Как подобрать циркуляционный насос

Из какого материала лучше рабочее колесо?

Рабочее колесо может изготавливаться по меньшей мере из 4 видов материалов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы:

• Пластик. Имеет отличную устойчивость к коррозии (точнее вообще не ржавеет) и не боится химических веществ. Также он дешевле в сравнении с металлическими колесами. Однако пластиковый менее прочный и на практике его менять приходится быстрее остальных. Если металлические неплохо себя чувствуют в работе по 10 лет и больше, то пластиковые комплектующие живут около 7 лет (многое зависит от способа и интенсивности эксплуатации).
• Чугун. Часто используется для агрегатов малой и средней мощности. Он хуже по устойчивости к коррозии, чем нержавейка или латунь, но зато дешевле в замене (если ремонтировать). Также чугунные устройства тяжелее остальных.
• Нержавейка. Нержавеющая сталь выигрывает по коррозийной устойчивости у чугуна и по прочности у пластика. Однако из-за высокой стоимости устанавливаются рабочие колеса из нержавейки в насосы с производительностью от 10 м3/ч и выше.
• Латунь. По эксплуатационным характеристикам схожа с нержавейкой, но немного дешевле, если покупать комплектующие для ремонта.

В целом скажем, что для бытового применения в отопительных сетях протяженностью не более 200 м, достаточно будет взять устройство с рабочим колесом из пластика или чугуна. Из нержавейки или латуни можно купить, только если использовать циркуляционный агрегат в производственных целях.

Расчет гидравлического сопротивления системы

Расчёта основанного на мощности котла может быть недостаточно, ведь система от системы отличается протяжённостью, диаметром труб, наличием поворотов, количеством радиаторов и арматуры – а это всё препятствия на пути потока.

Знать гидравлическое сопротивление важно для того, чтобы выяснить требуемый напор. Напор – показатель того, на какую высоту теоретически может поднять данная помпа столб воды

Отражает способность насоса преодолевать сопротивление системы

Напор – показатель того, на какую высоту теоретически может поднять данная помпа столб воды. Отражает способность насоса преодолевать сопротивление системы.

Высчитать точный напор в домашних условиях можно, только если есть доступ к технической литературе. Точная формула расчёта такая:

H = (R * L + Z) : p * V

• H – искомая величина (напор).
• R – сопротивление прямого участка (100 – 150 – получено опытным путём).
• L – общая протяжённость труб.
• Z – табличные данные. Сопротивление каждого фитинга и арматуры.
• P – плотность теплоносителя.
• V – скорость движения теплоносителя.

А для примерных расчётов нужно только будет измерить общую длину труб и оценить количество арматуры.

На каждые 10 м труб понадобится 0,6 м напора помпы (измеряется подача и обратка, округляется до десятков и полученный показатель умножается на 0,6).

К результату добавляется от 20 – 70 % (минимальный показатель для простых систем, максимальный – для перегруженных арматурой).

Для справки:

• Трёхходовой смеситель отнимает 20 % скорости;
• Фитинг – 30 %;
• Термореле – 70 %.

Владельцы частных домов не всегда имеют возможности обратиться в сервисный центр по ремонту насосов. Ремонт циркуляционного насоса своими руками должен освоить каждый владелец агрегата.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией описан в этой теме.

Виды циркуляционных насосов

Конструкция типового циркуляционного насоса состоит из корпуса, изготовленного из нержавеющего металла, керамического ротора и вала, оснащенного колесом с лопастями. Ротор приводится в действие с помощью электродвигателя. Подобная конструкция обеспечивает забор воды с одной стороны устройства и ее нагнетание в трубопроводы со стороны выхода. Движение воды по системе происходит за счет центробежной силы. Таким образом, преодолевается сопротивление, возникающее на отдельных участках труб отопления.

Все подобные устройства разделяются на два типа – сухой и мокрый. В первом случае отсутствует контакт ротора с перекачиваемой водой. Всю его рабочую поверхность от электродвигателя отделяют специальные защитные кольца, тщательно отполированные и подогнанные между собой. Работа насосов сухого типа считается более эффективной, однако в процессе эксплуатации возникает довольно сильный шум. В связи с этим, для их установки оборудуются отдельные изолированные помещения.

