Северо-Уральская компания / North-Ural company

Пример расчета циркуляционного насоса

Основными параметрами циркуляционного насоса являются напор (Н), измеряющийся в метрах водяного столба, и подача (V), или производительность, измеряемая в м³/ч. Максимальный напор - это наибольшее гидравлическое сопротивление системы, которое способен преодолеть насос. При этом его подача равняется нулю. Максимальной подачей называется наибольшее количество теплоносителя, которое может перекачать за 1 ч насос при гидравлическом сопротивлении системы, стремящемся к нулю. Зависимость напора от производительности системы именуют характеристикой насоса. У односкоростных насосов одна характеристика, у двух- и трехскоростных - соответственно две и три. У насосов с плавно изменяющейся частотой вращения ротора существует множество характеристик.

Существует заблуждение, что при расчёте параметров насоса для системы отопления, необходимо учитывать высоту, на которую насос будет поднимать воду. Но на самом деле это не так. Ведь система отопления, представляет собой замкнутый контур, и на какую высоту поднимается теплоноситель, на такую же и опускается по «обратке». Эти два столба уравновешивают друг друга и поэтому, при расчёте насоса нужно учитывать только сопротивление на преодоление труб, кранов и другой арматуры.

Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года. При профессиональном проектировании этот показатель определяют, используя специальные компьютерные программы. Ориентировочно его можно высчитать по площади обогреваемого помещения.

СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” рекомендует рассчитывать максимальный тепловой поток на отопление 1 м² общей площади жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым типовым проектам, по следующим укрупненным показателям:

для 1–2 этажных зданий:

  • 173 Вт/м², при расчетной температуре наружного воздуха –25ºC;
  • 177 Вт/м², при –30ºC.

для 3–4 этажных зданий:

  • соответственно 97 и 101 Вт/м².

Чтобы определить потребление тепла (Q, Вт) для Вашего дома необходимо умножить площадь отапливаемых помещений на соответствующее значение.
Определив потребление тепла (Q, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:


V = Q/1,16•ΔT (кг/ч), где:


ΔT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20ºC; в низкотемпературных 10ºC; для теплых полов 5ºC);
1,16 – удельная теплоемкость воды (Вт•ч/кг•ºC). Если используется другой теплоноситель, в формулу необходимо внести соответствующие коррективы.
Для пересчета полученной величины в м³/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80ºC она составляет 971,8 кг/м³.
Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети. Для правильного выбора нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы (до самого дальнего радиатора).
При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов); обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование. Здесь можно использовать формулу:


H = (R•l + Z)/p•g (м), где:


R – сопротивление в прямой трубе (Па/м);
l – длина трубопровода (м);
Z – сопротивление фитингов и т. д. (Па);
p – плотность перекачиваемой среды (кг/м³);
g – ускорение свободного падения (м/с²).

В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.

Полученные опытным путем данные свидетельствуют, что сопротивление прямых участков трубы (R) составляет от 100 до 150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01 – 0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах нужно учитывать длину и подающей, и обратной линии.

Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%. На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.

Определив так называемую рабочую точку насоса (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы.

Графмк насоса циркуляционного

Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика. Поэтому, если есть сомнения, всегда нужно выбирать меньший насос. Это позволяет не только сэкономить при его покупке, но и снизить в дальнейшем расходы на электроэнергию.