Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Современные отопительные системы не могут функционировать (за редким исключением) без циркуляционного насоса, обеспечивающего постоянное перемещение рабочей жидкости по трубам, проложенным по любой схеме разводки. Правильный и точный подбор циркуляционного насоса для системы отопления — это экономия электроэнергии и энергоносителей для котла, это постоянно теплые радиаторы и одинаковая температура во всех помещениях квартиры или дома. Кроме того, не подобрав правильные параметры циркуляционных насосов для систем отопления, вы не сможете организовать работу «теплого пола» или обратной циркуляции горячего водоснабжения. Также в малоэтажных домах отопление часто строится по сложным многоконтурным схемам, поэтому для надежности в такие системы отопления устанавливается несколько водяных помп.

Высокий КПД системы отопления прямо пропорционально зависит от характеристик циркуляционного оборудования, которые должны соответствовать характеристикам отопительного оборудования. Поэтому и используется при составлении и разработке проекта монтажа отопительных устройств и агрегатов расчет циркуляционного насоса для системы отопления. Можно выделить основные параметры, которые учитываются разработчиками при выборе помпы. Рассмотрим их ниже:

Конструктивно циркуляционный насос состоит из корпуса и электродвигателя (ЭД), который управляется блоком управления. Корпуса циркуляционных насосов изготавливаются из цветных металлов (бронза, латунь, дюралюминий), нержавеющей стали или чугуна. Крыльчатка (лопасти помпы) изготавливается из нержавейки или высокопрочных полимерных материалов, крепится крыльчатка на валу ЭД. При вращении лопасти захватывают воду и заставляют ее двигаться по направления к выпускному клапану помпы. Все оси агрегата центрированы относительно одной центральной линии, поэтому вибрации при работе не наблюдается.

Технические характеристики

Начинать подбор насоса необходимо с ознакомления с его возможностями и характеристиками, основные из которых указываются в техническом паспорте:

1. Номинальная производительность насоса, которая измеряется в литрах или кубических метрах в час (л/час, м3/час). Эта характеристика максимальный объем жидкости, проходящей через камеру насоса за единицу времени;
2. Напор — это максимальное гидравлическое сопротивление воды в контурах отопления, которое преодолевает ЭД насоса. Единица измерения – метры;
3. Термин «характеристика насоса» является величиной, производной от напора и производительности агрегата. Например, односкоростной циркуляционный насос для домашней системы отопления имеет одну характеристику, для двух- или трехскоростной – две или три характеристики. Те агрегаты, которые оснащены плавными регуляторами скорости вращения вала, имеют изменяющиеся характеристики производительности и напора.

Классификация насосов

По производителю подбор насоса циркуляционного типа для автономной или зависимой системы отопления дома не имеет смысла – все характеристики примерно одинаковы для оборудования одной мощности. Поэтому классификация циркулярных помп проводится по типу ротора: с сухим или мокрым ротором. Что это значит?

• Насосы с мокрым ротором так и называются, потому что ротор постоянно находится в жидкой среде. Ротор отделен от статора гильзой из нержавейки. Работает такой агрегат без шума и вибраций, занимает мало места, профилактические работы – минимальны, так как рабочая жидкость служит одновременно и смазкой, и охладителем. Недостаток – невысокий КПД относительно «сухих» насосов системы отопления.
• У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Герметизация электрической части происходит за счет уплотнительных колец из нержавеющей стали, или керамики. Высокая точность размеров этих колец обеспечивает постоянное присутствие тонкой пленки жидкости между ними, что и обеспечивает герметичность отсека. По мере износа колец начинает работать прижимная пружина, которая автоматически прижимает кольца к корпусу. И перед тем, как выбрать циркуляционный насос с сухим ротором, имейте ввиду, что работать он должен в отдельном помещении, так как при работе сильно шумит.
• Как подобрать насос по маркировке? Марка насоса обозначается символами (Grundfos UPS 25-50), и обычно отражает название компании-производителя, после чего указываются цифры, значение которых расшифровывается ниже:
  1. Первое число указывает на диаметр впускного и выпускного патрубков. Для нашего примера это 25 мм, или один дюйм. Одновременно это означает диаметр резьбы гаек крепления;
  2. Вторые две цифры означают высоту столба теплоносителя в отопительной системе. Для нашего примера это 5 метров, что означает давление ≤ 0,5 Атм.

