Розрахунок насоса опалення: подачі і напору води, потужність, кавітація


Будь-яка замкнута система опалення потребує попередніх розрахунках для потужності насоса систем водопостачання та опалення, щоб бути впевненим, що приміщення буде прогріватися максимально рівномірно. Щоб почати розрахунок насоса опалення, важливо визначитися з його типом.

Різновиди пристроїв

Кожен з двох модифікацій насосів має свої особливості, якщо прилад з «сухим» ротором зазвичай більш громіздкий, то насос з «мокрим» ротором, як правило, компактніші, але обмежений по потужності і не підходить для великих систем. Мокрим ротор називається через те, що рухомі частини двигуна перебувають у воді, їй же здійснюється їх змащення та охолодження, що пред'являє певні вимоги по чистоті до перекачується воді.

Різновиди пристроїв

Циркуляційні насоси в системі опалення

При цьому електричні компоненти мотора ізольовані від частин, що перебувають у воді, розділовим склянкою. Насоси, що мають «сухий» ротор, охолоджуються повітряним шляхом, тому вони найчастіше і більш гучні.

Розрахунок потужності

Оптимальний вибір насоса визначається за графіком перетину кривих тиску і витрати води, значення яких визначаються за внутрішнім характеристикам опалювальної системи або водопостачання. Вибір буде оптимальним, якщо насос в обраній робочій точці буде працювати з кращим ККД, в цьому випадку можна вважати розрахунок потужності насоса опалення виконаним правильно.

У такій робочій точці потужність насоса відповідає споживанню енергії опалювальною системою. Якщо робоча точка обрана невірно, то встановлений по ній насос буде працювати погано, споживаючи більш високу потужність, ніж це необхідно і, в кінцевому рахунку, може призвести до перевантаження і виходу з ладу насоса і всієї опалювальної системи. У таких випадках доводиться вибирати новий більш потужний насос.

Розрахунок потужності

Робоча точка насоса

Потужність насоса опалення визначається за формулою:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * ККД,

тут p – щільність води в кілограмах на літр, Q – витрата води в кубометрах на годину, H – напір води в метрах.

Розрахунок продуктивності по теплу

Продуктивність насоса по теплу визначається за простою формулою:

Q = S * q уд / 1000,

тут Q – продуктивність в кіловатах, S – площа опалення в квадратних метрах, q уд — питоме енергоспоживання у ватах на квадратний метр.

Питоме споживання енергії відрізняється для різних типів приміщень. У звичайних багатоквартирних будинках — близько 70 Вт на квадратний метр, в приватних будинках індивідуальної забудови воно приймається рівним 100 Вт на квадратний метр.

Розрахунок подачі води

Подачу води слід обчислювати за формулою:

V = Q / (1,16 * T),

тут V – подача води в кубометрах на годину, 1.16 — характеристика теплоємності води, T – різниця температур, зазвичай 10-20 градусів.

Розрахунок напору води

Напір води розраховується за формулою:

H = R * L * ZF / 10000,

тут H — напір у метрах, R — питомий тиск у трубопроводі, що характеризує його опір натиску, в Паскалях на метр (типові значення 100-150 Паскалів на метр), L – метраж самого протяжного ділянки трубопроводу, ZF – нормалізуючий коефіцієнт (2.2 для опалювальних систем і 2.6 для систем гарячого водопостачання).

Кавітація в системі опалення

У кожному трубопроводі можливе виникнення кавітації. Різниця в тиску внаслідок, наприклад, внаслідок природного спаду тиску в точках з різною висотою, тертя потоків води об стінки труб або ротора, на ділянках трубопроводу призводить до кавітації — утворення мікроскопічних бульбашок з насиченої пари в зонах з пониженим тиском.

Зазвичай такі зони існують недовго і як тільки тиск підвищується до значення, коли утворився насичений пар не може існувати в рівновазі з рідиною, мікропухирців стискаються, породжуючи мікроскопічне подобу вибухів. Самі бульбашки і їх схлопування поодинці не небезпечні, але, коли їх багато, це загрожує до руйнувань матеріалу труб, насосів і інших вузлів системи опалення.

Кавітація в системі опалення

Кавітаційний нагрівання води

Для мінімізації кавітації за можливості слід забезпечити рівне тиск на всіх ділянках системи і чим вище тиск, тим краще. Зниження температури води, що перекачується зменшує ймовірність кавітаційних явищ. Також очевидно, що насоси з меншим числом обертів будуть створювати менше кавітації, що теж потрібно враховувати при виборі насоса.

Правильно здійснений розрахунок насоса опалення і правильно підібраний насос гарантують ефективність функціонування систем опалення та водопостачання.

Якщо ви не впевнені в можливості самостійно розрахувати характеристики потрібного насоса опалювальної системи, то краще довірити це професіоналам. Фахівець зробить всі необхідні розрахунки, допоможе вам у виборі кращого насоса і встановить його.

Автоматичне регулювання

Двигуни споживають значну кількість енергії і, з урахуванням їх безперервної роботи протягом великих проміжків часу, таке їх енергоспоживання може стати помітною статтею у витратах на утримання будинку.

Насоси з автоматичним регулюванням споживаної електроенергії стануть хорошим вибором. Такі пристрої можуть скоротити споживання електрики на 50%.

Використання сучасних ефективних насосів дозволить скоротити витрати електроенергії на 80%. Система автоматичного підстроювання потужності допоможе знизити витрати на роботу в той час, коли немає необхідності в повному навантаженні опалювальної системи.