Расчёт и Подбор Циркуляционного насоса

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список циркуляционных насосов соответствующих заданным исходным данным.

Расчёт и Подбор

Устройство и конструкция

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Подбор циркуляционных насосов

Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.

Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.

Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.

Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.

Расчёт циркуляционного насоса

Расход воды циркулирующей в системе отопления пропорционален тепловой нагрузке и обратно пропорционален температурному графику.

Расход воды циркулирующей в системе горячего водоснабжения пропорционален тепловым потерям в трубопроводах системы горячего водоснабжения и обратно пропорционален разнице температур воды подаваемой в систему ГВС и возвращаемой из неё.

Потери напора в системах отопления и горячего водоснабжения определяются гидравлическим расчётом и должны быть приведены в проектах устройства этих систем.

Определяя напор насоса, не следует пренебрегать естественным циркуляционным давлением системы, которое возникает из-за разности плотностей горячей воды на входе в систему и холодной на выходе из неё. Величина естественного давления имеет положительный знак, если центр нагрева воды — ниже центра охлаждения и отрицательный, если центр нагрева выше центра охлаждения.

В разные периоды отопительного сезона, величина естественного давления различная и соответственно – различное и его влияние. Устранить влияние естественного давления можно установив автоматические регуляторы перепада давления или расхода. Чем больше доля естественного давления в циркуляционном напоре – тем больше его влияние.

Кавитация в насосе

Кавитация в насосе возникает когда давление воды во всасывающем патрубке снижается до давления насыщения. По сути, кавитация – это резкое образование пузырьков пара и такое же резкое их схлопвывание, как следствие — резкие скачки давления на рабочем колесе насоса. Кавитация в насосе не только сопровождается повышенным шумом, но и ускоряет процесс его износа.

Исключить кавитацию в насосе можно обеспечив давление во всасывающем патрубке, выше давления насыщения воды. Следует учесть, что давление насыщения зависит от температуры воды, чем она ниже – тем ниже давление насыщения.

Некоторые производители указывают кавитационную характеристику насоса — NPHS – численно равную минимальному абсолютному давлению во всасывающем патрубке насоса, при котором гарантирована бескавитационная работа.

Пособие KSB
Расчёт параметров центробежных насосов

Циркуляционный насос для горячей воды (ГВС): принцип работы и правила подбора

Для повышения эффективности систем отопления и горячего водоснабжения в их оснащение включают рециркуляционный насос, задача которого состоит в том, чтобы не только повысить давление транспортируемой по ним среды, но и обеспечить ее циркуляцию в непрерывном режиме. В некоторых случаях (в частности, при обустройстве автономных систем горячего водоснабжения и отопления) только рециркуляционный насос способен справиться с этой задачей.

Циркуляционный насос в системе горячего водоснабжения

Прежде чем оснащать рециркуляционным насосом систему горячего водоснабжения или отопления, следует разобраться в том, как устроено данное оборудование. Желательно также изучить принцип работы циркуляционного насоса.

Назначение и область применения

У насосов для рециркуляции горячей воды очень важная функция. При помощи таких устройств обеспечивается работа в требуемом режиме замкнутых трубопроводов, по которым транспортируется горячая вода. Нагнетая жидкость в трубопровод за счет вращения специальных элементов, рециркуляционные электронасосы повышают напор перекачиваемой ими жидкой среды и, соответственно, скорость ее перемещения.

Чаще всего рециркуляционными насосами оснащают системы отопления, что позволяет повысить не только эффективность, но и экономичность последних. Большинство таких систем, как известно, работает за счет теплоносителя, который, перемещаясь по трубопроводу, отдает тепло в помещение. Нагрев теплоносителя (в данном случае перед его подачей в трубопровод) обеспечивается котлом, бойлером или водонагревателем. После прохождения всего отопительного контура вода должна вернуться к нагревательному оборудованию, где ей снова придается требуемая температура.

Схема рециркуляции ГВС

Без использования специального насосного оборудования циркуляция воды в системе отопления будет протекать медленно, а в некоторых случаях может вообще не протекать, так как напор потока теплоносителя, никаким образом дополнительно не увеличиваемый, будет гаситься элементами трубопровода. Результат этого – неравномерно прогретые отопительные трубы и, соответственно, некомфортная температура в помещениях дома.

