Циркуляционный насос для отопления: характеристики и установка, расчет

Для чего нужен циркуляционный насос?

Циркуляционный насос нужен для поддержки циркуляции теплоносителя в системах отопления.

Системы, которые могут работать только с его помощью, называются системами с принудительной циркуляцией.

Его применение позволяет уменьшить диаметр труб отопления и улучшить прогрев отдельных приборов отопления — радиаторов, конвекторов и т. д.

Какие бывают циркуляционные насосы?

Циркуляционные насосы бывают двух видов:

Циркуляционный насос с сухим ротором

• С сухим ротором — теплоноситель не контактирует с ротором насоса. Обладают хорошим КПД, при высоком уровне шума. Их в основном применяют в больших системах отопления, где возможно выделение отдельного помещения под котельную.
• С мокрым ротором — теплоноситель контактирует с ротором. Чаще всего применяются в частных домах, так как обладают малыми габаритами и малым уровнем шума. У них более низкий КПД, чем у насосов с сухим ротором, но это не критично при их уровнях мощности.

Циркуляционный насос с мокрым ротором

Характеристики циркуляционных насосов для отопления

• Расход (подача) — измеряется в кубометрах в час или в литрах в минуту. Этот параметр показывает какое количество теплоносителя насос перемещает через себя в единицу времени.
• Напор — параметр, который показывает какое давление способен создать насос. Измеряется в метрах водного столба.
• Монтажная длина — монтажный размер насоса. Измеряется в миллиметрах и показывает расстояние между гайками насоса. Для бытовых насосов он чаще всего равен 180 мм.
• Диаметр соединения — диаметр резьбы гаек, которыми насос подключается к системе отопления. В частных домах применяются гайки диаметром 1 дюйм или 1,25 дюйма.
• Регулировка скорости вращения ротора. Насосы могут быть с ручной и автоматической регулировкой скорости вращения ротора. «Ручные» насосы имеют 3 иногда 4 скорости, а у автоматически регулируемых насосов может быть гораздо больше режимов работы. Например, у модели Grundfos Alpha 2 таких режимов 11.
• Рабочая температура теплоносителя до 110° C.

Расчет циркуляционного насоса для отопления

Когда встает вопрос подбора циркуляционного насоса для системы отопления, необходимо рассчитать две важных величины — расход и напор. Давайте поочередно посмотрим как все это считается.

Расчет расхода циркуляционного насоса

Возникает законный вопрос: «А зачем его считать?». Ответ достаточно простой — передача тепловой энергии от котла к приборам отопления осуществляется при помощи теплоносителя (чаще всего это вода), который обладает определенной теплоемкостью.

Соответственно, чтобы приборы получили определенное количество теплоты, нужно чтобы через них прошло определенное количество теплоносителя.

Выражается это следующей формулой:

G = N/(1.16Δt)

Здесь:

• G — расход теплоносителя в л/час.
• N — мощность котла в Вт.
• Δt — разность температур между «подачей» и «обраткой».

В результате мы получили необходимый для вашей системы отопления расход теплоносителя.

Теперь нужно определить необходимый напор циркуляционного насоса.

Расчет напора циркуляционного насоса

Напор циркуляционного насоса должен превышать гидравлические потери в системе отопления, иначе теплоноситель не будет циркулировать по всей системе, а по пути наименьшего сопротивления.

Подробно методика расчета гидравлического сопротивления описана мной в отдельной статье.

Здесь я приведу только основную формулу, полученную там:

ΔP =ΔP_трение +ΔP_{арматура}=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) =  R•l + z;

Отсюда получаем следующие равенства для R и z:

• R = (λ/α)*(v²ρ/2) Па/м;
• z = ξ*(v²ρ/2) Па;

Коэффициенты λ, α, ρ — справочные величины, которые приведены в специальной литературе.

Расшифровывать их здесь не буду, если интересно, то переходите по ссылке, которая указана выше.

Определение модели циркуляционного насоса по напору и расходу

После того, как мы получили все вышеперечисленное, нам надо выбрать модель циркуляционного насоса.

