Насосы для теплых полов — расчет мощности, особенности, монтаж
Жидкостный подогрев пола представляет собой выгодную и надежную эксплуатационную систему. Одну из ключевых ролей в ней играет насос для теплого пола. От правильного выбора этого агрегата зависит работоспособность и эффективность всей конструкции в целом.
Как рассчитать мощность насоса для теплого пола?
Системы отопления, в большинстве случаев, работают в паре с циркуляционными насосами. Они не способны создавать избыточное давление и используются для проталкивания теплоносителя на определенной скорости. В связи с тем, что потребность в температуре может меняться в зависимости от погоды, то и в скорость движения теплоносителя необходимо вносить определенные коррективы. Из-за этого следует устанавливать трехскоростные насосы с возможностью регулировки.
Перед покупкой агрегата для теплых полов в квартире следует определиться с несколькими важными параметрами: напором и мощностью. Если роль теплоносителя будет играть вода, то для расчета мощности насоса используют такую формулу: Q=0,86*Ph(t пр.т-t обр.т), где:
- Ph – это мощность отопительного контура;
- t обр. т – температура воды в обратном направлении;
- t пр.т – температура подачи.
Обычно разница в температурах системы жидкостного отопления составляет не более 5 °C.
На мощность контура влияет площадь отапливаемого помещения, поэтому чтобы было легче рассчитать мощность насосного оборудования следует воспользоваться таблицей:
До полученного результата следует прибавить еще 15 % на то случай, если в регионе будут аномальные холода.
Второй характеристикой мотора является создаваемый им напор. Он обязательно необходим для преодоления сопротивления фитингов, труб и других элементов трубопровода. В любом случае гидравлическое сопротивление трубы будет зависеть от материала, из которого она изготовлена. При расчете следует обратить внимание на сопротивление в области вентиля, фитингов и смесительного узла. Для расчета напора используют следующую формулу: H=(П*L+ƩK)/(1000), где:
- H – это напор насоса:
- П – гидравлическое сопротивление одного погонного метра трубопровода;
- – длина наиболее протяженного контура трубопровода;
- K – показатель запаса мощности.
При расчете напора необходимо умножить длину контура на сопротивление одного метра трубопровода. Полученное значение измеряется в кПа. В дальнейшем его нужно перевести в атмосферы, используя соотношение: 100 кПа=0,1 атм.
Как выбрать насос для теплого пола?
- Потребление электроэнергии – некоторые современные насосы оборудованы устройством отключения агрегата. Это устройство автоматически регулирует работу прибора и отключает его тогда, когда это необходимо. Управление агрегатом осуществляется при помощи встроенного программатора, расположенного рядом с коллекторным узлом;
- Скорость нагревания – обыкновенные насосы оборудуются трехходовым краном, который позволяет регулировать скорость циркуляции теплоносителя;
- Тип теплоносителя – большинство насосов нагревают полы посредством воды, которая циркулирует по трубопроводу. Однако есть и такие приборы, для работы которых следует использовать специальные жидкости. Применение воды в таких устройствах только навредит им;
- Наличие шума при работе насоса – современные приборы работают практически бесшумно, однако их стоимость достаточно высока. Тем не менее, именно такие устройства советуют покупать эксперты.
Подробно изучив каждый из этих факторов, вы сможете приобрести оборудование, которые не подведет вас в самый неподходящий момент.
Установка насоса на теплый пол – советы профессионалов
Насос необходимо монтировать между коллектором теплого пола и трехходовым клапаном. Только установив прибор таким образом, будет работать вся конструкция теплого пола. Если не придерживаться этого правила и установить агрегат между трехходовым клапаном и подключением к радиаторной сети, то узел смесителя будет не рабочим, и теплый пол функционировать не будет.
Крепить агрегат нужно за фланцы посредством накидных гаек. Обычно они поставляются в комплекте с прибором. Если подводка сделана правильно и были выдержаны нужные расстояния, то проблем с монтажом насоса возникнуть не должно.
В любом случае перед установкой прибора необходимо изучить схему подключения. При этом следует обращать внимание на маркировку прибора и способы его фиксации:
В конструкции теплых полов краны монтируются на входе в узел смесителя и на каждом коллекторном контуре. Потеря теплоносителя из насосного смесительного узла не считается критичной. Многие специалисты советуют устанавливать перед насосом фильтр, который не даст твердым частицам из теплоносителя просочиться внутрь конструкции насоса.
Очень важно грамотно составить электрическую схему. При включении насоса в действие приходит и система отопления теплых полов. Насос функционирует постоянно до тех пор, пока работает подогрев полов.
Насос может запускаться автоматически – по команде термостата и датчиков, расположенных на теплом полу. Зачастую также применяется схема, когда за управление насосом отвечает аварийное реле отключения. В таких случаях при подаче слишком горячего теплоносителя цепь размыкается.
как подобрать (выбрать), схема подключения
Система, включающая водяной подогрев пола, экономичная, но в то же время сложная. Она занимает много времени на установку и довольна затратна. Множество компонентов системы нужно согласовать между собой, чтобы всё работало эффективно и слаженно.
Насос для тёплого пола – один из важнейших элементов. Этот элемент небольшой по размерам, и даже не самый дорогой, однако от того, насколько правильно она будет настроена и вмонтирована в общую отопительную систему, зависит работа в целом.
Циркуляционный насос Grundfos UPSO 25-65 130
Технические характеристики
Этот пункт статьи поможет вам сделать все необходимые расчёты и ответить на вопрос, как выбрать циркуляционный насос для тёплого пола.
Расчёт производительности насоса:
- Pн – максимальная мощность нагревательного контура в кВт;
t° пр.т. – стартовая температура жидкости на входе в обогревательную систему;
t° обр.т. – температура жидкости на выходе из обогревательной конструкции. - Q = 0,86 x Pн / (t° пр.т. – t° обр.т.)
В случае, если в помещении требуется подсоединить не один контур, то стоит сложить все показатели по каждому из них.
Специалисты советуют для каждой комнаты устанавливать автономную систему тёплого водяного пола, что позволит с большей точностью координировать показатели микроклимата с учётом назначения комнаты и повысить надёжность функционирования системы отопления в целом.
Температурные показатели могут разниться, это происходит из-за следующих факторов:
- Длина отопительного контура. Естественно, чем длина больше, тем больше площадь обогрева должна быть. Нужно будет много энергии и температура на входе и выходе будет разная.
- Место нахождения здания. Многое зависит от климатических условий. Если помещение находится с северной стороны, то мощность насоса должна быть выше. Специалисты советуют покупать устройство с мощностным запасом 20-25 %.
- Производительность теплоизоляционного слоя. Если в момент работ по монтажу отопительного пола не соблюдались правила установки, то потери тепла будут очень высокие.
Хорошо это заметно на первых этажах зданий, когда неверная теплоизоляция приводит к значительной потери тепла на обогрев почвы. Данные эксплуатационные условия тоже могут стать причиной сильного расхода энергии тепла и снижения производительности системы, что будет увеличивать нагрузку на циркуляционный насос.
