Подбор насоса системы отопления: важные нюансы

Содержание:
1.  Мощность отопления для конкретного помещения
2.  Расчет требуемого давления в системе
3.  Выбор модели насоса
4.  Пример расчета параметров проекта
Для систем с принудительным движением теплоносителя по трубопроводу требуется специальное устройство – циркуляционный насос. На фото можно увидеть, как выглядит данный прибор. Он обеспечивает бесперебойную работу отопительной конструкции, а подключают его к обратке (детальнее: " Как подключить насос к отоплению: монтаж и врезка").
Чтобы сделать выбор насоса для системы отопления, необходимо обратить внимание на следующие моменты:

• на рабочий напор (м);
• на производительность (м³/час). 

Прибор, который будет поддерживать напор в системе, должен без проблем выдерживать повышенные температуры жидкого теплоносителя, даже 110° С. 

Мощность отопления для конкретного помещения

Делая подбор насоса системы отопления, прежде всего, следует знать количество тепловой энергии, которое требуется для отопления здания. Вычислить этот параметр несложно, поскольку нужна только площадь обогрева. По европейским стандартам, на каждый «квадрат» помещения в 1-2-квартирном доме требуется подавать 100 Вт тепла, а для многоквартирных зданий - 70 Вт. Если строение должным образом утеплено, тогда действует норма, пониженная на 30-50 Вт/м². 
В постсоветских странах нормативов для домов на 1-2 квартиры не существует, но согласно СНиПу 2.04.07- 86 придерживаться необходимо таких показателей:

• для жилых построек высотой меньше, чем 3 этажа, на каждый « квадрат» площади требуется 173 Вт, если расчетная температура окружающей среды составляет до -25°С и 177 Вт при минус 30° С;
• для домов, имеющих больше 3-х этажей, соответственно 97 и 101 Вт/м². 

В другом регламентирующем документе - СНиПе 2.04.05-91 расчетная температура окружающей среды для города Киева равна минус 26°С, а это соответствует потребности в тепле для 1-2 этажных домов, равном 173,8 Вт/м². Когда высота здания превышает 2 этажа, данный показатель составляет 97,8 Вт/м².

Дальше определить, какой насос выбрать для отопления, поможет расчет циркуляционного насоса для отопления по формуле. 
Вариант первый : П = Q:(1,16 х ΔT) (кг/ч), где 
ΔT – дельта температуры подающего трубопровода и обратки. Для двухтрубных отопительных систем этот показатель принимают равным 20°С, для пола с обогревом - 5°С;
1,16 Вт*ч/кг°C – величина, характеризующая удельную теплоемкость воды. При использовании другого вида жидкого теплоносителя, для него значение можно найти в справочнике и подставить в вышеприведенную формулу (читайте также: " Теплоноситель для системы отопления - параметры давления и скорости"). 
 
Вариант второй : П = 3,6 х Q/(c х ΔT) (кг/ч), где
с - это величина, означающая удельную теплоемкость вещества. Чаще всего применяется вода, ее теплоемкость равна 4,2 кДж/(кг°С). Многие производители указывают производительность циркуляционных насосов в кубических метрах. Тогда результаты расчетов теплового насоса делят на плотность вещества при определенной температуре. Например, при 80 градусах она составляет 972 кг/м³. 
Первый вариант расчета насоса для отопления используют проектировщики в странах Европы, а второй описан в СНиПе 2.04.05-91.

Расчет требуемого давления в системе

Подбор насоса системы отопления должен учитывать, что полноценное функционирование теплоносителя в контурах системы не возможно без обеспечения напора, способного преодолеть гидравлическое сопротивление, присутствующее в сети. Расчет данного параметра предполагает выбор в системе точки, находящейся на наибольшем удалении от циркуляционного насоса, а это самый дальний отопительный радиатор (прочитайте также: " Как выбрать циркуляционный насос для отопления: первое знакомство"). 

Вариант первый . Нижеприведенная формула применяется при проектировании теплосетей:
J = (F+R х L): (p х g), где 
J - необходимый напор (м);
L - протяженность трубопровода в (м);
R - сопротивление на прямом участке трубы (Па/м);
F - сопротивление фитингов и других помех на пути теплоносителя, таких как изгибы, запорная арматура и прочие. (Па);
p - плотность жидкого теплоносителя при определенной температуре (кг/м³);
g - ускорение свободного падения в м/с². 

Вариант второй . Существует еще один способ, как можно вычислить необходимое давление и таким образом узнать, какой насос поставить на отопление. Он заключается в упрощенном расчете – используется метод приблизительной оценки величины сопротивления (прочитайте также: " Ленинградская система отопления: разбираемся в особенностях"). 
 
В результате проведенных исследований установлено, что:

• R (сопротивление на прямых участках трубы) находится в интервале 105-150 Па/м;
• в каждой помехе на пути теплоносителя теряется примерно еще 30% от величины потерь в прямой трубе;
• терморегулирующий вентиль или дроссель прибавляет примерно 70% к потерям;
• находящийся в узле управления трехходовой смеситель или аналогичный элемент препятствует естественной циркуляции почти на 20%. 

Вариант третий . Простой способ, помогающий определить, какой насос нужен для отопления, предложили специалисты фирмы Wilo.
Вычисления проводятся по формуле: 
J = R х L х k, где
k – коэффициент, который отвечает за повышенную нагрузку.

Он равен для отопительных систем:

• без сложной водопроводной арматуры – 1.3;
• с вентилем, который регулирует температуру – 2.2;
• для прочих конструкций - 2,6.

Выбор модели насоса

Чтобы выбрать марки насосов для отопления на основании результатов вычислений, составляют диаграмму с координатами П и J и определяют точку пересечения полученных величин. 
Затем, изучая каталоги производителей, можно подобрать циркуляционный насос, который по – максимуму будет соответствовать рабочим параметрам отопительной системы.

Устройство, имеющее большой запас по производительности и напору, приобретать и устанавливать нецелесообразно с финансовой точки зрения по нескольким причинам:

• стоимость насоса будет больше;
• прибор станет «трудиться» в холостую, потребляя излишнюю электроэнергию, цена на которую достаточно высока. 

Выбирая, какой насос лучше для отопления, следует учитывать виброшумовой показатель. Желательно в помещении, часто посещаемом людьми, установить модель с мокрым ротором.

Насос в системе отопления, смотрите на видео:

Пример расчета параметров проекта

В данном случае проект выполняется согласно требованиям СНиПа. Им предусмотрено создать двухтрубную отопительную систему с циркуляционным насосом. Согласно исходным данным было рассчитано требуемое количество теплоты для здания, оно составляет 45,6 кВт. Расход теплоносителя для проектируемой системы равен 2,02 м³/час (прочитайте также: " Правильный расчет теплоносителя в системе отопления").
Теплоноситель, двигаясь в наиболее отдаленный радиатор, на своем пути в отопительной конструкции встретит теплорегулирующий вентиль и четыре участка труб. 
Суммарные потери необходимо увеличить на коэффициент неучтенных потерь, которые равны 10%.
H = (0,141 + 0,29+0,63 + 0,11)х1,1 = 1,295 (м)

Согласно произведенным вычислениям, циркуляционный насос для проектируемой системы должен иметь производительность 2,02 м³/час и напор 1,3 метра. 
Если нужно сделать выбор между устройством, обеспечивающим подачу выше необходимого показателя на 1-5% или ниже на 1-5% , то следует отдать предпочтение менее мощной модели, поскольку в расчете заранее заложен коэффициент с запасом.