При выборе таких моделей следует учитывать наличие воздушных завихрений, образующихся во время работы. Под их воздействием в воздух поднимается пыль, которая может легко попасть внутрь устройства и нарушить герметичность уплотнительных колец. Это приведет к выходу из строя всей системы. Поэтому в качестве защиты между кольцами присутствует тончайшая водяная пленка. Она обеспечивает смазку, предотвращая преждевременный износ колец.

Циркуляционные насосы мокрого типа имеют отличительную особенность в виде ротора, постоянно находящегося в перекачиваемой жидкости. Место расположения электродвигателя надежно отделено герметичным металлическим стаканом. Данные устройства как правило используются в небольших отопительных системах. Они значительно меньше шумят при работе и не требуют дополнительных мероприятий по техническому обслуживанию. Обычно такие насосы периодически ремонтируются и настраиваются до нужных параметров.

Существенным недостатком этих насосов считается низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточной герметичности гильзы, разделяющей статор и теплоноситель

Выбирая нужную модель, следует обращать внимание на то, чтобы в насосе был не только мокрый ротор, но и защищенный статор

Последние поколения циркуляционных насосов практически полностью автоматизированы. Умная автоматика обеспечивает своевременное переключение уровня обмоток и существенно увеличивает производительность устройства. Такие модели чаще всего используются при стабильном или незначительно изменяющемся расходе воды. Благодаря ступенчатой регулировке, появилась возможность выбора наиболее оптимальных режимов работы и существенной экономии электроэнергии.

Расчет гидравлического сопротивления

Еще одним важным показателем при выборе циркуляционного насоса является гидравлическое сопротивление, именно его нужно будет преодолеть устройству.

Прежде всего, нужно узнать высоту H всасывания насоса по следующей формуле:

R1, R2 — величина потери давления на трубе подачи и обратке (Па/м); L1,L2 — длина подающей и обратной частей трубопровода (м); Z1,…..ZN – данные о сопротивлении, которое имеют отдельные элементы отопительной конструкции (Па).

Чтобы определить величины R1 и R2 пользуются табличными данными, приведенными в специальных справочниках.

Гидравлическое сопротивление, когда производится расчет циркуляционного насоса для отопления, для узлов и элементов конструкции теплоснабжения обычно указывается производителем в прилагаемой к устройству технической документации. Можно пользоваться примерными данными:

• котел отопительный — 1000-2000 (Па);
• вентиль термостатический — 5000-10000 (Па);
• смеситель — 2000-4000 (Па);
• тепломерное устройство -1000-15000 (Па).

Расчет и выбор циркуляционного насоса

1. Виды циркуляционных насосов
2. Рекомендации по установке насосов
3. Рекомендации по выбору насоса
4. Расчет производительности циркуляционного насоса
5. Расчет гидравлического сопротивления
6. Видео: расчёт необходимого напора и объёмной подачи

Большинство систем отопления в частных домах имеют принудительную или комбинированную циркуляцию воды. Неотъемлемой частью такой системы является циркуляционный насос, обеспечивающий движение воды по радиаторам и трубам. Для того чтобы ее работа была максимально эффективной, необходимо сделать правильный расчет и выбор циркуляционного насоса для системы отопления.

Шаг 2: производительность

Как рассчитать мощность насоса для отопления (точнее, его производительность в кубометрах в час)?

Если параметры отопительного котла или отдельного контура, который предстоит обслуживать насосу, известны заранее, то расчет насоса для системы отопления выполняется по формуле Q = 0,86 x P/dt.

В ней:

• Q — искомая производительность (м3/час);
• P — значение тепловой мощности котла или контура в киловаттах;
• dt — перепад температуры между подающей и обратной нитками. Этот перепад определяет то количество тепла, которое отдает участок отопительной системы.

В автономной отопительной системе температура подачи крайне редко превышает 75-80 градусов.

Насос с регулятором мощности нужно подбирать по производительности в среднем положении регулятора. Это даст возможность скорректировать производительность при ошибке в любую сторону.

Давайте своими руками выполним расчет насоса для частного дома с котлом мощностью 32 кВт. Температуру подачи примем равной 75 градусам, обратки — 55. Наша формула примет вид Q=0,86 х 32 / (75-55) = 1,376 м3/час.