Для этого надо обратить внимание на напорно-расходную характеристику насоса.

Она у разных моделей насосов разная и выглядит следующим образом:

Напорно-расходная характеристика циркуляционного насоса

По такой характеристике мы смотрим сможет ли данная модель насоса выдать нужный нам напор при нужном нам расходе теплоносителя.

Если насосу это под силу, то его вполне можно устанавливать на вашу систему отопления.

Установка циркуляционного насоса в системе отопления

Прибор чаще всего устанавливают на «обратке» перед котлом.

В системе с естественной циркуляцией, насос ставится на «байпас» и при необходимости можно его отключить отсечь вентилями и произвести ремонт.

Установка циркуляционного насоса на байпас

Такая схема установки подойдет и для систем с принудительной циркуляцией, но там еще необходимо подключать источник бесперебойного питания на случай отключения света.

Направление протока теплоносителя  через прибор указывается стрелкой  внизу на «улитке».

Его важно не перепутать, иначе ваша система будет работать в обратном направлении.

На современных насосах предусмотрена возможность поворота «улитки», поэтому их не бывает «левых» или «правых».

Тем же способом можно переставить статор, если есть необходимость удобнее расположить коробку, в которую заведен шнур питания. Поясним все с помощью рисунка:

Схема установки циркуляционного насоса

Подробные рекомендации по установке написаны в паспорте, который идет в комплекте с прибором. С ним нужно обязательно ознакомиться перед тем как начинать работы!

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Большинство систем отопления могут полноценно выполнять свои функции только при наличии циркуляционного насоса. Он поддерживает необходимый напор жидкости в контуре отопления, помогает теплоносителю преодолевать гидросопротивление системы.

Нормальная циркуляция теплоносителя – залог того, что в отопительный сезон в доме будет поддерживаться оптимальная температура, но для этого необходимо правильно подобрать оборудование.

Насосы с сухим и мокрым ротором

Одним из основных критериев классификации насосов является тип ротора. Это первый и самый простой момент, с которым стоит определиться, ведь оба типа оборудования имеют свои особенности:

• Насосы с сухим ротором. Конструкция такого оборудования предполагает, что ротор не изолирован от рабочей жидкости уплотнительным кольцом. Такие насосы отличаются высоким КПД, порядка 75−85%. Но их работа достаточно шумная, они нуждаются в регулярном техническом обслуживании, кроме того, габариты таких устройств больше чем у аналогов с мокрым ротором.

Из-за этих особенностей, такие насосы стоит выбирать и ставить в отдельностоящих котельных, которые обеспечивают теплом сразу несколько объектов. В таком случае ни большие габариты, ни шум не доставят неудобств.

А отдельное помещение обеспечит удобный доступ к оборудованию для техобслуживания.

• Насосы с влажным ротором. Конструкция этого типа устройств отличается тем, что ротор здесь контактирует с теплоносителем, а изоляция предусмотрена только для статора электродвигателя. За счет этой особенности, детали ротора постоянно смазываются перекачиваемой жидкостью, и он работает почти бесшумно.

Обычно насосы этого типа оснащены встроенным ступенчатым регулятором скорости. Преимущество такого оборудования в том, что оно практически не нуждается в техническом обслуживании и имеет компактные габариты. Все это делает устройства с мокрым ротором оптимальным выбором для систем отопления в частных домах.

Расчет необходимых характеристик насосного оборудования

При выборе конкретной модели насоса, самое важное определить необходимую производительность, которую рассчитывают по формуле: Q = 0,86 x P/dt. Значение расчетных параметров следующее:

• Q – необходимая производительность насоса, которая вычисляется исходя из площади обогреваемых помещений и типа системы отопления, измеряется в кубометрах в час;
• Р – тепловая мощность системы в киловаттах;
• dt – разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Второй важнейший критерий выбора – это напор насоса, который измеряется таким показателем как высота водяного столба. Любая гидравлическая система обладает определенным значением сопротивления потоку рабочей среды. Оно зависит от количества углов, тройников, подъемов и пр. Соответственно насосное оборудование должно эффективно преодолевать сопротивление, сохраняя при этом свою расчетную производительность.

