Biokaminy-lux.ru

Все про ремонт быт. техники
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выбрать циркуляционный насос для отопительной системы

В настоящий момент, современные водяные системы отопления не могут обходится без принудительной циркуляции жидкости. Для решения этой задачи используют циркуляционные насосы различных конструкций. Это чрезвычайно важный компонент, играющий решающую роль в эффективности обогрева и сокращении времени на отопление коттеджа или дома. Обычно, соответствующее оборудование подбирается еще на моменте проектирования инженерных сетей.

Циркуляционный насос работает непрерывно в течение всего отопительного сезона — он постоянно прокачивает охлаждающую жидкость через систему. Эффективность нагрева тепловых приборов зависит от того, насколько хорошо он это делает. Для этого оборудования важны надежность, легкость, минимально возможный уровень шума и минимальное энергопотребление.

Когда длина теплотрассы превышает 50 метров, котел расположен на цокольном этаже или в подвале, здание имеет два и более этажей, разница температур жидкости на входе и выходе превышает 20 ОС, теплопровод включает перепады высот или водяной теплый пол — отопительная система не будет эффективно работать без насоса для циркуляции воды. На рынке представлены изделия фирм Grundfos, Джилекс, Espa, Unipump — разберемся в особенностях их применения.

Умные насосы с электронным регулированием

В регулируемых насосах Grundfos ALPHA2 L и Grundfos ALPHA2 предусмотрена возможность пропорционально изменять напор или поддерживать его на постоянном уровне при помощи автоматического регулирования частот ывращения. Насос самостоятельно снижает напор в ответ на уменьшение теплопотребления: когда оно уменьшается, термостатические вентили закрываются и это приводит к уменьшению расхода и увеличению напора насоса.

Допустим в системе установлен стандартный трехскоростной нерегулируемый насос, работающий с постоянной скоростью независимо от потребности в отоплении. При закрытии термостатического вентиля перепад давления на нем увеличивается из-за роста напора насоса в области малой производительности. Этот выросший перепад давления на вентиле приводит к местному увеличению скорости воды, что в свою очередь вызывает неприятный кавитационный шум. А если в системе установлен регулируемый насос Grundfos ALPHA2 L или Grundfos ALPHA2, то при уменьшении подачи насоса напор перед вентилем будет падать. Таким образом кавитационного шума не будет, а подача теплоносителя будет соответствовать реальной относительно потребности системы. Именно так регулируемые насосы Alpha снижают потребление электроэнергии за счет снижения напора.

Циркуляционный насос Grundfos ALPHA2 L

Первым на российском рынке в 2012 году появился ALPHA2 L. Модели этой серии предназначены для работы в системах типа "тёплый пол", а также в одно- и двухтрубных системах отопления. Буква «L» в названии от английского слова «limited», что означает ограниченный функционал. Но даже с базовой комплектацией и настройками насосы Грюндфос имеют 7 режимов работы. Он оснащён двигателем с постоянными магнитами и встроенной системой регулирования напора. Изменена гидравлика оборудования. Воздух из насоса удаляется не вручную, а с помощью "выталкивания" его при включении третьей скорости на непродолжительное время. Что касается возможностей, то здесь, кроме трёх имеющихся скоростей, предусмотрены ещё два режима с постоянным перепадом давления (как бы ни менялся расход в системе, давление будет одинаковым) и ещё два пропорционального регулирования. Другими словами, при изменении гидравлического сопротивления насос отреагирует снижением или увеличением скорости работы для уменьшения/повышения напора. Необходимый режим работы насоса выбирается нажатием кнопки на электронном блоке управления.

Циркуляционный насос Grundfos ALPHA2

Ещё более интересный и многофункциональный насос следующего поколения ALPHA2. У него три режима фиксированной скорости, три режима с постоянным перепадом давления и три режима пропорционального регулирования – такой богатый выбор открывает возможности точной настройки системы, насос становится универсальным. Кроме того, он обладает двумя дополнительными функциями — "режим ночной экономии" и "летний режим". В Дании, где были разработаны эти насосы, он пользуется большим спросом. Во-первых, отопление помещений, в которых ночью нет людей, просто нерационально. Во-вторых, это вопрос совместимости с котельным оборудованием, в котором так же предусмотрены энергосберегающие режимы. "Летний режим" — сезонная функция, позволяющая запустить отопление осенью без лишних проблем, таких как, например, закисание вала насоса при долгом простое. "Летний режим" поддерживает работоспособность системы самостоятельно, не требуя от пользователя запускать систему для профилактики несколько раз за лето.