Расчет теплопотерь

Если отопительная система находится на стадии проектирования, то перед расчетом производительности насоса нам придется оценить необходимое зданию или отдельному его помещению количество тепла. Оно должно покрывать теплопотери в нижний пик зимних температур.

Структура теплопотерь жилого дома.

Теплопотери проще всего рассчитать по еще одной формуле — Q=V*Dt*k/860. Переменные в этой формуле в порядке слева направо:

1. Мощность отопительного котла или участка контура (кВт);
2. Отапливаемый объем (м3);
3. Расчетный перепад температуры между улицей и домом в градусах;
4. Коэффициент рассеивания тепла.

Вычисление объема помещения, думаю, не вызовет затруднений у читателя: азы геометрии мы все проходили в школе. А вот две оставшихся переменных нуждаются в разъяснениях.

Dt вычисляется как разница между санитарной нормой температуры в жилом помещении (для частного дома 20-22 градуса в зависимости от климата региона) и наружной температурой в самую холодную для вашего региона пятидневку;

Распределение температур самых холодных пятидневок зимы по территории РФ.

K берется из таблицы:

Изображение	Коэффициент рассеивания тепла
	06-0,9: отличное утепление (фасад с пенопластовой шубой, тройные стекла).
	1-1,9: среднее утепление (стена в пару кирпичей, однокамерные стеклопакеты)
	2-2,9: плохое утепление (щитовые стены, окна со стеклами в одну нитку).
	3-4: неутепленное строение (холодный склад со стальными стенами)

Давайте посчитаем, сколько тепла требуется мансарде площадью 60 квадратных метров со средней высотой потолка 2,4 метра, расположенной в Севастополе (средняя температура пяти самых холодных дней зимы — -14°С). Утепление — по 50 мм минваты и пенопласта, окна — энергосберегающие однокамерные.

1. Коэффициент рассеивания будем считать равным 0,8;
2. Объем помещения равен 60 х 2,4 = 144 кубометра;
3. Максимальная дельта температуры между мансардой и окружающим ее воздухом — (20 — -14) = 34 °С;
4. Потери тепла равны 144 х 34 х 0,8 / 860 = 4,55 кВт.

На практике мансарда с такими характеристиками обогревается кондиционером с тепловой мощностью в режиме обогрева 4,1 кВт.

Особый случай

Во многих настенных электрических и газовых котлах насос уже установлен изготовителем наряду с группой безопасности и расширительным бачком. Это превращает котел в полноценную и самодостаточную котельную, которая подключается непосредственно к отопительному розливу.

Электрокотел на фото снабжен собственным насосом и подключен прямо в разрыв отопительного розлива.

Как рассчитать параметры насоса?

Существует два типа приборов:

Выбрать между ними не сложно. Если это обычное отопление, а не крупная котельная, лучше взять мокрый тип.

Однако есть ещё параметр производительности (его называют расходом).

Эту цифру можно посмотреть в сопроводительной документации и подобрать для определённой системы отопления.

Другой важный момент – напор помпы.

Чтобы понять разницу между производительностью и напором, можно проиллюстрировать это на примере бытовых насосов. Прибор с высокой производительностью и маленьким напором – это агрегат, который за считанные минуты осушит затопленный подвал (вода забирается с небольшой глубины).

А большой напор при маленькой производительности – это погружной насос для скважины. Он может поднять воду и перекачать её на большие расстояния, но воды этой будет немного.

Системы отопления с естественной циркуляцией имеют много минусов, поэтому сейчас они применяются редко. Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд преимуществ перед самотечной.

Порядок установки циркуляционного насоса в отопительную систему описан тут .

Способ управления

Вполне допустимо постоянно поддерживать циркуляцию горячей воды в трубах, однако это неэкономично и неоправданно. Горячая вода не используется постоянно. В ночное время пока все жильцы спят бесполезно поддерживать в трубах воду горячей, то же относится и ко времени, когда все на работе или учебе.