Циркуляционный насос для горячего водоснабжения повышает напор и давление горячей жидкости, перемещающейся по замкнутому трубопроводному контуру. Особенно актуально применение циркуляционных насосов для горячей воды в трубопроводных системах домов площадью более 200 м 2 , в которых имеется несколько точек водозабора, а бойлер установлен в отдельном помещении или в подвале. Вода в таких трубопроводах (как правило, достаточно протяженных), если в них не предусмотрена система рециркуляции при помощи специального насоса, остывает достаточно быстро. Это приводит к тому, что при открытии крана приходится долго ждать, пока из него польется нагретая до требуемой температуры жидкость.

Кроме того, при открытии сразу некоторых кранов в водозаборных точках напор воды в них падает, потому что давление жидкости, перемещающейся по трубопроводу самотеком, ничем дополнительно не поддерживается. Для решения именно таких проблем, с которыми сталкиваются владельцы частных и жители многоквартирных домов, предназначен насос ГВС, обеспечивающий принудительное перемещение, а также создание стабильного напора и давления воды в системе горячего водоснабжения.

Рециркуляционный насос не следует устанавливать вблизи баков и водонагревателей, тепло от которых может действовать на термостат

Использование циркуляционного насоса для отопления и горячего водоснабжения частного дома, кроме вышеперечисленных преимуществ, позволяет экономить на затратах на энергоносители. Поскольку в системах с рециркуляцией вода от котла транспортируется по трубам принудительно и значительно быстрее достигает всех точек водозабора и радиаторов отопления, ее температура при такой транспортировке снижается незначительно. Котлу, если в обслуживаемом им трубопроводе предусмотрена принудительная рециркуляция воды, требуется меньше времени, чтобы нагреть ее, соответственно, расход энергоносителей, используемых для работы нагревательного оборудования, снижается.

Насосы для циркуляции горячей воды активно используются для оснащения систем «теплый пол», схема которых предполагает наличие протяженного трубопроводного контура сложной конфигурации, состоящего из труб небольшого диаметра. Насос циркуляционный в таких случаях обеспечивает постоянное движение теплоносителя по трубам.

Циркуляционный насос является обязательным элементом системы теплых полов

Особенности конструкции

Для циркуляции ГВС используются преимущественно центробежные насосы с «мокрым» ротором. У такого циркуляционного насоса принцип работы довольно прост.

• Вода, поступающая в камеру рециркуляционного насоса через входной патрубок, захватывается лопатками рабочего колеса, вращение которому сообщается от вала приводного электродвигателя.
• На воду начинает воздействовать центробежная сила, которая отбрасывает ее к стенкам рабочей камеры, где создается повышенное давление.
• Под воздействием давления, сформированного центробежной силой, жидкость выталкивается в напорную магистраль рециркуляционного насоса.
• Всасывание в рабочую камеру очередной порции горячей воды происходит за счет того, что в центральной части такой камеры при протекании вышеописанных процессов создается разрежение воздуха.

Устройство центробежного циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

Следует иметь в виду, что для отопления и ГВС не подойдет обычный центробежный насос для воды, так как условия эксплуатации такого оборудования не предусматривают высокой температуры перекачиваемой жидкости. Для изготовления насосов, при помощи которых осуществляется рециркуляция горячей воды, используются материалы, отличающиеся устойчивостью к повышенным нагрузкам и воздействию высоких температур. Кроме того, такие электронасосы, работающие преимущественно внутри помещений, должны отличаться малошумностью, чтобы не делать условия проживания в частном или в многоквартирном доме дискомфортными. Не менее важными характеристиками электронасосов для циркуляции ГВС являются компактность и экономичность в плане потребления электроэнергии.

Подбирая насосное оборудование, которое должно будет работать с горячей водой, также следует иметь в виду, что насосы для рециркуляции ГВС по условиям эксплуатации отличаются от устройств, используемых для оснащения отопительной системы. Так, модели насосов для котельной рассчитаны на перекачивание воды, температура которой доходит до 90°, в то время как устройства, обеспечивающие циркуляцию ГВС, могут работать с жидкой средой, нагретой до 65°. Таким образом, они не взаимозаменяемы, хотя при необходимости электронасос для отопления можно использовать для обеспечения циркуляции горячей воды в системах ГВС. Однако производить замену таких устройств в обратном порядке нельзя.

Бытовые насосы предназначены для рециркуляции воды в небольших системах горячего водоснабжения

Основные характеристики

Выбирая циркуляционный насос для ГВС или отопления, следует обращать внимание на следующие характеристики:

• производительность – количество жидкости, которое рециркуляционный электронасос способен перекачать в единицу времени (м 3 /час или литр/мин);
• напор или создаваемое насосом давление жидкой среды (метры водяного столба или Па);
• мощность, потребляемая рециркуляционным насосом (Вт);
• способ управления устройством (посредством таймера или датчика температуры).