Данный показатель рассчитывают по формуле: H = N x K. N – это число этажей здания. K – это усредненный показатель гидравлических потерь на этаж (в среднем 0,7 – 1,1 м водяного столба для систем двухтрубного типа). В результате вычисляется необходимая высота водяного столба.

При этом нужно учитывать, что общая физическая высота отопительной системы, не должна быть равна высоте напора насоса, он может быть вполовину меньше. Любая система отопления является равновесной, и циркуляционная помпа не предназначена для подъема воды, ее функция – преодолевать сопротивление системы.

Правильные подбор, с учетом всех нюансов существующей или проектируемой системы, поможет выбрать оборудование, которое обеспечит равномерный прогрев радиаторов во всем доме и будет экономичным в эксплуатации.

Рециркуляция горячей воды для бытовых нужд Часть 4: Пример подбора насоса —

Автор Чад Эдмондсон

Проектирование системы рециркуляции горячей воды для бытовых нужд обычно не представляет сложности. На самом деле, мы видим рециркуляционный насос одной и той же модели, который без происшествий использовался один раз за другим, поскольку этот насос, как правило, способен удовлетворить незначительные требования к напору и расходу большинства рециркуляционных систем. Тем не менее, важно проработать надлежащие процедуры проектирования для любой системы рециркуляции. Немного времени заранее может сэкономить много времени (и денег) постфактум.

Во-первых, важно помнить о цели вашего проекта, которая состоит в том, чтобы компенсировать потери тепла в трубе между водонагревателем и самой удаленной арматурой в периоды отсутствия водоразбора. Думайте о рециркуляционной части системы как о расширении хранилища горячей воды. Чем больше объем хранилища, тем больше БТЕ требуется для поддержания горячей воды. Количество БТЕ зависит от следующих факторов:

1. Максимальная разница температур (Дельта Т), которую вы готовы терпеть между нагревателем и последним приспособлением. Обычно это 10°F, 15°F или 20°F.

2. Возвратную часть рециркуляционного трубопровода можно не учитывать, так как потери тепла происходят после последней арматуры и не влияют на температуру подаваемой воды.

Возвратную часть рециркуляционного трубопровода можно не учитывать, так как потери тепла происходят после последней арматуры и не влияют на температуру подаваемой воды.

Пример проектирования рециркуляции

Рассмотрим простой пример, основанный на проектных параметрах многоквартирного дома, показанных здесь:

С помощью этой информации, показанной здесь, мы можем определить требуемый расход рециркуляции, размер нашей рециркуляционной трубы и выбрать насос нужного размера.

Определение скорости рециркуляции.   Скорость рециркуляции основана на потерях тепла, которые могут возникнуть между нагревателем и самым дальним прибором при отсутствии вытяжки. Чтобы определить это значение, мы сверяемся с диаграммой тепловых потерь трубопровода (Таблица 1). Помните, что значения, указанные здесь, даны на 100 футов, поэтому мы применим наши фактические значения и разделим их на 100.

Таблица 1

Для этой конструкции был выбран перепад температуры 10°F. В Таблице 2 показано соотношение BTU/GPM для различных температурных перепадов.

Таблица 2

Далее, на основе использования изолированной медной трубы с длиной 25 футов между стояками, мы можем вручную рассчитать общие потери тепла в линии подачи от нагревателя до самого дальнего стояка, получив общие потери тепла 9320 БТЕ.

С помощью этой информации мы можем завершить наши расчеты, чтобы определить необходимый расход рециркуляции, необходимый для преодоления потерь тепла в данной конкретной системе. Поскольку 1 галлон в минуту переносит 5000 BTUH при ∆T 10 °F, скорость рециркуляционного потока составляет:

9320 BTUH/5000 = 1,87 гал/мин

Размер линии возврата рециркуляции.   Калькулятор размера (например, System Syzer) можно использовать для расчета размера обратной линии. Для 1,87 галлонов в минуту мы бы выбрали медную трубу ¾ дюйма. По данным System Syzer, потери на трение для подающей трубы такого диаметра будут составлять около 1,4 фута на 100 футов.