Когда производится подбор насосной группы для тёплого пола, учитывается и такой показатель, как напор потока. Напор должен быть такой, чтобы он смог осилить гидравлическое сопротивление теплоносителя в системе.
Гидравлический отпор зависит от общей контурной длины, диаметра, скорости движения воды. Производящие компании обычно указывают эти характеристики. Если подогрев делается вручную, то расчёт величины насосного напора ведётся по специальной формуле.
Формула для расчёта величины насосного напора:
- Н – необходимый напор насоса;
П – гидравлическое сопротивление погонного контурного метра;
L – общая длина контура, которая включает также наземные системы управления;
К – это желательный показатель запаса мощности циркуляционного насоса. - Н = (ПхL + ∑К) / (1000)
Как подобрать
При работах по монтажу возникает вопрос, как выбрать насос для тёплого водяного пола, ведь разновидностей конструкции не одна.
Они могут быть с сухим и мокрым ротором.
Циркуляционные насосы с мокрым ротором подразумевают вращение конструкции в теплоносителе. Это осуществляется при помощи специальной смазки, а статор защищается гильзой. Достоинства мокрого ротора – это малые размеры и вес, бесшумная работа и несложная конструкция.
Подробнее о видах циркуляционных насосов здесьПри монтаже системы «тёплый пол» в загородном доме пользуются популярностью именно насосы с ротором мокрого типа.
Циркуляционные насосы с сухим ротором предполагает наличие электрического двигателя, который соединяется с помпой с помощью торцевого уплотнителя. В данном случае насос не контактирует с жидкостью. Двигатели здесь более мощные, а, значит, способны функционировать более эффективно и подавать больше теплоэнергии. Недостатком сухого ротора является его громкая работа в системе
Комплект для насосной группы
Также выбор насоса для тёплого пола стоит делать с учётом следующих характеристик:
- Так как в жидкости содержится кислород, то применять корпус из чугуна в конструкции нельзя.
- Не стоит монтировать насос высокой мощности для нормальной циркуляции жидкости.
- Если вода очень жёсткая, то на роторе могут появляться солевые отложения. Так происходит при повышении температуры жидкости до 55 °С и выше. С целью предотвращения появления отложений, устанавливают термостаты. Они отключают циркуляционные насосы при достижении определённого температурного уровня.
- При использовании котельного оборудования, которое не оснащено управляемой панелью и не поддерживает подключение насоса, приобретают таймер. Если приспособление подключается к современной панели, то всё решается при помощи программного уровня.
Установка
При монтаже циркуляционного насоса следует расположить ротор таким образом, чтобы он был в горизонтальном положении. Стрелка, которая нарисована на корпусе, должна совпадать с направлением движения жидкости. После установочных работ открывается доступ теплоносителя, потом открывается винт для воздушного удаления. Если прибор будет располагаться вертикально, то производительность не будет снижена, однако мощность снижается в среднем на 20 %.
Установка насоса для тёплого пола производится в зависимости от рассчитанной схемы подключения, либо на трубе подачи, либо на трубе возврата:
- в случае нахождения циркуляционного насоса на трубе подачи, прибор должен располагаться после смесительного узла;
- в случае нахождения насоса на возвратной трубе, специалисты говорят о его высокой эффективности.
У владельцев котельного оборудования иногда возникает вопрос, возможен ли тёплый пол без насоса? Такой вариант возможен. Но эффективность тёплого пола будет под вопросом и нужно учесть отдельные нюансы при монтаже подобной системы.
Насосно-смесительный узел для тёплого пола рассматривается в следующем видео.
Производители
Насосы для тёплого пола предлагают разные производители: Grundfos (компания из Дании), Ebara (японская компания), DAB (Италия), AlfaStar (Польша), Wilo (Германия), Pedrollo (Италия), Halm (Германия), Lowara (Италия), Wester (Китай).
Компания Grundfos (Дания) – лидер на рынке насосного оборудования. В 1965 году производитель разработал новый подход к усовершенствованию оборудования: оборудование стало более устойчивым к коррозийным процессам. Насосы выпускаются из нержавеющей стали. Важные элементы конструкции выполняются из титана. С 1980 года фирма стала выпускать устройства с автоматической электронной регулировкой.
Производитель постоянно совершенствует свою продукцию, поэтому остаётся на лидирующих позициях мирового уровня.
Циркуляционный насос EBARA серии MRB
Производитель Ebara (Япония) – это хороший пример корпорации международного уровня, которая может предугадывать и соответствовать требованиям современного рынка. Компания Ebara существует уже более 90 лет и с каждым днём совершенствует свою продукцию.
Широкий ассортимент представлен бытовыми и промышленными насосами, вентиляторами, турбинами, компрессорами. Кредо данного производителя в выпуске качественной продукции, в инновационных разработках.
Ebara особое внимание уделяет выпуску насосов из нержавейки, которые имеют множество преимуществ перед стандартными чугунными вариантами. Как пример, их высокий коэффициент полезного действия из-за очень гладкой поверхности деталей (снижает потери, вызванные трением). Или запатентованный процесс литья, штамповки, сварки корпусов и рабочих насосных колёс.
DAB (Италия) – история компании начинается в 1975 году. На данное время DAB насчитывает штат сотрудников из более 560 человек, площадь 65 тыс. м² и выпуск насосов более 2,5 миллионов экземпляров.
Комплектующие поставляют популярные производители ROTEN, BURGMAN, FAG, SKF, AEG.
В 2008 году открыт холдинг DAB WATER TECHNOLOGY. В него вошли бренды насосов и автоматики LEADER, ALMA, BRISAN, DAB, WACS. С 2010 года марки находятся в ряду моделей компании DAB.
Циркуляционные насосы DAB
AlfaStar (Польша) – это лидер по соотношению «цена-качество». Конструкция циркуляционного насоса такая, что даёт возможность достичь нужных значений объёма перекачиваемой жидкости при небольшой электромощности насоса. Элементы сделаны из устойчивого к коррозии материала с низким коэффициентом расширения температур. Поэтому система будет стабильно работать в широком диапазоне температур от минус 10 ºС до плюс 110 ºС.
Компания Wilo (Германия) начинает свою историю в 1872 году и на данное время является одной из самых известных в производстве продукции в сфере водоснабжения, отопления, кондиционирования, вентиляции. Wilo имеет 36 представительств более чем в 32 странах мира. В 1997 году компания вошла на российский рынок.
Pedrollo (Италия) – компания, производящая качественную и надёжную насосную продукцию промышленного и бытового назначения. Оборудование (фирма существует с 1974 года) успело зарекомендовать себя и поэтому является узнаваемой мировой маркой.
Циркуляционный насос Lowara TLCHB модель 25-12L
Halm (Германия) – это один из популярных производителей насосного оборудования, существующий более чем 30 лет и зарекомендовавший себя с лучшей стороны, в том числе, и на российском рынке.