Если разводка труб выполнена правильно, то обязательно применяется теплоизоляция, так что раз попав в трубы, горячая вода не остынет моментально.  Потому и нет нужды все время перекачивать воду из бойлера в трубы и обратно, достаточно периодической работы насоса, что снижает нагрузку на него и систему ГВС в целом. Говорить про экономию электричества не приходится, так как потребление рециркуляционного насоса невелико.

Используется два основных метода управления:

• по показаниям датчика температуры;
• по таймеру (расписанию).

Оба варианта востребованы, хоть и существенно отличаются по принципу действия.

По датчику температуры

Grundfos UP 15-14 BT 80

Блок управления насосом в этом случае опирается на показания температурного датчика, погруженного в воду внутри труб контура. Работа насоса возобновляется, как только вода остыла до определенного порогового значения температуры. Такой подход существенно снижает нагрузку на оборудование, постоянно поддерживает воду в трубах нагретой. Кроме этого повышается безопасность ГВС. Установив достаточно большой порог срабатывания, вода чаще прокачивается через бойлер, где дополнительно греется и обеззараживается.

По таймеру

Grundfos UP 15-14 BU

Блок управления попеременно включает и выключает насос исходя из временных задержек, установленных в настройках. Точно зная параметры системы ГВС, протяженность труб и их внутренний объем, теплоизоляцию и средние теплопотери, можно подобрать оптимальное время, за которое вода не успеет остыть. Насос включается от сигнала таймера и перекачивает всю воду. При этом продолжительность работы так же рассчитывается исходя их объема труб и производительности насоса.

Еще одно преимущество таймера – это возможности составлять расписание для работы рециркуляционного насоса на сутки или даже неделю. Именно в этом случае учитывается время простоя, когда горячей водой не пользуются.

Регулировка скоростей циркуляционного насоса

У большинства моделей циркуляционного насоса имеется функция регулировки скорости работы прибора. Как правило, это трехскоростные устройства, позволяющие управлять количеством теплоты, которое направляется на обогрев помещения. В случае резкого похолодания увеличивают скорость работы прибора, а при потеплении ее уменьшают, притом, что температурный режим в комнатах остается комфортным для пребывания в доме.

Чтобы переключать скорость, имеется специальный рычаг, расположенный на корпусе насоса. Очень востребованы модели циркуляционных устройств с автоматической системой регулирования данного параметра в зависимости от температуры снаружи здания.

Как выбрать циркуляционный насос для отопления частного дома

Характеристики любого оборудования выбираются с учётом условий его будущей эксплуатации. Как выбрать насос для отопления частного дома? Можно воспользоваться справочными таблицами, в которых приведены необходимые сведения в зависимости от квадратуры строения. Если такой вариант не устраивает, стоит выполнить расчёт, который позволит получить более точные значения.

Выбрать насос достаточно сложно

Расчёт производительности помпы

Производительность насоса можно рассчитать по следующей формуле:

G = M / ΔТ × Cт, где:

• М – мощность котла, который будет использоваться для отопления дома, Вт;
• ΔТ – перепад температур в отопительном контуре;
• Ст – коэффициент, зависящий от удельной теплоёмкости теплоносителя.

Мощность котла можно найти по формуле

Мощность котла можно определить исходя из того, что на каждый м² коттеджа или загородного дома требуется 100 Вт мощности, для многоквартирных зданий − 70 Вт. При наличии дополнительной термоизоляции наружных стен мощность получают путём умножения 50 кВт на квадратуру дома. Для холодных регионов расчётное значение для частных домов увеличивают до 175 Вт, для многоэтажных – до 101 Вт.

При расчёте мощности котла учитывают теплопотери

Если расчёт производительности циркуляционного насоса кажется слишком трудоёмким, предлагаем воспользоваться калькулятором. Выбирая нужные позиции и вводя недостающие данные, можно получить искомое значение.

Калькулятор расчёта производительности циркуляционного насоса

Напор устройства

От данного параметра зависит, сможет ли насос преодолеть усилие, создаваемое гидравлическим сопротивлением отопительной системы. Если вертикальный подъём компенсируется усилием, создаваемым на нисходящих участках контура, то трубы, вентили, теплообменники и другие элементы создают значительное сопротивление. Это сильно усложняет порядок расчёта.