Читайте так же:
Как регулировать насос на котле навьен

Как рассчитать параметры насоса?

Правильно подобранный водяной насос для отопления должен решать две задачи:

  • создавать в системе напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление отдельных ее элементов;
  • обеспечивать перемещение по системе достаточного для обогрева здания количества тепла.

Исходя из этого, при выборе циркуляционного насоса следует рассчитать потребность здания в тепловой энергии, а также общее гидравлическое сопротивление всей отопительной системы. Без этих двух показателей подобрать подходящий насос просто невозможно.

Полезная информация о выборе циркуляционного насоса содержится в следующем видеоматериале:

Расчеты производительности насоса

Производительность насоса, которую в расчетных формулах обычно обозначают как Q, отражает количество тепла, которое может быть перемещено за единицу времени. Формула для расчетов выглядит так:

  • Q — объемный расход, куб. м./ч;
  • R — необходимая тепловая мощность для помещения, кВт;
  • TF — температура на подаче в систему, градусов Цельсия;
  • TR — температура на выходе из системы, градусов Цельсия.

Потребность помещения в тепле (R) рассчитывается в зависимости от условий. В Европе принято рассчитывать этот показатель, исходя из норматива:

  • 100 Вт/кв. м площади небольшого частного дома, в котором не более двух квартир;
  • 70 Вт/кв. м площади многоквартирного дома.

Если же расчеты проводятся для зданий с низкой теплоизоляцией, значение показателя следует увеличить. Для расчетов по помещениям на производстве, а также по зданиям с очень высокой степенью теплоизоляции рекомендуется использовать показатель в пределах 30-50 кВт/ кв. м.

Таблица тепловой мощности для помещений

С помощью этой таблицы можно более точно рассчитать потребность в тепловой энергии для помещений различного назначения и с различным уровнем теплоизоляции

Расчет гидравлического сопротивления системы

Следующий важный показатель — гидравлическое сопротивление, которое необходимо будет преодолеть циркуляционному насосу. Для этого следует рассчитать высоту всасывания насоса. Обычно этот показатель обозначают как «H». Можно использовать следующую формулу:

  • R1, R2 – потеря давления на подаче и обратке, Па/м;
  • L1,L2 – длина линии подающего и обратного трубопровода, м;
  • Z1,Z2…..ZN – сопротивление отдельных элементов отопительной системы, Па.

Для определения R1 и R2 следует воспользоваться приведенной ниже таблицей:

Расчет насоса

В этой таблице представлены дополнительные данные для более точного расчета гидравлического сопротивления, возникающего в отопительной системе частного дома

Гидравлическое сопротивление отдельных элементов и узлов отопительной системы обычно указано в сопровождающей их технической документации. Если по какой-то причине такая документация отсутствует, можно воспользоваться примерными данными:

  • котел — 1000-2000 Па;
  • смеситель — 2000-4000 Па;
  • термостатический вентиль — 5000-10000 Па;
  • тепломер — 1000-15000 Па.

Для других частей отопительной системы смотрите данные в этой таблице:

Техническая документация

Если техническая документация по каким-то причинам утрачена, можно рассчитать гидравлическое сопротивление отдельных элементов отопительной системы с помощью данных, приведенных в этой таблице

Количество скоростей циркуляционного насоса

Большинство современных моделей циркуляционных насосов снабжены возможностью регулировать скорость работы устройства. Чаще всего это трехскоростные модели, с помощью которых можно корректировать количества тепла, поступающего в помещение. Так, при резком похолодании скорость работы насоса увеличивают, а в случае потепления — уменьшают, чтобы температура воздуха в комнатах оставалась комфортной для проживания.