Определить напор насоса и выбрать насос.  Учитывая, что наша линия рециркуляции имеет длину 300 футов, а скорость потока составляет 1,9галлонов в минуту (с округлением вверх), мы должны рассчитать общие потери на трение:

Падение давления в трубе = 300 футов x 1,4/100 = 4,2 фута

Падение давления на обратном клапане = 1,0 фута

Подающая труба (незначительно) = 0

Водонагреватель (пренебрежительно мало) = 0

Общая потеря напора на трение = 5,2 фута.

Теперь достаточно просто свериться с кривой производителя насоса, чтобы выбрать наш насос для производительности 1,9 галлона в минуту при напоре 5,2 фута.

Следует признать, что для получения окончательного размера насоса требуется довольно много вычислений, и для выполнения большей части работы доступны программы расчета. Тем не менее, важно понимать логику правильно спроектированной системы рециркуляции горячей воды, особенно по мере того, как конструкции систем становятся более сложными, как мы увидим в некоторых следующих блогах.

Оставайтесь с нами, а пока ознакомьтесь с нашими предыдущими блогами на эту тему и нашим видео:

Рециркуляция горячей воды для бытовых нужд Часть 1: В чем смысл?

Рециркуляция горячей воды для бытовых нужд, часть 2: конфликты ASHRAE 90.1 с OSHA

Рециркуляция горячей воды для бытовых нужд, часть 3: роль рециркуляционного насоса Эпизод «Отопление и расходные материалы» и в этом сообщении в блоге мы поговорим о том, какой насос использовать для вашего дровяного котла, и как подобрать размер насоса для вашего применения.

Советы по подбору насоса для дровяного котла

Вам интересно, какой насос использовать, какая разница между насосами и какая у них номенклатура, или как подобрать насос для вашего применения?

В компании «Альтернативное отопление и снабжение» мы получаем много подобных вопросов, и я попытаюсь обобщить их для вас, чтобы вы могли сделать обоснованное предположение. Я попытаюсь в основном научить вас тому, что я делаю в 95% случаев, когда я подбираю насосы для своих клиентов, но имейте в виду, что это нечто большее, чем то, что я собираюсь дать вам здесь.

Я занимаюсь этим уже 14 лет, определяя размеры насосов, и я знаю, какие вопросы задавать и какие переменные задавать. Например, какие теплообменники и сколько изгибов, поворотов и сопротивлений в вашей системе, но я попытаюсь обобщить это для вас и попытаться сделать это для вас немного проще.

Какой насос использовать для дровяного котла?

Как вы, наверное, знаете, Taco несет, а я несу четыре основных насоса для Taco. Все эти насосы относятся к BF4 или BF5-J.

Отличия насосов Taco

В чем разница между насосами Taco 007 и другими типами насосов Taco?

Теперь, многие люди, какая разница в плате между Taco 007 и 009, 0011 и 2400-20 с J? Что такое BF5-J? Это очень простой вопрос.

Большинство насосов, которые вы увидите, когда будете покупать насос, похожи на Taco 009-BF4. BF4 – это базовый универсальный Taco 009. Taco 009-BF5-J отличается тем, что внутри него находится бронзовый картридж.

Насос с бронзовым картриджем

Taco 009-BF5-J

Внутри бронзового картриджа все подшипники и все, что внутри него, изготовлено из нержавеющей стали, поэтому они не подвергаются коррозии и не проникают внутрь водяная система латунного насоса или насоса из нержавеющей стали.