Напор циркуляционного насоса определяют путём умножения протяжённости отопительного контура на удельное сопротивление трубы и коэффициент, зависящий от количества запорных вентилей, терморегуляторов и других элементов системы.

Напор устройства должен быть достаточным

Предлагаем уважаемым читателям воспользоваться специально разработанным нашей командой калькулятором.

Калькулятор расчёта напора циркуляционного насоса

Расчёт мощности циркуляционного насоса для системы отопления

Для укрупнённого расчёта циркуляционного насоса для системы отопления можно воспользоваться следующей формулой:

N = Nк / DT, где

• N – искомое значение;
• Nк – мощность котла, используемого для отопления дома;
• DT – разность температур в прямом и обратном контуре. В большинстве систем не превышает 15°С.

Мощность зависит от разности температур прямого и обратного контура

На что ещё обратить внимание

При выборе подходящей модели стоит также обратить внимание на занятость циркуляционного насоса. Для периодического включения оборудования зимой достаточно недорогой модели с небольшой мощностью. В этом случае помпа будет выполнять вспомогательную функцию

При большой протяжённости трубопровода без циркуляционного насоса теплоноситель будет двигаться медленно. Для такой системы потребуется мощная модель, допускающая постоянную эксплуатацию

В этом случае помпа будет выполнять вспомогательную функцию. При большой протяжённости трубопровода без циркуляционного насоса теплоноситель будет двигаться медленно. Для такой системы потребуется мощная модель, допускающая постоянную эксплуатацию.

Производители предлагают агрегаты, конструктивное исполнение которых позволяет изменять скорость их работы. В большинстве случаев речь идёт о трёхступенчатой регулировке. Пользователь может подобрать оптимальный режим работы отопительной системы в зависимости от погодных условий. Некоторые модели имеют систему автоматической регулировки мощности.

При выборе также стоит обратить внимание на:

• максимальное давление в системе. В частных домах оно редко превышает 4 атм (при нормальном режиме работы − около 2 атм);
• материал корпус. Предпочтительным является чугун. Изделия с корпусом из термостойкого пластика обойдутся дешевле;
• присоединительные размеры. Возможно, потребуется переходник;
• наличие и тип защиты. Особенно актуальна защита от перегрева. При её наличии срок службы помпы значительно возрастает.

Периодичность включения – важный критерий при выборе

С «сухим» или «мокрым» ротором?

Какой циркуляционный насос поставить на отопление лучше: с «сухим» или «мокрым» ротором? Ответ даст рассмотрение конструкции и характеристик каждого устройства. Насосы с «сухим» ротором представляют собой агрегаты, в которых в воде находится исключительно крыльчатка. Сам же ротор отделен от воды уплотнительными кольцами. Такие устройства имеют свои плюсы и минусы в плане бытового применения.

Плюсы «сухих» насосов:

• Высокий КПД. КПД таких устройств составляет 80 — 85 %, что гораздо больше, чем у приборов с «мокрыми» роторами. Благодаря сниженному энергопотреблению их выгодно применять в системах с общей протяженностью трубопроводов свыше 200 м.
• Работа с высокими температурами. Температура перекачиваемых жидкостей может составлять порядка 110 — 115°.

Минусы «сухих» насосов:

• Высокая стоимость. Сами по себе такие агрегаты немало стоят в приобретении и в обслуживании.
• Регулярная замена уплотнительных колец. В среднем срок службы уплотнителей составляет около 3 лет, после чего их придется менять. Чем больше в перекачиваемой жидкости твердых частиц, тем меньше прослужат уплотнители.
• Высокая шумность. Из-за особенностей свой конструкции «сухие» модели очень шумные, поэтому их придется помещать в отдельные помещения (это в идеале) или в подвал.

Можно сказать, что «сухие» насосы подходят больше для производственного применения, где необходимо создать высокое давление и перекачивать жидкости по трубопроводу протяженностью в несколько сотен метров. Некоторые владельцы дач устанавливают себе подобные агрегаты, связывая отопительную систему дома с мастерской, гаражом или хозяйственной пристройкой. Однако, если у вас все отопление меньше 200 м, то для вас «сухие» модели не актуальны.

У «мокрых» же насосов ротор напрямую контактирует с водой, поэтому для них возможна лишь горизонтальная установка. Вся начинка заключена в металлически стакан (корпус).

