Примерно половина моделей рассчитана на перекачку чистой воды, обычно с температурой не ниже 2°С. Если вы планируете использовать теплоноситель на основе этилен- или пропиленгликоля, выбирайте модель, рассчитанную на соответствующие жидкости, у которых минимальная температура может быть -10-15°С (её указывают в описании оборудования).

    Параметры для выбора наноса

    Практически все модели циркуляционных насосов способны перекачивать очень горячую (до 110 °С) жидкость, а вот с холодной водой могут возникнуть проблемы: большинство моделей не рассчитано на температуру жидкости ниже нуля.

    По стоимости циркуляционные насосы можно разделить на две группы. Первая — это продукция лидеров рынка с многолетней репутацией, таких как Grundfos, Wilo или DAB. Вторая группа — российское или белорусское оборудование, такое как «Джилекс» или «Калибр», либо продукция китайских брендов, таких как Oasis. Выбор между двумя группами зависит от потребностей покупателя. Продукция лидеров предпочтительна при необходимости создать надёжную и долговечную систему, которая проработает долго. Насосы второй группы подходят для постройки базового экономичного решения.

    Расчёт теплопотерь в доме

    Согласно второму началу термодинамики (школьная физика) не существует самопроизвольной передачи энергии от менее нагретых к более нагретым мини- или макрообъектам. Частным случаем этого закона является «стремление» создания температурного равновесия между двумя термодинамическими системами.

    Например, первая система — окружающая среда с температурой -20°С, вторая система — здание с внутренней температурой +20°С. Согласно приведённого закона эти две системы будут стремиться уравновеситься посредством обмена энергии. Это будет происходить с помощью тепловых потерь от второй системы и охлаждения в первой.

    Однозначно можно сказать, что температура окружающей среды зависит от широты на которой расположен частный дом. А разница температур влияет на количество утечек тепла от здания

    Под теплопотерями подразумевают непроизвольный выход тепла (энергии) от некоторого объекта (дома, квартиры). Для обычной квартиры этот процесс не так «заметен» в сравнении с частным домом, поскольку квартира находиться внутри здания и «соседствует» с другими квартирами. В частном доме через внешние стены, пол, крышу, окна и двери в той или иной степени «уходит» тепло.

    Расчёт теплопотерь в доме

    Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.

    Итак, объём утечек тепла от здания вычисляется по следующей формуле:

    Q=Qпол+Qстена+Qокно+Qкрыша+Qдверь+…+Qi

    где Qi — объём теплопотерь от однородного вида оболочки здания. Каждая составляющая формулы рассчитывается по формуле:

    Q=S*∆T/R

    где Q – тепловые утечки (Ватты), S – площадь конкретного типа конструкции (м2), ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения (°C), R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции (м2*°C/Вт).

    Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц. Кроме того, тепловое сопротивление можно получить с помощью следующего соотношения:

    R=d/k

    Расчёт теплопотерь в доме

    где R – тепловое сопротивление ((м2*К)/Вт), k – коэффициент теплопроводности материала (Вт/(м2*К)), d – толщина этого материала (м).

    В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Если утеплить чердачное пространство и крышу, то общие потери тепла от дома можно значительно уменьшить

    В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.