Для переключения скоростей существует специальный рычаг, размещенный на корпусе устройства. Большой популярностью пользуются модели циркуляционных насосов, снабженные системой автоматического регулирования скорости работы устройства в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Следует отметить, что это лишь один из вариантов такого рода расчетов. Некоторые производители используют при подборе насоса несколько иную методику вычислений. Можно попросить выполнить все расчеты квалифицированного специалиста, сообщив ему подробности устройства конкретной отопительной системы и описав условия ее работы. Обычно рассчитываются показатели максимальной нагрузки, при которой будет работать система. В реальных условиях нагрузка на оборудование будет ниже, поэтому можно смело приобретать циркуляционный насос, характеристики которого несколько ниже расчетных показателей. Приобретение более мощного насоса не целесообразно, поскольку это приведет к ненужным расходам, но работу системы не улучшит.

Читайте так же:
Терморегулятор с регулировкой температуры для теплого пола

После того, как все необходимые данные получены, следует изучить напорно-расходные характеристики каждой модели с учетом разных скоростей работы. Эти характеристики могут быть представлены в виде графика. Ниже приведен пример такого графика, на котором отмечены и расчетные характеристики устройства.

График подбора подходящей модели насоса для отопления

С помощью этого графика можно подобрать подходящую модель циркуляционного насоса для отопления по показателям, рассчитанным для системы конкретного частного дома

Точка А соответствует необходимым показателям, а точкой В обозначены реальные данные конкретной модели насоса, максимально приближенные к теоретическим расчетам. Чем меньше расстояние между точками А и В, тем лучше подходит модель насоса для конкретных условий эксплуатации.

Причины кипения воды в котле

Причина закипания котла заключается в том, что вода в системе отопления не успевает в достаточной степени охладиться. Движение теплоносителя (воды) должно быть рассчитано таким образом, чтобы он по пути через все радиаторы успел полностью остыть и в котёл возвращался уже охлаждённым. Если этого не происходит, то перегретая вода на входе в котёл успевает закипать во время движения по нему.

Существует целый ряд факторов, приводящих к перегреву воды в котле. В основе каждого из них лежит либо неправильный расчёт системы отопления, либо выход из строя отдельных её элементов. Более точное определение источников сбоя стабильной работы теплосистемы требует подробного анализа конкретной схемы.

Наиболее подвержены данной проблеме именно твердотопливные котлы длительного горения. При анализе происхождения неисправности, в первую очередь следует установить, на каком этапе обустройства отопления был обнаружен процесс вскипания воды. Тут может быть два варианта:

  1. Теплоноситель в котле начал кипеть сразу после завершения монтажа труб и первого запуска.
  2. Закипание воды произошло в системе, которая до этого работала исправно на протяжении нескольких месяцев или лет.

В первом случае нужно сначала внимательно изучить работоспособность каждого из устройств. Причиной неисправности может стать как неправильное подключение одного или нескольких приборов, так и ошибки, совершенные в процессе прокладки труб.

Кипение воды, появившееся в уже работающей теплосистеме встречается реже. Связано это обычно с выходом из строя циркуляционного насоса и попаданием воздуха в систему. Если насос в порядке, то есть вероятность возникновения затора в трубопроводе. Образование известкового налёта изнутри клапанов или труб становится причиной их сужения и тормозит скорость продвижения теплоносителя.

Разница в работе ТТ котла с и без теплоаккумулятора

Медленное движение воды в котле

Если функции каждого элемента теплосистемы в норме, то возможно одна или несколько труб имеют недостаточно большой диаметр. Даже один короткий участок трубопровода с каналами, сечение которых меньше оптимального, может стать источником возникновения проблемы. Дело в том, что по узким протокам теплоноситель будет перемещаться недостаточно быстро. Это приводит к задержке воды в системе, а следовательно и в котле.

Когда вода слишком долго находится в нагретом котле, она набирает более высокую температуру, чем это необходимо. В результате происходит закипание жидкости со всеми вытекающими последствиями. Большинство систем отопления имеет защиту специально для таких случаев, иногда даже двух- или трёхуровневую. Однако, срабатывание защиты — это признак того, что что-то пошло не так.