Плюсы «мокрых» насосов:

• Невысокая стоимость. Стоимость у таких агрегатов значительно ниже, чем у «сухих».
• Не требуют постоянного обслуживания. Хотя эти насосы все же могут выйти из строя по каким-то причинам, однако они не требуют планового обслуживания, как например, у «сухих», где нужно регулярно менять уплотнители.
• Тихие в работе. За счет того, что ротор находится в теплоносителе, его работа довольно тихая, поэтому не будет будить жильцов квартиры. Для него не требуется отдельное помещение.

Минусы «мокрых» насосов:

Низкий КПД. КПД у таких приборов составляет примерно 50 — 55 %, поэтому они применимы лишь в небольших частных домовладениях (трубопровод протяженностью до 200 м).

Для частного дома и дачи лучше всего использовать «мокрые» насосы, которые дешевле и проще в обслуживании. Для большинства владельцев невысокий КПД не является критичным, так как в домашних условиях не нужно создавать высокое давление для большого напора. Также вода в трубах отопления редко достигает 90°, а «мокрые» насосы позволяют работать с теплоносителями температурой 90 – 100°. Если у вас дом площадью до 150 м2, тогда вам подойдет агрегат именно этого типа.

Другие параметры, влияющие на выбор циркуляционного насоса

Скорость циркуляции теплоносителя. Предпочтительнее выбрать модель с несколькими режимами работы, это увеличит гибкость регулировки режимов (пусть даже и ручной) при изменении температуры наружного воздуха. Еще один нюанс – максимальная скорость потока жидкости, циркулирующей по трубопроводам и приборам отопления не должна быть больше 1.5-1.6 м/сек. Это та скорость, при которой система отопления еще работает бесшумно.

Диаметр труб. Трубы небольшого диаметра оказывают максимальную нагрузку на насос. Соответственно и более надежным должно быть оборудование, а это влияет и на его стоимость. Бренд стоит дорого.

Напорная характеристика. В паспорте на агрегат есть график зависимости производительности от напора насоса. Выбирать следует такой циркуляционный насос, где вычисленные параметры находятся ближе к середине этой кривой.

Насос отопительный тип NO 25/4.

Температура теплоносителя и максимальное давление. Лучше если максимальная рабочая температура по паспорту будет составлять 110°C или выше. Это гарантирует нормальную работу в любых системах. Что касается давления, то в отопительных контурах домов и коттеджей оно редко превышает 3-4 атм.

Продлит срок эксплуатации и электронная защита от перегрева и сухого хода. Последнее особенно актуально для насосов второго типа – с мокрым ротором.

Основные параметры насосов для систем отопления

В системах отопления используются насосы циркуляционного типа, которые осуществляют подачу жидкости за счет центробежной силы вращения лопастей, установленных внутри корпуса. Основными параметрами таких насосов являются:

• Производительность. Показывает, какой объем жидкости насос может пропустить через себя за час работы. Измеряется в м3/ч и зависит от гидравлического сопротивления магистрали;
• Напор. Это как раз и есть то самое гидравлическое сопротивление. Данная характеристика определяет максимальную высоту, на которую насос может поднять столб воды;
• Присоединительные размеры. Подбор необходимо производить с учетом диаметра подключаемых труб отопления (чаще всего 25 или 32 мм) и длины корпуса (насос должен уместиться в отведенное для него место);
• Максимальная температура. Главная задача циркуляционного насоса – перекачивать нагретый теплоноситель. Поэтому лучше лишний раз проверить этот параметр и выбрать устройство, по которому может проходить жидкость с температурой до 110 °C;
• Производитель. Как и во многих других случаях, лучше покупать изделия проверенных поставщиков. На рынке насосного оборудования это такие компании, как Grundfos, Vortex, Джилекс, Wilo и другие.

Расчет насоса в основном производят по первым двум значениям. Обычно они указываются в инструкции на устройство в виде графика, который называется расходно-напорной характеристикой.

Подбор насоса в зависимости от напора и производительности

Если у насоса есть несколько рабочих скоростей, то такие характеристики должны приводиться для каждой из них.

