Школа электрика


Расчет и выбор циркуляционного насоса

Содержание:
  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.

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.

Рекомендации по установке насосов

Для того чтобы обеспечить нормальную циркуляцию жидкости в системе отопления, нужно сделать правильный выбор места, где будет установлен насос. Следует определить такое место в области всасывания воды, в котором всегда присутствует избыточное гидравлическое давление.

Чаще всего выбирается наиболее высокая точка трубопровода, от которой расширительный бак поднимается на высоту примерно 80 см. Применение данного способа возможно при условии помещения с большой высотой. Обычно практикуется установка расширительного бака на чердаке, при условии его утепления на зимний период.

Во втором случае трубка переносится от расширительного бака и врезается вместо подающего трубопровода в трубу обратной подачи. Возле этого места находится всасывающий патрубок насоса, поэтому для принудительной циркуляции создаются наиболее благоприятные условия.

Третий вариант установки заключается во врезке насоса в трубопровод подачи, непосредственно за точкой, в которую поступает вода из расширительного бака. Использование такого подключения возможно, если конкретная модель обладает устойчивостью к высокой температуре воды.

Рекомендации по выбору насоса

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления частного дома, должен хорошо выполнять свои основные функции. К каждому такому устройству предъявляются определенные требования.

  1. Агрегат должен обладать необходимой продуктивностью или производительностью работы. Расчет этого параметра осуществляется в условиях минимальной нагрузки на устройство.
  2. Другим критерием выбора является давление, обеспечивающее необходимый напор в трубах и всей системе. В этом случае нужно учитывать условия эксплуатации. Они зависят от объема помещений, вида жидкости в системе, температуры окружающей среды и самого теплоносителя. Большое значение имеет диаметр используемых труб.
  3. При покупке нужно обязательно учитывать внешние факторы, связанные с размерами агрегата, уровнем шума во время работы, сложностями технического обслуживания.

Правильный выбор насоса обеспечивает его надежную и устойчивую работу, продолжительную эксплуатацию в сложных условиях.

Расчет производительности циркуляционного насоса

Перед тем как выбирать нужную модель циркуляционного насоса, следует заняться гидравлическим расчетом системы. Значение рабочей производительности насоса тесно связано с тепловой мощностью рассматриваемой системы отопления. Следовательно, объем теплоносителя, перекачиваемый таким агрегатом, должен обеспечивать тепловую энергию радиаторам во всех помещениях. Поэтому для расчетов потребуется значение тепловой мощности, необходимой для обогрева помещений и всего здания.

В качестве примера можно использовать частный дом, площадь которого составляет 100 м2. Значение тепловой мощности будет соответственно в пределах 10 кВт. Далее производительность насоса рассчитывается по следующей формуле: G = 3600Q/(ct), в которой G является необходимым количеством теплоносителя (кг/ч), Qтепловой мощностью системы (кВт), с – представляет собой удельную теплоемкость воды, равную 4,187 кДж/кг ºС, Δt – является разницей температур в подающих и обратных трубах. Для расчетов берется ее температура, составляющая 200С. Таким образом, в соответствии с исходными данными, производительность циркуляционного насоса будет равна: 3600 х 10 х 4,187 х 20 = 429,9 кг/ч или в более крупных единицах – 0,43 т/ч.

При выборе насоса можно заметить, что в техническом паспорте вместо массовых единиц расхода указаны объемные. В этом случае необходимо выполнить перевод массы воды в ее объем с помощью плотности, составляющей 0,983 т/м3 при t = +600С: 0,43/0,983 = 0,44 м3. Полученное значение и будет вычисляемой рабочей производительностью устройства.

Расчет гидравлического сопротивления 

Чтобы рассчитать гидравлическое сопротивление, необходимо знать производительность и напор циркуляционного насоса. Методика расчета первого параметра уже рассматривалась выше, поэтому основное внимание следует уделить напору. Вначале нужно определить гидравлическое сопротивление, поскольку напор агрегата постоянно сталкивается с необходимостью преодоления сопротивления, возникающего в процессе циркуляции воды.

Чем большим сопротивлением обладает система, тем больше потребуется напор используемого насоса. Его значение определяется в паскалях (Па) или в метрах водяного столба. Например, столб воды, высотой 10 м создает напор в 100000 Па, что соответствует также 1-й атмосфере.

В первую очередь гидравлическое сопротивление определяется в наиболее неблагоприятной части системы. Только после этого подбирается насос, напор которого не должен быть меньше полученного результата. Общее значение гидравлического сопротивления включает в себя сопротивления на прямых участках и все имеющиеся местные сопротивления. К местным относятся сопротивления, охватывающие изгибы, тройники, редукционные переходы и другие сложные места. При расчетах в обязательном порядке учитывается предельно допустимая скорость движения воды в трубопроводах. Это позволит предотвратить излишний шум во время работы системы.

Таблица с параметрами, имеющими постоянное значение:

Расположение участков трубопроводов

Скорость движения воды в трубах W, м/с

Потери давления на трение R, Па/м

Внутри жилого дома. Стояки и отопительные приборы

0,5-0,7

50-100

Внутри жилого дома. Основные распределительные трубопроводы, находящиеся в подвале.

0,8-1,5

100-200

Внутри промышленных зданий. Отопительные приборы и распределительные трубопроводы.

1,0-2,0

100-250

В соответствии с этой таблицей потери на прямых участках определяются с помощью формулы: Rпр = R x l, где R – потери давления на трение (Па/м), а l – длина отдельных участков трубопроводов.

Таким образом, расчет и выбор циркуляционного насоса для системы отопления вполне возможно выполнить самостоятельно. Однако все вычисления, касающиеся сложных отопительных систем, желательно поручить специалистам, хорошо разбирающимся в данном вопросе.



Схема подключения однофазного счетчика
Виды паркета: какой выбрать
Удельное сопротивление стали
Реактивное сопротивление конденсатора

Теги: расчет, циркуляция, насос, сопротивление
Если Вам понравился сайт, нажмите на одну из кнопок соц. сетей electric-220.ru » Интересное об электричестве и не только
Электро схемы
Разделы публикаций



Electric-220.ru © Copyright 2011 - 2016
 
Вход | Реклама | Вакансии