Также важно учитывать диаметр кранов (вентилей) в точках подключения труб к радиаторам. Часто эти места специально делают слишком узкими, чтобы продлить время пребывания воды в батарее и дать секциям радиатора возможность хорошо прогреться. Данный приём в конечном счёте также тормозит ток воды по трубам.

Читайте так же:
Valtec теплый пол регулировка температуры

Особенно важно изготавливать трубопровод с грамотно рассчитанным диаметром (не менее 25 мм) в системах с естественной циркуляцией. То есть, если в схему не включён циркуляционный насос. В такой отопительной системе движение воды обеспечивается за счёт естественных законов гидравлики и гравитационных сил.

При правильном расположении всех элементов, теплоноситель самостоятельно приходит в движение в процессе нагрева. Более горячая вода имеет меньшую плотность и вес, а холодная — тяжелее и плотнее.

Корректировка скорости тока воды доступна только уменьшением или увеличением просвета регулирующих клапанов. И здесь всегда есть предел: когда все клапаны полностью открыты, ускорить движение теплоносителя уже не выйдет.

Роль циркуляционного насоса

Циркуляционный насос — это устройство, которое устанавливается в систему отопления для создания принудительного движения воды в ней. Его устанавливают, как правило, на контуре обратного тока теплоносителя, чтобы насос работал с уже охлаждённой водой.

Теплосистема с циркуляционным насосом называется системой отопления с принудительной циркуляцией. Если ранее вода по трубопроводу перемещалась естественным образом, то решить проблему закипания котла можно с помощью установки такого насоса. Он ускорит движение теплоносителя и позволит избежать чрезмерной задержки жидкости в котле, которая приводила к её вскипанию.

В то же время, такое решение — это лишь временная мера. При первом же случае отключения электричества, насос перестанет работать и вода в котле сразу начнёт закипать. Пользоваться отоплением в этот период будет невозможно, даже если в нём предусмотрены системы защиты от закипания. Все меры по предотвращению кипения воды в системе с остановившимся насосом носят экстренный характер. Они направлены только на сохранение целостности котла и труб на короткий период, пока котёл не остынет.

Если закипела вода в котле, а насос в системе работает исправно, то следует произвести калибровку циркуляционного насоса. Он может быть настроен как на недостаточно сильный напор, так и на создание чрезмерно высокого давления. В обоих случаях возникает явление так называемой кавитации, приводящее к появлению пузырьков воздуха в воде.

Исправить ситуацию можно следующими приёмами. Во-первых, насос нужно установить на самый медленный режим работы. Если кипение прекратилось, значит дело было в том, что аппарат создавал избыточное давление. Решение заключается в размещении байпаса с балансировочным клапаном на участке между местом входа воды в устройство и выходом.

Для контурных насосов существуют нормы давления на входе и выходе. Данный показатель в точке поступления воды составляет 0,8 бар, а на выходе — 1 бар. Отклонение от стандартных значений неизбежно приводит к появлению кавитации. Кавитация вредна потому, что становится причиной образования пузырьков воздуха в воде, которые наносят вред всем элементам системы. Именно из-за них, в том числе, вскипает теплоноситель в котле.

Ещё один случай, приводящий к появлению кавитации — это установка насоса в котле и контурного насоса в противоток. Когда схема требует размещения двух насосов, то при монтаже каждого устройства возникает вероятность их размещения в противоток. Если после осмотра системы была обнаружена данная ошибка монтажа, её следует устранить.

Слишком большая мощность котла

Только что смонтированная теплосистема с кипящим котлом — это, чаще всего, неправильно подобранная мощность отопительного агрегата. Существует усреднённый показатель необходимой мощности для отопления 10 м² площади жилого дома. Эта цифра составляет 1 кВт, при условии, что утепление дома не производилось с применением усиленных теплозащитных технологий.

Таким образом можно сказать, что для небольшого дома площадью до 100 кв. м вполне хватает котла мощностью 10 кВт. Разумеется, что установка агрегата с небольшим запасом до 12-13 кВт также возможна, но включение в такую схему котла мощностью 20 кВт и более недопустимо.