Расчет падения напора и гидравлического сопротивления

Полные потери напора жидкости включают в себя потери на преодоление потоком всех препятствий: наличие насосов, дюкеров, вентилей, колен, отводов, перепадов уровня при течении потока по трубопроводу, расположенному под углом и т.д. Учитываются потери на местные сопротивления, обусловленные свойствами используемых материалов.

Другим важным фактором, влияющим на потери напора, является трение движущегося потока о стенки трубопровода, которое характеризуется коэффициентом гидравлического сопротивления.

Значение коэффициента гидравлического сопротивления λзависит от режима движения потока и шероховатости материала стенок трубопровода. Под шероховатостью понимают дефекты и неровности внутренней поверхности трубы. Она может быть абсолютной и относительной. Шероховатость различна по форме и неравномерна по площади поверхности трубы. Поэтому в расчетах используется понятие усредненной шероховатости с поправочным коэффициентом (k1). Данная характеристика для конкретного трубопровода зависит от материала, продолжительности его эксплуатации, наличия различных коррозионных дефектов и других причин. Рассмотренные выше величины являются справочными.

Количественная связь между коэффициентом трения, числом Рейнольдса и шероховатостью определяется диаграммой Муди.

Для вычисления коэффициента трения турбулентного движения потока также используется уравнение Коулбрука-Уайта, с использованием которого возможно наглядное построение графических зависимостей, по которым определяется коэффициент трения:

В расчётах используются и другие уравнения приблизительного расчета потерь напора на трение. Одним из наиболее удобных и часто используемых в этом случае считается формула Дарси-Вейсбаха. Потери напора на трение рассматриваются как функция скорости жидкости от сопротивления трубы движению жидкости, выражаемой через значение шероховатости поверхности стенок трубы: 

Потери давления по причине трения для воды рассчитывают по формуле Хазена — Вильямса:

Виды насосов для отопительных систем

Современные циркуляционные насосы разделяют на два принципиальных вида: «сухие» и «мокрые». Они несколько отличаются внутренним устройством и схемой работы, но движение жидкости в них все равно обеспечивается за счет циркуляционных процессов в системе. Некоторые модели оснащаются устройствами для автоматического регулирования их работы.

Вариант #1 — приборы «сухого» типа

Конструкция сухого циркуляционного насоса не подразумевает контакт теплоносителя с ротором. Его рабочая область отделена от деталей электродвигателя специальными кольцами.

Их производят из следующих типов материала:

• графита;
• керамики;
• карбида вольфрама;
• нержавеющей стали;
• оксида алюминия.

Принцип работы «сухого» насоса заключается во вращении колеса в среде теплоносителя. Подающее воду отверстие находится по центру основной камеры, а отводящая система каналов – по периферии.

Рабочая зона «сухих» циркуляционных насосов связана с двигателем только посредством вала, поэтому при необходимости возможна замена электропривода

Вращение крыльчатки функционального колеса приводит к возникновению центробежных сил, перемещающих теплоноситель от центра корпуса к его краям. Такой принцип работы циркуляционного насоса обеспечивает постоянное движение воды через его внутреннюю камеру.

Положительными особенностями отопительного оборудования сухого типа являются:

• высокий уровень КПД – 70-80%;
• минимальный гидроудар при запуске;
• возможность горизонтального и вертикального расположение двигателя;
• перекачивание больших объемов теплоносителя за счет высокой мощности.

Из-за комбинации экономичности и шумности «сухие» насосы используются преимущественно в системах отопления промышленных, административных зданий и крупных жилых объектов.

Поэтому у приборов такого рода можно выделить следующие негативные стороны:

1. Высокий уровень шума, не позволяющий использовать их в квартирах.
2. Необходимость замены уплотнительных дисков каждые 2-3 года.
3. Высокая вероятность протекания теплоносителя наружу при нарушении герметичности рабочей камеры.
4. Необходимость внешнего охлаждения двигателя.

Из-за большого веса такое оборудование устанавливают на пол или подвешивают на кронштейны.

Элементы консольного насоса закреплены на одной станине, а электрический двигатель с рабочим колесом в корпусе связаны через редуктор

Существует два варианта конструкционного исполнения «сухих» насосов:

1. Моноблочный. Двигатель и металлический корпус прибора объединены в одну конструкцию со специфическими креплениями.
2. Консольный. К корпусу оборудования с помощью универсальных креплений может присоединяться двигатель любой мощности.