Причина, по которой мы хотим использовать это в дровяном котле, заключается в том, что, поскольку подшипники сделаны из нержавеющей стали, все, что находится в этой системе, не будет ржаветь или подвергаться коррозии. Поскольку мы все знаем, что представляют собой эти другие дровяные котлы, окружающая среда, в которой они находятся, и вода, и накипь, и ржавчина, которую они производят, мы пытаемся бороться с этим, но они все еще там. Картридж застрянет в нем и начнет разъедать любой из стальных элементов, которых нет в бронзовом картридже, и преждевременно заклинит насос.

Хорошо. Так что это фундаментальное различие между насосами BF4 и BF5-J. И причина, по которой мы их используем, заключается в том, что они имеют гораздо больший срок службы на задней панели вашего котла.

В чем разница между насосами Armstrong 30 и другими типами насосов Armstrong?

Armstrong Pumps

Это хорошо для аналога Taco 007, от 0 до 50 футов, и они также трехскоростные, так что это хороший вариант.

Taco 007 и Armstrong 30 перекачивают один и тот же объем воды при высокой скорости. Так что все такие: «О, я получаю больше скорости!», но это не так. Скорость на высокой скорости, это то, на чем работают насосы, поэтому вы теряете циркуляцию воды. Но это хорошая функция, например, если вы используете излучение или любую другую функцию, когда вы думаете, что хотите замедлить поток воды.0003

Armstrong 50 имеет высоту до 50-100 головных футов. Это отличный маленький насос, отличный по эффективности, и на самом деле, Армстронг немного лучше, чем Тако по эффективности.

E7, E8 и E9, они поднимут вас до 100, 200, 300, может быть, немного больше Head Feets. Они дороже, у них также есть процент отказов 1%, фантастический насос, хорошая долговечность, а также гарантия один год.

Советы по выбору насоса для котла

Насос важен, так как если насос выйдет из строя, у вас не будет тепла. Так что не тратьте деньги, идите и купите себе дешевый насос, потому что, когда этот насос выходит из строя, вы падаете, а это значит, что вы не нагреваетесь.

Так что купи себе насос хорошего качества, береги его. И проверьте следующую главу, когда я расскажу об этом накачке С. Когда вы отключаете насос на длительное время, картридж немного заедает, я расскажу об этом в главе 3. для или или? Используйте насос, и если он работает, это здорово, но если нет, просто положите его на полку и приобретите насос нужного размера.

Система с замкнутым контуром под давлением и атмосферный контур

Кроме того, вам потребуется от 8 до 10 галлонов циркуляции через контур. Как вы это делаете и как вы оцениваете это? Это немного сложнее, потому что все пользуются таблицами, составленными Тако или Армстронгом. Эти диаграммы основаны на системе с замкнутым контуром под давлением.

Мы не работаем в замкнутой системе под давлением, мы работаем в открытом атмосферном контуре. Мы закрыты, но мы находимся в открытом атмосферном контуре, поэтому у нас не одинаковое давление на задней и передней сторонах насосов.

Размеры и производительность насосов

Taco 007-BF5-J — это то, что я рекомендую, если от вашей печи до всего контура от 0 до 50 футов.

Taco 009, я использую на расстоянии от 30 до 125 футов, Taco 009-BF5-J.

Taco 0011-BF4-J я использую для больших приложений, и он будет работать на расстоянии от 100 до 200 футов. Весь круг от дома 100, дом назад, 200 футов. Вот как я оцениваю это.

Насос для дровяных котлов 2400-20 — это первый насос, когда-либо созданный для использования в дровяных котлах. Он спроектирован таким образом, чтобы давление спереди и сзади было неодинаковым. Гарантия на этот насос составляет 3 года, поскольку он предназначен для использования в дровяных котлах.

Остальные насосы также имеют 3-летнюю гарантию, но только в среде замкнутого контура под давлением, которую мы не используем, если она установлена ​​на задней части дровяного котла, поэтому в этом случае я предлагаю 1- год гарантии на них.

Насос для дровяного котла 2400-20 подходит для 150 футов и выше в зависимости от вашей петли, 300, 400 футов, теперь вы используете усилие этого насоса, вам могут понадобиться два таких насоса, один с одной стороны и один с другой стороны.