Читайте так же:
Чем регулировать температуру водяных теплых полов

Теплоноситель просто не успеет охладиться в радиаторах и будет возвращаться в котёл ещё горячим. Дополнительный нагрев не до конца охлаждённой воды рано или поздно станет причиной её закипания.

Кипит котёл. Что делать?

Кипение воды в котле является нестандартной ситуацией. Конструкция предусматривает возможность вскипания теплоносителя, но работать долго в таком режиме котёл отопления не сможет. Поэтому первое, что нужно сделать — это установить терморегулятор на нулевую отметку и ожидать, пока процесс горения в топке не прекратится.

Внимание! Если в вашем твердотопливном котле не предусмотрены меры по защите от кипения, а система отопления герметична, то закипание теплоносителя может стать причиной аварии. Бывают даже случаи, когда котлы длительного горения взрываются под давлением образовавшегося внутри пара.

В закрытых теплосистемах без автоматических защитных каналов для спуска давления, обязательно следует открыть воздушный клапан на радиаторе, если такой есть. Это предотвратит вероятность повреждения соединений труб или других элементов от внутреннего давления в системе.

Дальнейшая эксплуатация отопления, где однажды было зафиксировано закипание воды в котле допустима только после устранения возможных неисправностей. Осуществляется это на практике одним из описанных ниже способов:

  • Установка теплового аккумулятора (ТА)
  • Ускорение движения воды путём установки циркуляционного насоса или устранения участков с плохой проходимостью теплоносителя
  • Правильная настройка насоса, исключающая появление кавитационного эффекта
  • Установка дополнительных секций к существующим радиаторам или размещение новых батарей в помещениях с недостаточно комфортной температурой
  • Устранение возможных источников попадания воздуха в систему отопления

Теплоаккумулятор, как лучшее решение

Включение в отопительную систему теплового аккумулятора — это самый оптимальный способ выхода из ситуации, когда котёл постоянно закипает. Правильно подобранный теплоаккумулятор позволит не только избежать перегрева воды в котле, но и даст возможность реже заходить в котельное помещение для подброса топлива.

Принцип, лежащий в основе эффективности данного решения, заключается в увеличении общего количества воды в гидравлическом контуре. Даже очень мощному котлу понадобится значительное время для прогрева дополнительной буферной ёмкости объёмом в 1400-2000 литров.

Тепловые насосы требуют постоянного наличия электричества для нагнетания водяного потока в системе. Отключение электроэнергии хотя бы на короткий промежуток неизбежно приведёт к закипанию котла, если в контуре не размещён теплоаккумулятор (ТА). Объёмный резервуар с водой в случае экстренной ситуации перегрева теплоносителя возьмёт на себя лишнее тепло, произведённое котлом, и предотвратит нагрев жидкости до температуры кипения.

Кроме закрытия проблемы с перегревом, ТА выполняет также функцию накопления тепловой энергии. То есть, его применение не ограничивается только защитными целями, как у других вариантов перечисленных в статье. Тепловой аккумулятор предоставляет возможность продлить периоды между подходами к топке котла с новой порцией топлива.

Большой объём горячей воды в буферной ёмкости позволяет поддерживать тепло в частном доме ещё долго после того, как топливо в котле полностью прогорело. Особенно это актуально для регионов, где зимой температура опускается ниже отметки -25 °С. В эти периоды необходимость подброса топлива может появляться от 4-5 до 6-7 раз в сутки. Тепловой аккумулятор позволит сократить походы в котельную до 2-3 раз.

Таким образом, установка теплоаккумулятора — это комплексное решение, которое гарантирует безопасность использования отопительной системы, и исключает вероятность закипания котла. Кроме того, размещение ТА значительно повышает уровень удобства эксплуатации отопления. Для большей части отопительного сезона не характерны особо низкие температуры. Это значит, что при наличии теплового аккумулятора, одного-двух забросов топлива в течение суток будет вполне достаточно для поддержания комфортной температуры в доме.

Читайте так же:
Регулировка пиролизный котел атмос

Расчет характеристик циркуляционного насоса

Прежде чем выбирать насосное оборудование необходимо правильно рассчитать рабочую точку электронасоса (производительность (Q) и напор (H)).