Расчет параметров насоса

Исходя из этих параметров, обеспечивают выбор насоса системы отопления после того, как расчет насоса был произведен и определены его характеристики – напор и мощность. Насосы с плавной регулировкой мощности посредством электроники более экономичны, так как автономно регулируют свои параметры, исходя из постоянного анализа расхода и давления теплоносителя в системе на основе показаний датчиков и реле.

Точно рассчитать и выбрать насос системы отопления можно, отталкиваясь от потребности жилых помещений в количестве тепла: этот параметр является отправной точкой перед тем, как рассчитать характеристики оборудования. Все числовые значения расчетов утверждаются, исходя из СНиП 2.04.07-86, и их параметры должны соответствовать самому холодному времени года для малоэтажных домов для 1 м2 при обогреваемой площади 173-177 Вт/м2 и температуре на улице -25⁰C/30⁰C. Для более высотных зданий эти значения будут соответственно 97-101 Вт/м2.

Потребность здания или помещения в тепловой энергии рассчитывается перемножением этих величин на площадь отапливаемых помещений.

Кроме того, можно использовать значения, на основе мощности обогревательного котла. Требуемые показатели, подбирая насос, рассчитываются по формуле: Q = Nt2 — t1 х Q = Nt2 — t1;

Где:

• Q – расчетный параметр, соответствующий расходу агрегата (продуктивность работы), (л/ч или м3/ч);
• N — мощность котла в Вт;
• t2 — температура рабочей жидкости на подаче в ⁰C;
• t1 — температура рабочей жидкости на обратке в ⁰C.

Все расчетные параметры известны заранее, поэтому при использовании их в формуле мы получаем расход оборудования. Температура рабочей жидкости, на трубе подачи из отопительного котла в систему отопления лежит в диапазоне +85⁰C/+95⁰C, температура на трубе обратного хода +60⁰C/+70⁰C. Значение параметров напора для преодоления сопротивления жидкости определяется по стандартным формулам, но, чтобы не использовать калькулятор онлайн, можно подобрать эти значения по упрощенным данным:

1. Прямые участки магистрали отопления имеют стандартное сопротивление 100-150 Па/м, эквивалентное расчетному напору агрегата — 0,01-0,015 м на погонный метр трассы отопления;
2. Фитинги рассеивают до 30% расчетного сопротивления;
3. Трехходовой вентиль забирает до 20% гидравлического сопротивления;
4. Терморегуляторы рассеивают до 70%.

Рассчитывая гидравлическое сопротивление трубопровода отопления в доме, высоту здания во внимание не принимают. Это значит, что выбирать оборудование можно без учета напорных параметров агрегата для замкнутой системы отопления, в которой обогрев помещений происходит без наличия воздуха в магистрали, и перепадов давления не бывает. Именно из-за этой особенности системы высота трубы подачи рабочей жидкости равна высоте обратной трубы — столбы теплоносителя в них одинаковы по величине. Общее гидравлическое сопротивление рассчитывается только как только сумма сопротивлений таких участков на трассе, где это сопротивление может возникнуть: в угловых поворотах, в тройниках, в кранах и переходниках.

При подборе оптимальных параметров циркуляционной помпы для отопления дома пользуются максимальными значениями нагрузок и других параметров агрегата, поэтому в реальности можно приобрести агрегат с менее требовательными значениями характеристик. Такая марка насоса будет более бесшумной, экономичной и дешевой, но в производительности не потеряет.