«Сухие» циркуляционные устройства для отопительных систем при соответствующем обслуживании являются более долговечными, поэтому они постепенно вытесняют с рынка модели с мокрым ротором.

Вариант #2 — насосы с ротором мокрого типа

Принцип действия циркуляционного прибора с ротором, относящимся к мокрому типу, аналогичен своему собрату в «сухом» исполнении: при вращении крыльчатки подаваемый в центр теплоноситель перемещается к периферии рабочей камеры, откуда собирается в отводящие каналы.

Все внутренние уплотнители в «мокром» насосе являются статичными и не подвержены динамическому износу, поэтому такие модели более надежны и долговечны

Ротор «мокрого» насоса контактирует с теплоносителем, который обеспечивает и охлаждение двигателя. Такие приборы не должны работать в сухом режиме, потому что они быстро перегреваются и сгорают.

Составные части оборудования обычно расположены в одном корпусе и составляют единую конструкцию, поэтому при поломке отдельных элементов их не заменяют, а покупают новый насос.

Теплоноситель внутри рабочей камеры проходит довольно извилистый путь, поэтому от гладкости материала внутренней поверхности корпуса зависит шумность насоса

Преимущества агрегата с “мокрой” разновидностью ротора:

• бесшумность работы;
• компактные размеры;
• незначительное потребление электроэнергии (30-50 Вт);
• длительность работы без обслуживания;
• относительно небольшая стоимость;
• простота установки.

Устройства часто встраивают непосредственно в конструкцию бытовых котлов, облегчая потребителю выбор оборудования при монтаже системы отопления.

У отопительных приборов такого типа есть и минусы:

• конструкционные ограничения по максимальной мощности;
• низкая ремонтопригодность;
• маленький КПД (40-60%);
• необходимость строго горизонтального расположения оси двигателя.

Из-за низкой мощности “мокрая” разновидность насосных машин используют преимущественно в отопительных системах квартир и одноэтажных домов.

Устройство Беламос

При ответе на вопрос, какую систему циркуляции лучше всего выбрать, важно рассмотреть аппарат Беламос. Этот производитель на Российском рынке является ведущим, он поставляется большое количество хорошего оборудования для отопления дома

Особой популярность пользуется модель Беламос BR 25/4 G.

Стоимость на устройство по Москве доходит до 2100 тысяч рублей. Устройство может выдерживать нагрев жидкости до 110 градусов Цельсия, максимальный напор доходит до 4,5 метров, а пропускная способность — 2,8 кубометров воды. К основным достоинствам такого устройства относят: возможность монтирования в вертикальном либо горизонтальном положении, приемлемая для многих пользователей стоимость, бесшумность при работе, высокое качество конструкции.

Originally posted 2018-07-04 08:13:41.

Другие варианты расчетов насосов

Вышеприведенный способ расчетов является одним из вариантов вычисления необходимых параметров. Ряд производителей используют иную методику. Также можно доверить расчет циркуляционного насоса квалифицированному специалисту. Зная подробности конструкции конкретной системы и условия ее работы, он профессионально сделает все вычисления.

Обычно определяют максимальную нагрузку для работы системы теплоснабжения. В действительности она будет ниже, поэтому разумно будет приобрести устройство, параметры которого немного ниже расчетных данных. Расчет мощности циркуляционного насоса отопления отражает оптимальный результат. Приобретать более мощный прибор не целесообразно и работа системы не улучшится, а расходы возрастут.

После получения результатов расчетов необходимо обратить внимание на напорно-расходные данные о моделях насосов с учетом скоростей его работы. Характеристики можно отразить на графике с двумя координатами – напором и производительностью, а затем определить точку пересечения этих величин

Исходя из графического изображения, подбирают нужную модель насоса для отопления для конкретного дома. Точка А на рисунке соответствует требуемым параметрам по результатам вычислений, а точка В обозначает реальные характеристики определенной модели устройства, указанные производителем. Циркуляционный насос тем больше подходит для условий эксплуатации в конкретной отопительной системе, чем меньше расстояние между этими двумя точками.