Расчет системы отопления (Часть 6 — Подбор циркуляционного насоса)

В предыдущих разделах цикла статей были рассмотрены два вида систем отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Основное отличие этих систем заключается в принципе возникновения циркуляции (естественными или принудительными силами). Если в гравитационных системах движения теплоносителя по системе трубопроводов осуществляется под воздействием разности плотностей, то в системах с принудительной циркуляцией за счет работы насосов.

Поэтому в таких системах расчетные диаметры трубопроводов гораздо меньше чем в естественных, так как от величины сопротивления сети будет зависеть какой насос будет подобран. Поэтому такого понятия в механических системах как радиус действия не существует.

Подбор насоса в зависимости от типа системы отопления

Если при проектировании системы с естественной циркуляции возникла ошибка, и трубопроводы оказались «зажаты», а перепада давления на отдаленных от котла приборах отопления недостаточно для нормальной циркуляции теплоносителя, то решить ситуацию на месте можно также врезав на обратный трубопровод циркуляционный насос.

Схема врезка циркуляционного насоса

При этом желательно заменить расширительный бак атмосферного типа, установленного на подаче, на закрытый бак и перенести его на обратку.

В системах отопления небольших жилых домов устанавливаются циркуляционные насосы преимущественно модели с «мокрым ротором», так как они обладают низкими потребляемой мощностью и уровнем шума.

Устройство циркуляционного насоса с «мокрым ротором»

Наиболее востребованы модели с тремя скоростями для работы отопительных систем в различных режимах. Если для регулирования температуры воздуха на радиаторах установлены вентиля с термостатическими головками, которые или приоткрывают или закрывают проток воды через радиатор, то расход воды в системе постоянно меняется, что отрицательно сказывается на работе насоса.

В такие системы, как правило, устанавливают циркуляционные насосы с частотным преобразователем, который позволяет плавно менять гидравлические характеристики в зависимости от потребности дома в нагреве.

Потребляемая электрическая мощность циркуляционных насосов крайне мала и составляет от 50 до 150 Вт в зависимости от сложности системы. А если устанавливать насосы с частотным регулированием, то затраты электроэнергии за зимний период можно значительно уменьшить.

Частотный преобразователь предназначен для изменения скорости вращения электродвигателей

Побор циркуляционного насоса

Основными параметрами, необходимые для того чтобы выполнить правильный и грамотный подбор насосного оборудования, являются расход теплоносителя и напор. Расход теплоносителя определяется в процессе гидравлического расчета исходя из необходимой тепловой мощности системы и температурного перепада воды в системе (разница между подачей и обраткой). Напор насоса складывается из всех гидравлических сопротивлений системы:

• сопротивление трубопроводов (потери давления на трение и в местных сопротивлениях: узлах, поворотах, тройниках, присоединениях к радиаторам и пр.);
• потери давления на запорной и регулирующей арматуре;
• потери давления на грязевиках (фильтрах механической очистки, установка которых является обязательным условием работоспособности насосов с мокрым ротором и сохранения гарантии от производителя);
• потери давления на радиаторах и котельном оборудовании.

Потери давления в трубопроводах и местных сопротивлениях определяются в процессе гидравлического расчета, остальные параметры предоставляются производителями и указываются в паспортах или технических каталогах.

Напор насоса можно определить и укрупненным способом: при перепаде температуры между подачей и обраткой 15 °С и ограничением скорости до 1,5 м/c на каждые 10 погонных метров трубы теряется 0,5 – 0,6 метра.

Немаловажным критерием для выбора насоса является его рабочая и предельная температуры, которые должны соответствовать температурному графику котла (как правило, они должна быть выше 100 °С).

Как видно из графика выбор циркуляционного насоса производится по кривой характеристике, на которой нанесены зависимости расхода от выдаваемого напора на каждой скорости. Производители рекомендуют выполнять подбор насоса на 2-й скорости, тем самым насос будет работать не на максимальных параметрах и будет предусмотрен небольшой запас по мощности.

Предварительно, можно сказать, что для рассматриваемого здания и предположительно планируемой системе отопления коллекторного типа максимальная длина ветки отопления до самого удаленного радиатора составит 12 метров (в сумме подачи и обратки 24 метров трубопровода), следовательно, потери давления во всей системе отопления составят максимум 1,44 м. вод. ст. (укрупненный расчет см. выше)

Расход теплоносителя при ?Т=15 °С и мощности системы отопления порядка 8 кВт составит 0,5 м/час.

Таким образом, насос UPS 25-40 выдаст требуемые параметры уже на 1-й скорости.