Поскольку рециркуляционными насосами перекачиваются небольшие объемы жидкости, которая перемещается в отопительных трубах или водопроводе с небольшой скоростью, то высокие мощность и производительность таким устройствам не требуются. Так, для поддержания температуры воды в бытовых системах отопления и водопотребления, длина которых не превышает 40–50 метров, будет вполне достаточно рециркуляционного насоса с производительностью 0,2–0,6 м 3 /час.

Насос Grundfos с пропускной способностью 3.3 куб. м/час

В плане потребления электричества насосы для котельной и ГВС также экономичны, так как их мощность в зависимости от модели составляет от 5 до 20 Вт. Этого вполне достаточно для того, чтобы водяной электронасос был в состоянии обеспечивать эффективную циркуляцию по трубам горячей воды в частном доме.

Очень важно правильно подобрать циркуляционный насос по такому параметру, как напор потока жидкой среды, который он способен создавать.

Чтобы правильно выбрать насос по данной характеристике, можно руководствоваться следующими рекомендациями при подборе рециркуляционного оборудования для систем отопления и ГВС как небольшого жилого строения, так и большого коттеджа в несколько этажей.

• Если трубы, по которым насос должен обеспечивать циркуляцию жидкой среды, расположены на одном уровне, то подбираем оборудование со значением напора 0,5–0,8 метров водяного столба.
• Если в доме несколько этажей, рециркуляция ГВС должна обеспечиваться на нескольких уровнях трубопровода, а значит, следует учитывать высоту, на которую необходимо поднимать жидкость.

Чтобы в системах отопления и ГВС рециркуляцию жидкой среды сделать более эффективной, насосы следует выбирать с некоторым запасом по создаваемому напору.

Способы управления оборудованием

Поскольку расход горячей воды жильцами дома осуществляется периодически, по мере надобности, то нет никакого смысла в том, чтобы насос рециркуляции ГВС функционировал в постоянном режиме. Работа рециркуляционного насоса для воды в режиме периодического включения и отключения снижает нагрузку как на само оборудования, так и на трубопровод в целом. Обеспечить функционирование рециркуляционных насосов в периодическом режиме можно двумя способами:

• с использованием датчиков температуры;
• с применением таймера (включение и отключение электронасоса по расписанию).

Разница между такими элементами управления рециркуляционными помпами заключается как в их конструктивном исполнении, так и в принципе действия.

Управление при помощи датчика температуры

Данный способ управления работой рециркуляционного насоса предполагает использование температурного датчика, рабочая часть которого находится в постоянном контакте с транспортируемой по трубопроводу жидкостью. Когда температура воды в системе ГВС или в отопительной системе снижается до критического значения, датчик автоматически включает рециркуляционный электронасос, а когда температура жидкости поднимается до требуемого уровня, отключает его. Применение температурного датчика для управления работой рециркуляционного насоса позволяет поддерживать стабильную температуру жидкости в обслуживаемом трубопроводе. Удобным при использовании температурного датчика является и то, что его можно отрегулировать на любые значения температуры, при которых он будет срабатывать.

Рециркуляционный насос Grundfos с термостатом (датчиком температуры)

Управление посредством таймера

Бытовые рециркуляционные насосы могут оснащаться таймерами, которые будут включать и отключать оборудование по определенному расписанию. Время срабатывания таймера и продолжительность работы оборудования рассчитываются в зависимости от протяженности трубопровода и объема жидкости в нем, при расчете также учитываются тепловые потери в трубах и производительность помпы.

Используя таймер, можно увеличить период между отключением рециркуляционного насоса и его последующим включением вплоть до недели. Данная опция особенно актуальна в тех случаях, когда в горячей воде в определенный период нет необходимости, соответственно, включать насос и нагружать его вхолостую также нет смысла.

Рециркуляционный насос с встроенным таймером

При использовании насоса для рециркуляции воды важно также знать, как подключаются такие устройства к системам отопления и ГВС. Существуют две основные схемы подключения рециркуляционного насоса:

• последовательная (электронасос подключается к одному контуру трубопровода, который обслуживает все водозаборные точки);
• параллельная (рециркуляционное оборудование подключается к нескольким контурам трубопровода вместе с коллектором).