Расчет производительности

Производительность — это объем теплоносителя, который агрегат сможет перекачать за определенный отрезок времени (м 3 /час).

Расчет производительности выполняется по формуле:

Q = W /С*(t2- t1), где

  • W – суммарная тепловая мощность, необходимая для отопления жилья. Если нужен один насос, то W равен мощности теплогенератора.
  • С – коэффициент теплопроводности теплоносителя (для воды составляет 1,163 Вт на литр, при наличии антифриза в контуре эта величина рассчитывается, исходя из доли незамерзающей жидкости к общему объему теплоносителя).
  • (t2- t1) – разница температуры в подающем трубопроводе отопления (

Если известна мощность котла, то производительность (Q) высчитывается по упрощенной формуле:

Если в доме установлен, к примеру, газовый котел мощностью 12 кВт, то производительность электронасоса рассчитывается, как:

12000/20=600 кг/час или 600 л/час, что составляет 0,6 м 3 /час.

Расчет напора

насос циркуляции теплоносителя

Напор циркуляционного насоса – это гидравлическое сопротивление, которое оборудование способно преодолеть. Измеряется в метрах водяного столба (м).

Чтобы правильно рассчитать этот показатель, необходимо знать возможные потери давления в отопительном контуре.

Простая формула расчета выглядит следующим образом:

  • R – уровень потери давления в трубопроводе (Па/м).
    Данный показатель рассчитывается, исходя из типа трубопровода, скорости движения воды и ее температуры, а также зависит от условного прохода трубы. Чем шире трубопровода, тем меньшее идет сопротивление (например, для полипропиленовой трубы со стандартным ДУ потеря давления составить 120 Па/м).
  • L – длина трубопровода.
  • Z – коэффициент поправки (1,3 – для труб с запорной арматурой, 2,2 – в трубопроводе используется сужение участков, 2,6 – для труб со смешанным типом регулировки).

И получается, что для трубопровода из полипропилена общей продолжительностью подающей трубы и обратки в 100 м с установленной запорно-регулирующей арматурой гидравлическое сопротивление рассчитывается, как 100*120*1,3=15600 Па, что составляет 1,59 м (1м = 9807 Па).

Данные расчеты носят условный характер и не учитывают этажность и особенности конструкции здания. Чтобы правильно рассчитать необходимые характеристики насоса, вы можете обратиться к нашим квалифицированным специалистам.

Регулировка скорости насоса

После установки и подключения циркуляционного электронасоса, нужно настроить его работу. Он должен обеспечивать равномерную подачу теплоносителя в самые отдаленные места домашней отопительной системы. Для настройки на панели управления насоса имеется переключатель скоростей.

Порядок правильной настройки прибора:

  • Подключите отопление и дождитесь полного прогрева системы.
  • С помощью бесконтактного инструмента для измерения температуры сравните показания на подающей и принимающей трубе котла.
  • Если показания отличаются более чем на 20 градусов, нужно увеличить скорость работы электронасоса и через некоторое время повторить замеры.
  • В противном случае, если разница температур составляет ниже 10 градусов Цельсия, скорость прибора замедляют.

Слишком большая температурная разница показывает, что теплоноситель в системе передвигается слишком медленно, и тепло не успевает равномерно распределиться. Самые отдаленные комнаты будут прогреваться хуже. В дополнение к этому увеличивается нагрузка на нагревательный котел и, как следствие, расход топлива.

Низкая разница показаний тепловых замеров сигнализирует о слишком высокой скорости теплоносителя. Он не успевает передать тепло радиаторам в достаточном количестве.

[stextbox Если доступные скорости работы насоса не позволяют достичь интервала температур 10-20 градусов, это является показателем неэффективности прибора.[/stextbox]

Выполнение всех требований поможет вам правильно установить циркуляционный насос в системе отопления, и он будет работать как часы – четко, методично и без перебоев. Разобравшись с основными тонкостями монтажа, вы можете выполнить все работы своими руками без использования услуг специалистов, что существенно сбережет семейный бюджет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector