Как правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления частного дома?
Для примера предположим, площадь двухэтажного дома составляет 180-200 квадратных метров. Планируется установка радиаторов и теплых полов на первом и втором этажах.
Подбор насоса начинается с определения характеристик будущей системы отопления.
Определение тепловой мощности системы.
Требуемая мощность системы отопления равна теплопотерям дома. Через стены, окна, пол и крышу - все ограждающие конструкции. Самый популярный способ - примерный расчет, исходя из удельных теплопотерь на квадратный метр. Удельные теплопотери обычно принимаются как 100 ватт на квадратный метр площади дома. Площадь двухэтажного дома из нашего примера равна 200 квадратных метров.
200 х 100 = 20 000 ватт или 20 киловатт. После этого, мы можем рассчитать необходимую производительность насоса. Производительность насоса соответствует количеству горячей воды, которое нужно прокачать по отопительной системе, чтобы передать радиаторам тепло, достаточное для компенсации теплопотерь. Это количество называется расходом в системе отопления. Еще нужно учесть, сколько именно тепла мы будем забирать у воды в радиаторах. Эта разница между температурой в подаче от котла к радиаторам, и обратке от радиаторов к котлу. Еще она может называться дельтой температур.
Формула выглядит так: Q = (0,86xP) / dt
Q - производительность насоса
Р - мощность отопительной системы
0,86 - коэффициент теплоемкости воды.
dt - разница температуры между подачей и обраткой.
Итого, (20 х 0,86) / 20 = 0,9 кубических метров воды.
Теперь о втором параметре, напоре.
Напор это давление, которое должен создать насос, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, возникающее при принудительном движении воды в отопительной системе. Сопротивление системы состоит из сопротивлений всех ее элементов - углов, тройников, сужений, регулирующей арматуры, шероховатости труб. В упрощенном расчете нет необходимости брать из справочников и складывать сопротивления всех элементов, воспользуемся эмпирическими коэффициентами.
Формула: Н = Z x R x L
Н - необходимый напор насоса
Z - сопротивление элементов системы
R - сопротивление трубопровода
L - длина трубопровода.
Z для двухтрубной системы с простыми вентилями принимается равным 1,3. Это минимально необходимый запас 30% Для радиаторов с термоголовками применяется коэффициент 1,7. Коэффициенты перемножаются. Самая популярная система это тупиковая двухтрубная, с термоголовками на радиаторах. Значит перемножаем 1,3 и 1,7 получаем Z равным 2,2.
R, сопротивление трубопровода. Сопротивление трубопровода правильно подобранного диаметра не превышает 150 Паскалей на погонный метр. Для удобства переведем их в метры водяного столба, это будет 0,015 метра на метр трубопровода.
Осталось одна переменная, L, длина трубопровода. Как правильно ее определить? Не нужно суммировать длину всех труб в отопительной системе. Достаточно длины диктующей ветки. Это трубопровод от насоса до самого дальнего радиатора. Диктующая ветка обладает самым большим гидравлическим сопротивлением. Необходимо точно измерить диктующую ветку, тщательно изобразив ее на плане или рассчитав ее максимальную возможную длину исходя из габаритов дома. Зададимся длинной диктующей ветки в 60 метров.
Подставляем числа в формулу напора:
Н = Z x R x L = 2,2 х 0.015 х 60 = 2 метра водяного столба.
Итак, у нас есть два основных параметра нашей системы. Производительность, Q – 0,9 кубометров, и напор, Н - 2 метра водяного столба. Их совокупность называется рабочей точкой насоса.
Переходим к выбору конкретной модели насоса. В каталоге продукции Shinhoo указаны графики гидравлических характеристик насоса. Для нашего случая нам подойдет насос BASIC S.
Находим график характеристик этого насоса. На оси Х находится производительность насоса, Q, на оси Y напор насоса, Н. Три ниспадающие линии - скорости насоса. Нижняя - первая скорость, средняя - вторая и верхняя - третья. Чем больше производительность, тем меньше напор, и наоборот. Как известно, рабочая точка должна находится в области максимального КПД. В нашем случае это будет соответствовать середине кривых рабочих характеристик.
Выбор начнем с самого малого насоса в линейке – BASIC S 25-4S. По оси производительности откладываем 0,9 кубометров, по оси напора откладываем 2 метра, получаем рабочую точку на графике (выделена красным). Обратите внимание, и расход и напор найденной нами точки находится выше графика средней, второй скорости насоса. Поэтому в реальности параметры будут другими. Мы должны перенести рабочую точку на ближайшую верхнюю линию скоростей насоса. Поэтому, в действительности, чтобы обеспечить максимальный возможный расход в системе и в то же время преодолеть наибольшие сопротивления, а именно так бывает в самые холодные дни, данный насос будет работать на третьей скорости. Когда потеплеет, радиаторы начнут закрываться, расход через систему будет уменьшаться и рабочая точка соответственно сместится влево про графику насоса и его необходимо будет перевести на вторую скорость.
Таким образом, выбираем насос BASIC S 25-4S.