Компания Lowara (Италия) основана в 1968 году, её дистрибьюторская сеть представлена по всему миру. Фирма входит в состав Xylem Inc. – нового подразделения ITT. ITT – это производитель мирового уровня в сфере насосного оборудования. Насосы итальянского бренда нашли применение в системах водоснабжения различного типа: бытовых, промышленных.
Wester (Китай) – компания, которая уже давно пользуется спросом у российского населения, предоставляя вопреки стереотипам качественную и надёжную продукцию.
Как видим, на рынке представлен широкий спектр предложений насосов для тёплого пола. Поэтому подобрать подходящий вариант не составит труда.
как рассчитать, подобрать и установить
Для обустройства системы отопления «теплый пол» обычно применяют двухконтурные обогревательные котлы. Но, поскольку они предназначены, главным образом, для обогрева помещений путем установки там отопительных настенных нагревателей, то может потребоваться дополнительное оборудование – насос для теплого пола.
В каких случаях не обойтись без монтажа насоса
Практически все двухконтурные котлы оснащены циркуляционными насосами, которые обеспечивают устойчивую подачу теплоносителя с температурой до 60 °С. Поэтому при небольшой площади поверхности пола, нуждающейся в отоплении (до 40-50 м2) дополнительный насос или группа не нужны. Для остальных случаев его монтаж обязателен в силу следующих обстоятельств:
- Трубопроводы теплого пола, зачастую, намного меньшего поперечного сечения, чем трубы отопительной системы, вследствие этого возникают теплопотери. В результате котел будет перегреваться, а для твердотопливных мини-моделей – расходоваться больше топлива.
- Ряд отопительных котлов вообще не предусматривает низкотемпературный режим эксплуатации. Для настенных нагревателей это приемлемо, а для теплых полов – нет: многие группы покрытия, например, дубовый паркет, ламинат и т.д., высоких температур не переносят, и деформируются. Поэтому при расчете схемы теплого пола дополнительно появляется смесительный узел, снабжаемый термостатическим датчиком для регулировки температуры.
- Если стены помещений дома возведены из одного материала и, следовательно, обладают одинаковыми показателями теплоемкости, то полы могут быть изготовлены из материалов с резко различными теплофизическими характеристиками. Например, в ванной комнате пол может быть выложен керамической плиткой, а в комнатах — быть наливным. Как следствие, требуемая температура для каждого отопительного контура будет различной. При расчетах следует также учитывать сколько зон дома, например, лестничные пролеты многоэтажных зданий, вообще не смогут быть обогреты теплыми полами.
Следует также учесть, что во многих случаях «заставить», чтобы одновременно и группа нагревателей, и теплый пол работали от одного отопительного котла не получится, поскольку эксплуатационные требования к этим системам слишком разнятся.
Расчет параметров и эксплуатационных характеристик оборудования
h3_2Правильно подобрать агрегат следует с учетом следующих параметров:
- Требуемой подаче, которая, в свою очередь, зависит от того, сколько этажей в доме, какие длина и диаметр трубопроводов.
- Расходу, который определяется в зависимости от места монтажа котла.
- Суммарных значений гидросопротивления системы отопления, которые зависят от количества и конструкции узлов запорной и распределительной арматуры.
- Сколько градусов разницы должно быть между начальной и конечной температурами теплоносителя.
Большинство производителей данных изделий заявляют о невозможности применения в качестве теплоносителя бытовых антифризов, хотя при замкнутой системе обогрева и наличия двух автономных контуров у котла, это обстоятельство некритично. Наоборот, вода, где всегда присутствуют водорастворимые соли магния и железа, способствует образованию накипи.
Останавливаясь на варианте с бытовым антифризом, следует применять только составы на основе пропиленгликоля или глицерина, поскольку этиленгликолевые антифризы очень токсичны.
Типовая маркировка циркуляционного насоса, при помощи которого производится подключение системы теплого пола, включает в себя три числовых характеристики. Первое число указывает диаметр присоединительных трубопроводов в мм, второе устанавливает, сколько этажей может иметь дом и, следовательно допустимую высоту подъема теплоносителя в дм, третье определяет допустимую длину трубопроводов.
Для более точного выбора оптимальной модели агрегата необходимо сделать ряд расчетов.
Рассчитать минимально допустимую производительность. Для воды используется зависимость:
Q = 0,86*Pн*(tпр — tобр),
где:
Pн –мощность отопительного агрегата, кВт;
tпр – температура в прямом отопительном контуре, ° С;
tобр – температура в обратном отопительно м контуре, ° С.
С учетом форсмажорных ситуаций, значение фактической производительности по сравнению с результатами расчета увеличивают на 15-20%.
Сделать расчет требуемого напора:
Н = (П*L+Σk)/1000,
где:
Н – напор агрегата, кПа;
П – гидросопротивление погонного метра трубы;
L – длина трубопровода в наибольшем из отопительных контуров, м;
Σk – коэффициент запаса мощности, составляет 1,10-1,15.
Поскольку напор обычно задается в атмосферах, то напомним: 1000 кПа ≈ 1 атм. По расчетным данным нужно правильно сделать выбор параметров циркуляционного насоса.
Как выбрать производителя и модель насоса
Сравнивая расчетные показатели с фактическими, указанными на шильдике агрегата, нужно подобрать модель, характеристики которой соответствуют средней части его расчетных значений и объему отапливаемого дома. Тогда насос не будет перегреваться и при подключении обеспечит оптимальные условия для прокачки теплоносителя.
Выбор марки оборудования нужно сделать с учетом следующих обстоятельств:
- Для помещений площадью до 300 м2 более правильно выбрать насос с узлом так называемого «мокрого» ротора, поскольку крыльчатка в таких агрегатах постоянно находится в теплоносителе, они работают тише и меньше изнашиваются;
- Для домов имеющих три и более этажей, подходят циркуляционные водяные насосы с узлом «сухого» ротора — они мощнее, и потому при подключении обеспечат надежное функционирование системы теплого пола со значительной протяженностью трубопроводов. Повышенный шум от таких агрегатов нивелируется их монтажом в технических помещениях дома. Хороший вариант в таком случае – насосная группа либо сдвоенный насос;
- При выборе материала корпуса учитывают, что бытовой антифриз не обладает ярко выраженными окислительными качествами, поэтому корпус насоса может быть чугунным. В остальных случаях, лучше приобретать агрегаты в корпусе из нержавеющей стали или из полимеров;
- Модели, имеющие встроенный терморегулятор, обеспечивают предохранение рабочей крыльчатки от отложения на ее поверхности накипи от горячей воды;
- Наиболее авторитетными производителями подобного оборудования считаются торговые марки Grundfos (Дания) и Wilo (Германия). Из более бюджетных вариантов можно упомянуть фирмы DAB (Польша) и Sprut (КНР).
Монтаж и эксплуатация
При установке и подключении водяных циркуляционных насосов следует помнить о следующем:
- Монтаж должен быть выполнен таким образом, чтобы рабочий вал располагался горизонтально, иначе фактическая мощность снижается на 25-30%.
- Для системы теплого пола, изделие целесообразно монтировать в обратной ветке, по схеме с байпасом. В противном случае может создаться разрежение теплоносителя на выходе из отопительного котла с его резким перегревом.
- Перед пуском водяного насоса из коллектора обязательно стравливают воздух.
Установка оборудования ведется в следующей последовательности: устанавливается байпас, до и после агрегата к линии присоединяются два крана Маевского, а перед насосом дополнительно – еще и очистной фильтр.
Наиболее часто встречающейся проблемой при эксплуатации рассмотренных изделий является их повторный запуск после длительного простоя. Дело в том, что во время работы в период предыдущего отопительного сезона, на подвижных частях водяного насоса откладывается значительное количество накипи. Провернуть крыльчатку можно и вручную, но лучше разобрать агрегат, извлечь ротор и тщательно очистить всю внутреннюю поверхность от отложившихся солей.
Насос для теплого пола: расчет, выбор, установка
Держи ноги в тепле — гласит народная поговорка. Система теплый пол помогает нам в реализации такой простой житейской мудрости. Но что система или организм без сердца? Вот и в нашей системе сердце – это насос для теплого пола.
Такое отопление не является новинкой в использовании. В Древнем Риме применялся подогрев полов теплой водой. Инновационные технологии принесли новый взгляд и возможности в нашу жизнь. Не найдется ни одной причины для отказа от уюта и комфорта, получаемого при работе такого отопления. Кроме того, используя систему отопления без радиаторов, появляется дополнительное пространство, а это современно и удобно. Существует еще одно достоинство, которое невозможно не отметить. Концепция «теплый пол» низкотемпературная, в отличие от радиаторного отопления, где используется нагрев до 90 °C, а это намного экономичней, при правильно произведенных расчетах и вычислениях.
Применение в бытовой системеНасос для теплого водяного пола – сердце системы
Ключевое различие теплого пола от отопления с радиаторами заключается в одноуровневом расположении и протяженности водяного контура. Для продуктивной работы теплого пола применяется циркуляционный вид устройств, обеспечивающих движение теплоносителя в системе. Если это двухэтажный дом, то двухуровневый контур требует установки двух агрегатов. В этом случае, используется смесительный узел вместе с трехходовым клапаном. Они бывают двух типов – для маленьких и больших площадей. Поэтому при их выборе, необходимо учитывать и этот параметр.
Виды насосов
Все устройства, применяемые в системах отопления, по своему действию являются центробежными. В конструкционной основе их крыльчатка или ротор, закрепленный на основном валу, при вращении лопастей которого создается разрежение. Под его влиянием теплоноситель попадает в рабочую камеру, откуда центробежной силой, выбрасывается в основную магистраль. Широко известны следующие центробежные приборы
- Насосы с сухим ротором. Это агрегаты с высоким КПД. Их использование эффективно при достаточно большой площади обогрева. Кроме того, повышенный шум при работе устройств, требует оборудования отдельного помещения для их монтажа, что реально устроить в частном доме.
Конструктивно эти устройства представляют собой двублочную систему, одним из элементов которой является электромотор, а другим – корпус с ротором, не контактирующим с водой. Существуют и моноблочные варианты.
Насосы с мокрым ротором- С мокрым ротором электродвигателя. Вращение крыльчатки происходит непосредственно в теплоносителе, одновременно являющемся и смазкой для нее. У такого агрегата меньшее КПД, чем у его собрата, зато энергопотребление намного ниже. Низкий эксплуатационный шум при работе устройства, позволяет его монтаж в любом месте.
- Насосы одно и многоскоростные. По этим параметрам определяют функциональность каждого, используя нехитрый расчет. Для теплого пола характерно применение трехскоростных агрегатов, тогда при ухудшении внешних климатических условий, становится возможен усиленный режим работы прибора.
Расчет производительности и мощности
Для обустройства «теплый пол», основными характеристиками устройства и возможностью его применения, будут напор и производительность. Эти параметры и определяют мощность циркуляционного устройства.
Для расчета необходимых характеристик насоса можно использовать существующие таблицы и выражения определения потребления теплоносителя.
Q = 0,86*Pконтура / (Тподачи — Тобр)
- Pконтура — мощность отопительного контура, кВт.
- Тобр — температура теплоносителя в обратном трубопроводе.
- Тподачи — температура в подающем трубопроводе.
На следующем шаге производят расчет величины гидравлического сопротивления водяного контура. Определенная по формуле производительность, должна быть больше сопротивления контура.
Если возникают какие-то сомнения в расчете, то доверьте их профессионалам
Выбор и его особенности
- Тонкости маркировки. У всех насосов есть маркировка, по которой всегда можно определить его присоединительные размеры — это первые числа, и высоту подъема – второе число. При проведении гидравлического расчета, все эти параметры уже известны и определены. Кроме этого, есть табличка, показывающая расчет производительность аппарата при скорости вращения ротора. Наконец, в этой же таблице, можно найти значения потребляемой мощности при каждом режиме работы. Поэтому знание маркировки избавит от любой ошибки. Конструкция циркуляционного насоса
- Кроме стандартных циркуляционных насосов, есть на рынке и аппараты сдвоенного типа которые могут эффективно использоваться в отоплении больших площадей, благодаря своей мощности. Кроме этого, возможно их использование в режиме с половинной мощностью, когда работает только один двигатель. А второй, всегда может быть подключен при необходимости.
- Еще один аргумент в пользу выбора устройства с несколькими скоростными режимами. Наибольший эффект от теплого пола возникает при управлении температурой теплоносителя в каждом, отдельно взятом помещении, поэтому при установке циркуляционного агрегата необходимо учитывать этот нюанс.
- Для примерного подбора насоса, можно использовать таблицу, но обратить внимание на следующее, что эти значения применимы к утепленному помещению в средней полосе климатических условий. При других условиях будет нужно увеличить мощность на 15-20%.
Площадь отопления, м2 |
Радиаторное, кВт |
Теплый пол, кВт |
80 – 120 |
0,4 | 1,5 |
120 – 160 |
0,5 | 2,0 |
160 – 200 |
0,6 |
2,5 |
200 – 240 | 0,7 |
3,0 |
240 – 280 | 0,8 |
4,0 |
Особенности монтажа
- Горизонтальная установка. При монтаже циркуляционного агрегата для «теплого пола» всегда используется его горизонтальная установка. Вертикальный монтаж приводит к потере почти трети мощности агрегата и повышает риск завоздушивания в системе, что может привести к ненужным неприятностям.
- Установка насоса проводится на трубе обратного хода теплоносителя. Температура тут всегда меньше, а эта предосторожность повысит гарантированную эксплуатацию прибора. Кроме этого, аппарат отделяется от системы шаровыми кранами, чтобы всегда была возможность доступа к нему, не сливая воду из контура. Это необходимо для проведения профилактического ремонта и возможных экстренных поломок.
- При покупке устройства прилагаются монтажные соединения и гайки, облегчающие его подключение к системе.
Возможные неисправности в процессе эксплуатации
Основные поломки насоса возникают, из-за периодичности его использования. В зимнее время агрегат постоянно находится в работе, а летом выключен. Используемый теплоноситель, обычно это вода, при отсутствии циркуляции происходит выпадение осадка в виде соли, которое может стать причиной отказа работы устройства. В этом случае, необходимо получить доступ к крыльчатке-ротору аппарата, сняв крышку и попробовав вручную провернуть ее. Если это получилось, то можно запускать двигатель. В исключительных случаях, придется подвергнуть агрегат полным комплексом профилактических работ.
В заключение необходимо отметить, что не всегда возможно использование системы «теплый пол» автономно. Даже при проведении соответствующих расчетов, можно сказать, что эффективность применение двойной схемы «радиаторы плюс пол» дает лучшие результаты при больших отапливаемых площадях помещений. В этом случае монтаж аппарата будет несколько другим. Проблему согласование контуров между собой решает выбор более мощного насоса.
как выбрать и как рассчитать мощность
Самостоятельно выбрать и установить насос для тёплого пола не так сложно. Для этого достаточно определиться с разновидностями устройств и основными характеристиками.
Монтаж тоже не составит особых проблем, для его выполнения понадобится минимальный опыт владения ручным инструментом и свободное время.
Результат после реализации таких работ не заставит вас ждать, благодаря ускоренной циркуляции воды, система гораздо быстрее будет прогреваться, соответственно и КПД её тоже возрастёт.
Особенности использования
Повороты и длина контура усложняют циркуляцию воды в системеОсновным отличием насоса для тёплого пола от обычного циркуляционного, применяемого для стандартных систем отопления, заключается в том, что величина контура при таком использовании более 100 м.
При этом диаметр трубопровода значительно меньше: 16 – 21 мм. Кроме этого, здесь присутствует большое количество поворотов под углом 180 ⁰, что ещё больше усложняет циркуляцию жидкости внутри системы.
Подбирать жидкостный насос для тёплого пола рекомендуется с возможностью переключения режима работы. Обычно такие устройства называют регулируемыми, так как скорости можно переключать как самостоятельно, так и настроить на автоматическое управление.
Разновидности устройств
Конструктивные особенности, которые отличают насосы друг от друга, характеризуются в первую очередь по мощности устройства, необходимого для того или иного помещения.
Всего известно 2 вида устройств для увеличения скорости циркуляции жидкости внутри тёплого пола: с «мокрым» ротором и «сухим». Причём разница между ними существенная.
«Мокрый» ротор
«Мокрый» роторТак называемые мини-насосы для тёплого пола. Благодаря тому, что крыльчатка расположена рядом с ротором, его размеры уменьшены до минимума. Для предотвращения попадания влаги на электромотор на валу устанавливаются сальники из высокопрочной резины. Некоторые имеют дополнительную гидрозащиту.
Благодаря своим габаритам, такой насос для тёплого водного пола используется в жилых помещениях.
Агрегаты выгодно отличаются не только небольшими размерами, но и практически бесшумной работой, а также возможностью функционировать при однофазном питании.
«Сухой» ротор
Такой ротор подходит для дома в несколько этажейОсновные детали такого гидравлического насоса расположены на некотором удалении от жидкости. Для них предусмотрен отдельный корпус, соединённый с крыльчаткой валом.
Если вмонтировать насос с «сухим» ротором в систему, он сможет продавить воду даже в частном доме, имеющем несколько этажей. При грамотно выбранной мощности агрегата тёплый пол будет функционировать без особых проблем.
Но несмотря на очевидные преимущества, для жилых помещений они практически не используются. Это связано с тем, что для их подключения необходимо трёхфазное электропитание напряжением 380 В. Кроме этого, их установка на тёплых полах требует специального помещения с платформой. Дело в том, что при работе насосы издают высокий уровень шума и весят более 100 кг.
Преимущественно агрегаты с «сухим» ротором используются для систем, установленных в производственных или коммерческих помещениях.
Выбор по параметрам
Желательно использовать для насоса трехскоростной роторПринцип работы, который имеют насосы для тёплого пола, можно сравнить с агрегатами, установленными для отопления. Устройства не нагнетают избыточного давления в систему, а просто осуществляют проталкивание жидкости внутри трубопровода с определёнными скоростями.
В связи с тем, что нагревательная способность может изменяться, от температурных условий, то режим работы насоса, влияющий на движение теплоносителя должен регулироваться. Поэтому, для тёплых полов рекомендуется использовать трёхскоростной циркуляционный электронасос.
Если говорить о профессиональном выборе устройства, то необходимо руководствоваться следующей формулой, характеризующей его производительность: M=0.86 * Rh / (t пр. т – t обр. т).
- M — производительность насоса.
- Rh — мощность отопительного контура, кВт.
- t пр. т — температура жидкости на обратке, ⁰С.
- t обр. т — температура жидкости на подаче, ⁰С.
Следует учитывать, что при нескольких контурах расход определяется для каждого случая, а полученные величины суммируются.
По статистике, разница в показателях отопительных систем обычно принимается как величина, отличная друг от друга не более чем на 5 ⁰С., а мощность отапливаемого контура определяется непосредственно от площади обогреваемого помещения.
Исходя из этого, для того, чтобы упростить выбор мощности водяных насосов можно руководствоваться таблицей, приведённой далее. При этом следует учитывать, что для расчётов брались примерные температурные показатели средней полосы России. Поэтому, если ваш частный дом плохо утеплён или вы проживаете в других регионах с более мягким или напротив, морозным климатом, рекомендуется выполнить полноценную методику расчёта.
Площадь помещения, м2 | Производительность насоса на радиаторном отоплении | Производительность насоса при тёплом поле |
---|---|---|
80 -120 | 0,4 | 1,5 |
120 – 160 | 0,5 | 2,0 |
160 – 200 | 0,6 | 2,5 |
200 – 240 | 0,7 | 3,0 |
240 – 280 | 0,8 | 4,0 |
280 — 350 | 1,2 – 1,5 | 6,0 |
Кроме этого, подбирать нужно отталкиваясь от мощности напора, который он может нагнетать. Он необходим для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление жидкости оказываемое со стороны углов, фитингов, штуцеров и других элементов трубопровода. Подробнее о выборе насоса смотрите в этом видео:
В первую очередь сопротивление зависит от диаметра самой трубы. В этом случае необходимо принимать для расчёта увеличение сопротивления на входе в систему, арматуре и фитингах. Величину гидравлического сопротивления труб можно найти в технической документации, на них. Для определения используется следующая формула: М= (H*K + ∑R) / 1000.
- М – мощность напора насоса.
- Н – величина гидравлического сопротивления 1 метра трубы.
- К – длина наибольшего контура, м.
- R – коэффициент запаса мощности.
На что обратить внимание при выборе
Для небольших домов подойдут насосы с «мокрым» роторомПодбор насоса необходимо проводить отталкиваясь от основных параметров соотношения необходимой площади с данными, указанными в техническом паспорте устройства.
Только при соблюдении этих условий, его работе будет выполняться согласно всем рекомендациям производителя, а циркуляция в системе будет соответствовать заявленной в документе. Исходя из этого, циркуляционный насос для тёплого пола должен выбираться с оглядкой на определённые нюансы:
- Для помещений менее 250 м2 практичнее всего устанавливать насос с «мокрым» ротором. В данном случае, благодаря тому, что крыльчатка в нём всё время находится в воде, он будет намного тише работать и прослужит дольше.
- Для коттеджей с этажностью более 3 ярусов желательна установка циркуляционного насоса с «сухим» ротором. Такие устройства имеют большую мощность и позволяют осуществить проталкивание большого объёма воды в длинных трубопроводах. Ингода встречается технология сдвоенного или группового насосного оборудования.
- Приобретать лучше механизмы с корпусом из нержавеющей стали или полимера.
- Если насос для водного тёплого пола имеет встроенный термостат, это обеспечит сохранность крыльчатки от известковых отложений из-за некачественной воды.
Широкий выбор предложений позволяет остановить свой выбор на любом понравившемся вам по своим характеристикам устройстве вне зависимости от страны производителя.
Если для основного или второстепенного источника обогрева вы планируете монтаж тёплого пола с подключением от водяного отопления, желательно заранее подумать о приобретении такого агрегата. Многие системы комплектуются соответствующими устройствами на стадии упаковки у производителя. Объясняется это тем, что тёплый пол без насоса, имеющий площадь более 10 м2 скорее всего не будет качественно функционировать.
водяного, как подобрать своими руками, расчет, насосная группа, инструкция, фото
Планируя закладку труб с горячей водой под напольное покрытие, мы обязательно задумываемся о приобретении так называемой насосной группы, обеспечивающей движение теплоносителя внутри системы. И неотъемлемой деталью этой группы являются циркуляционные насосы для теплых полов.
Эти устройства встраиваются в трубопровод и обеспечивают постоянное и равномерное перемещение жидкости. За счет работы циркуляционного аппарата пол прогревается максимально равномерно, при этом расход энергии существенно снижается.
Коллектор с установленным наосом
Информация о насосах
Общие сведения
Циркуляционные насосы представляют собой устройства, которые обеспечивают перераспределение жидкости внутри замкнутого контура. Чаще всего эта разновидность насосного оборудование используется в отопительных системах (в том числе в низкотемпературных, к которым и относится водяной обогрев напольного покрытия), а также в системах кондиционирования и охлаждения.
Основная задача устройства – постоянно перемещать значительный объем жидкости, обеспечивая постоянное давление и равномерное движение теплоносителя по системе. Использование насоса существенно повышает эффективность работы теплого пола, поскольку в длинных контурах не застаивается вода.
Основные элементы конструкции
Типовой насос для водяного теплого пола имеет следующую конструкцию:
- Базовый элемнт устройства – корпус, который производится из материалов с высокой механической прочностью. Традиционно для изготовления корпусов используют металлы (бронза, литой чугун, нержавеющая сталь), однако некоторые современные модели выполняют в пластиковых корпусах.
- На корпусе размещаются патрубки для присоединения вводных и выводных труб. У промышленных насосов, которые используются для обслуживания контуров большой протяженности, вместо патрубков предусмотрены фланцевые соединители диаметром 40 мм и более.
- Движение теплоносителя обеспечивается за счет вращения крыльчатой лопасти. На сегодняшний день лучшими считаются крыльчатки, которые производятся из технолоплимера, поскольку этот материал практически не подвержен износу.
- Крыльчатка приводится в движение электромотором, который у большинства моделей расположен на боковой поверхности корпуса.
Обратите внимание! Инструкция по монтажу предписывает закреплять устройство таким образом, чтобы его вал находился в горизонтальном положении. Насосы для теплого пола, установленные с вертикальной ориентацией ротора, теряют до 30-40% мощности.
Варианты монтажа
- Некоторые модели также комплектуются воздухоотводом. У других встречается более распространенный вариант: специальная гайка на корпусе, которая выкручивается для выпуска накопившегося воздуха.
Особенности эксплуатации в системах теплого пола
Принцип использования
Традиционно циркуляционные установки монтируются в отопительных системах радиаторного типа.
Однако теплый пол имеет свои конструктивные особенности, и потому насос нужно приобретать с учетом этих нюансов:
- Во-первых, в радиаторных системах используется высокотемпературный теплоноситель, потому насосная группа монтируется на обратном трубопроводе. Это позволяет избежать перегрева элементов, контактирующих с горячей водой, и увеличить ресурс службы устройства.
- Отопление полов производится с использованием низкотемпературных жидкостей (нагрев выше 400С осуществляется крайне редко), потому насос можно монтировать как на подающую, так и на обратную трубу.
Вариант установки на обратный трубопровод
- Радиаторные системы отличаются малой скоростью движения теплоносителя, благодаря чему циркуляция может осуществляться за счет естественных факторов, таких как перепад температур.
- А вот водяной теплый пол без насоса эффективно работать может только в том случае, если он имеет контур малой длины. Для стандартных комплектаций, у которых для обогрева используется 50 м трубопроводов и более, требуется насос с достаточно хорошим напором.
Обратите внимание! При оборудовании отопительной системы частного дома специалисты рекомендуют устанавливать отдельные устройства на конурах каждого этажа.
Кроме того, стоит принимать во внимание и особенности размещения управляющего коллектора. Как правило, коллекторный шкаф имеет небольшие габариты, потому для обслуживания системы теплых полов приходится устанавливать компактный, но в то же время производительный насос.
Подбор по параметрам
На что нужно обратить внимание
Ключевыми параметрами, по которым осуществляется подбор оборудования для обеспечения циркуляции, являются производительность и напор:
Еще одна схема размещения в системе (на этот раз – на подающей трубе)
- Производительность – это величина, показывающая, какой объем теплоносителя может пропустить через себя устройство за единицу времени (как правило, указывается в кубометрах в час). Для нормального функционирования теплого пола необходимо, чтобы в течение часа объем теплоносителя в трубах сменялся минимум трижды.
Совет! Чтобы обеспечить бесперебойную работу при пиковых нагрузках, стоит приобретать модели, производительность которых на 10-20% больше расчетной. Цена их будет отличаться не слишком сильно, зато такой небольшой «запас» может серьезно выручить в нужный момент.
- Напор отвечает за «проталкивание» теплоносителя по контуру. Длинные трубопроводы теплого пола (а в некоторых случаях суммарная дина контуров составляет более 100 метров) отличаются значительным гидравлическим сопротивлением. Чтобы преодолеть его, насос должен обеспечивать достаточно сильный напор.
- Как правило, для бытового использования устанавливают модели с напором не более 6 м водяного столба. При расчетах данного параметра нужно принимать во внимание потерю давления в самой длинной петле водяного контура.
Формулы и пример расчета
В большинстве случаев расчет насоса для теплого пола выполняет компания, которая занимается монтажными работами. Впрочем, ничего особо сложного в этом нет, и при необходимости можно вычислить основные параметры своими руками.
Для вычисления используем формулу:
Q = 0,86*Pн/(tпр – tобр), где:
- Q – объем теплоносителя, кубометров в час.
- 0,86 – коэффициент преобразования.
- Pн -мощность контура теплого пола, необходимая для покрытия теплопотерь.
- tпр – tобр – разница между температурами поступающей в систему воды и выходящей по обратным трубам.
Чтобы было понятно, как подобрать устройство, используя данную формулу, приведем пример. Для этого рассчитаем параметры насоса для системы из полипропиленовых труб (диаметр 32 мм) с длиной контура 50 м. График температур возьмем 400/300С, а теплопотери здания 12кВт.
Выполняем расчет:
Q = 0,86 * 12 (40-30) = 1,03 м3/ч.
Именно таким будет массовый расход теплоносителя для данного контура.
Далее нам необходимо определить такой параметр как гидравлическое сопротивление всех контуров. Поскольку его величина зависит не только от используемых труб, но и от конфигурации раскладки, лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами или обратиться в специализированную компанию, занимающуюся проектировкой.
Фото модели GRUNDFOS UPS 25-40
Калькулятор мощности насоса
Мощность гидравлического насоса
Идеальная гидравлическая мощность для привода насоса зависит от
- массового расхода,
- плотности жидкости
- разности высот
— либо статическая подъем с одной высоты на другую или компонент общей потери напора системы — и может быть рассчитан как
P ч (кВт) = q ρ гч / (3.6 10 6 )
= qp / (3,6 10 6 ) (1)
где
P h (кВт) = гидравлическая мощность (кВт)
q = расход (м 3 / ч)
ρ = плотность жидкости (кг / м 3 )
g = ускорение свободного падения (9,81 м / с 2 )
h = перепад давления (м)
p = перепад давления (Н / м 2 , Па)
Гидравлическую мощность в лошадиных силах можно рассчитать как:
P ч (л.с.) = P ч (кВт) /0.746 (2)
где
P h (л.с.) = гидравлический л.с. (л.с.)
Или — альтернативно
P ч (л.с.) = q галлонов в минуту ч футов SG / (3960 η ) (2b)
где
q галлонов в минуту = расход (галлонов в минуту)
ч футов = перепад напора (фут)
SG = Удельный вес (1 для воды)
η = насос КПД
Пример — Перекачка воды
1 м 3 / ч воды — насос ед напор 10 м .Теоретическая мощность насоса может быть рассчитана как
P ч (кВт) = ( 1 м 3 / ч ) (1000 кг / м 3 ) (9,81 м / с 2 ) (10 м) / (3,6 10 6 )
= 0,027 кВт
Мощность насоса на валу
Мощность на валу — требуемая мощность, передаваемая от двигателя на вал насоса, — зависит от КПД насоса и может быть рассчитано как
P s (кВт) = P h (кВт) / η ( 3)
где
P s (кВт) = мощность на валу (кВт)
η = КПД насоса
Onlin e Калькулятор насоса — единицы СИ
Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета гидравлической мощности и мощности на валу насоса:
Онлайн-калькулятор насоса — британские единицы
Калькулятор ниже можно использовать для расчета гидравлической мощности и мощности на валу насоса в британских единицах:
Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox
— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.
.Формула для расчета мощности насоса
| Удельная частота вращения центробежного насоса
В этой статье обсуждаются основные формулы насоса с примерами, такими как расчет мощности насоса , формула , удельная скорость центробежного насоса и законы сродства для центробежных и поршневых насосов . Также предоставляется онлайн-калькулятор для расчета мощности насоса
Формулы расчета КПД и мощности насоса с примерами
КПД и потребляемая мощность насоса
Работа, выполняемая насосом, равна весу перекачиваемой жидкости за единицу времени, умноженному на общий напор в метрах.Однако используется производительность насоса в M 3 / час и удельный вес жидкости, а не вес жидкости, перекачиваемой для работы, выполняемой насосом.
Входная мощность «P» насоса — это механическая мощность в кВт или Вт , потребляемая валом или муфтой. Таким образом, входная мощность насоса также называется Break Horse Power (BHP).
Входная мощность насоса BHP — это мощность, передаваемая на вал насоса, которая обозначается как тормозная мощность. поэтому входная мощность насоса также называется мощностью на валу насоса .
Выходная мощность насоса r называется Гидравлическая мощность (WHP ) или Гидравлическая мощность , и это полезная работа, выполняемая насосом. и обычно выражается формулой
Гидравлическая мощность Ph = Расход X Общий развиваемый напор X Плотность X Постоянная силы тяжести
КПД насоса — это соотношение входной и выходной мощности насоса.
т.е. КПД насоса — это отношение водяных лошадиных сил к тормозной мощности.
Формула расчета входной мощности насоса или формула расчета мощности на валу насоса
Входная мощность насоса = P
Формула — 1
P в Ваттах =
Здесь
Q = Расход в м 3 / сек
H = Общий развитый напор в метрах
= Плотность в кг / м 3
г = Гравитационная постоянная = 9,81 м / сек 2
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Формула — 2
P в кВт =
Здесь
Q = Расход в м 3 / час
H = Общий развитый напор в метрах
= Плотность в кг / дм 3 (1 кг / м 3 = 0.001 кг / дм 3 )
η = КПД от 0 до <1 (не в%)
Формула — 3
P в кВт =
Здесь
Q = расход в л / с (1 м 3 / с = 3,6 x л / с)
H = Общий развитый напор в метрах
= Плотность в кг / дм 3 (1 кг / м 3 = 0,001 кг / дм 3 )
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Формула — 4
P в л.с. =
Здесь
Q = Расход в литрах./ сек
H = Общий развитый напор в метрах
= Плотность в кг / дм 3
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Формула — 5 (единицы USCS)
P в л.с. =
Здесь
Q = Расход в галлонах в минуту
H = Общий развитый напор в футах
= плотность в фунтах / фут 3
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Для насосной установки с электродвигателем общий КПД составляет
Общий КПД = КПД насоса x КПД двигателя
Тогда общий КПД становится так называемым КПД «провод-вода », который выражается формулой
Общий КПД =
Удельная скорость насоса
Удельная скорость «Nq» — это параметр, полученный на основе анализа размеров, который позволяет сравнивать рабочие колеса насосов различных размеров, даже если они работают в аналогичном диапазоне Q -H .Конкретная скорость может использоваться для определения оптимальной конструкции рабочего колеса.
Удельная скорость насоса (Nq) определяется как скорость в оборотах в минуту, с которой работало бы геометрически похожее рабочее колесо, если бы его размер был уменьшен пропорционально так, чтобы подавать 75 кг воды в секунду на высоту 1 м.
Nq также определяется как теоретическая скорость вращения, с которой работало бы геометрически аналогичное рабочее колесо, если бы оно было такого размера, чтобы производить 1 м напора при расходе 1 м 3 / сек с максимальной эффективностью.
Удельную скорость можно сделать действительно безразмерным характеристическим параметром с сохранением того же числового значения, используя следующее уравнение.
Метрическая система
Nq = =
Где Nq = безразмерный параметр
N = частота вращения насоса
n = об / сек насоса
Q = Расход в м 3 / сек
H = напор в метрах
г = Гравитационная постоянная (9,81 м / сек 2 )
Британские единицы
Nq =
Где N = частота вращения насоса
Q = скорость потока в галлонах в минуту (галлонов в минуту)
H = напор в футах
Примечание:
1.Для многоступенчатых насосов развиваемый напор (H) при лучшем КПД
2. Учитывайте половину полного напора в случае крыльчатки двойного всасывания.
Приблизительные справочные значения удельной скорости центробежного насоса (Nq):
Рабочее колесо с радиальным высоким напором — до прибл. 25
Рабочее колесо среднего радиуса напора — до прибл. 40
Радиальное рабочее колесо с низким напором — до прибл. 70
Рабочее колесо смешанного типа — до прибл. 160
Рабочее колесо с осевым потоком (пропеллер) — ок.от 140 до 400
Законы сходства для насосов — перейдите по ссылке ниже
Законы родства для центробежных насосов | Законы сродства к поршневому насосу | Законы сродства насоса на примере
Почему следует выбирать насос с большей эффективностью
КПД насоса — самый важный фактор при расчете энергопотребления. Поэтому при выборе насоса с более высокой мощностью всегда выбирайте насосный агрегат с максимальной эффективностью.
Следующая формула поможет выбрать лучший тип насоса с рейтингом эффективности
N
N = Количество единиц энергосбережения в год в кВт / ч
= Более высокий и более низкий общий КПД двух насосных агрегатов.
P = Потребляемая мощность двигателя в кВт (относительно насоса с низким КПД)
T = Наработка в год
Пример расчета КПД насоса
= 75% и 65% соответственно
P = Потребляемая мощность = 40 кВт
T = 3000 часов в год
N = 18461 единиц (кВтч)
Таким образом, при той же мощности КПД насоса увеличится на 10%, тогда экономия электроэнергии составит 18461 кВтч в год.
Расчет мощности центробежного насоса онлайн
Примечание: 1000 кг / м 3 = 1 кг / дм 3
Нажмите здесь
Связанная статья:
Насос Расчет давления пара | Таблица давления водяного пара при различных температурах
Классификация насосов | Типы насосов и принцип их работы
Коэффициенты пересчета единиц измерения и таблицы для инженерных расчетов
РасчетNPSH | Потери напора в линиях всасывания и нагнетания насоса с онлайн-калькулятором
Спасибо, что прочитали эту статью.Надеюсь, он выполнит ваше требование. Оставляйте отзывы, комментарии и, пожалуйста, не забудьте поделиться ими
,
Перекачивание воды — Требуемая мощность
Энергия, передаваемая воде насосом, называется водяных лошадиных сил — и может быть рассчитана как
P whp = qh SG / (3960 μ) (1)
где
P whp = водяная мощность (л.с.)
q = расход (галлон / мин)
h = напор (футы)
SG = 1 для воды Удельный вес
μ = КПД насоса (десятичное значение)
Мощность в лошадиных силах можно также рассчитать как:
P whp = q dp / (1715 μ) (2)
где
P л.с. = водяная мощность (л.с.)
dp = подаваемое давление (фунт / кв. Дюйм)
Пример — мощность, необходимая для перекачивания воды
20 галлонов воды в минуту , высота 20 футов .Требуемая мощность в лошадиных силах (например, потери на трение в трубопроводе и КПД = 1,0) можно рассчитать как
P whp = (20 галлонов в минуту) (20 футов) (1) / (3960 (1,0))
= 0,10 л.с.
Мощность, необходимая для перекачивания воды при 60 o F с идеальным КПД насоса 1,0:
Примечание! Для точных расчетов всегда следует использовать индивидуальные характеристики насоса.
Потребляемая мощность в метрических единицах
Энергопотребление для перекачивания воды может быть выражено в метрических единицах как
P = qh ρ / (6116 10 3 μ) (3)
где
P = мощность (кВт)
q = расход (л / мин)
h = напор (м)
ρ = плотность (кг / м 3 ) (вода 1000 кг / м 3 )
μ = КПД насоса (десятичное значение)
Пример — Мощность, необходимая для перекачивания воды
Мощность, необходимая для перекачивания 100 л / мин воды на высоте 10 м (ex.потери на трение в трубопроводе и КПД = 1,0 ) можно рассчитать как
P = (100 л / мин) (10 м) (1000 кг / м 3 ) / (6116 10 3 (1,0))
= 0,16 кВт
.
КАК спроектировать насосную систему
предыдущее
Общий напор
Общий напор и расход являются основными критериями, которые используются для сравнения одного насоса с другим или для выбора центробежного насоса для применения. Общий напор связан с давлением нагнетания насоса. Почему мы не можем просто использовать давление нагнетания? Давление — понятие знакомое, мы знакомы с ним в повседневной жизни. Например, в огнетушителях создается давление 60 фунтов на кв. Дюйм (413 кПа), мы устанавливаем давление воздуха 35 фунтов на кв. Дюйм (241 кПа) в наших велосипедных и автомобильных шинах.По уважительным причинам производители насосов не используют давление нагнетания в качестве критерия выбора насоса. Одна из причин — они не знают, как вы будете пользоваться помпой. Они не знают, какой расход вам нужен, и расход центробежного насоса не фиксирован. Давление нагнетания зависит от давления на всасывающей стороне насоса. Если источник воды для насоса находится ниже или выше всасывания насоса, для той же скорости потока вы получите другое давление нагнетания. Поэтому для устранения этой проблемы предпочтительно использовать разницу давлений на входе и выходе насоса. |
Производители пошли дальше, величина давления, которое может создать насос, будет зависеть от плотности жидкости, для раствора соленой воды, который плотнее чистой воды, давление будет выше при той же скорости потока. , Опять же, производитель не знает, какой тип жидкости находится в вашей системе, поэтому критерий, не зависящий от плотности, очень полезен. Существует такой критерий, и он называется ОБЩИЙ НАПОР, и он определяется как разница в напоре между входом и выходом насоса.
Вы можете измерить головку выпуска путем прикрепления трубки к нагнетательной стороне насоса и измерению высоты жидкости в трубке относительно всасывания насоса. Для обычного бытового насоса трубка должна быть достаточно высокой. Если давление нагнетания составляет 40 фунтов на квадратный дюйм, высота трубки должна быть 92 фута. Это непрактичный метод, но он помогает объяснить, как напор соотносится с общим напором и как напор соотносится с давлением. То же самое проделайте и для измерения высоты всасывания.Разница между ними — общий напор насоса.
Рисунок 25
Жидкость в измерительной трубке на стороне нагнетания или всасывания насоса поднимется на одинаковую высоту для всех жидкостей независимо от плотности. Это довольно удивительное заявление, и вот почему. Насос ничего не знает о голове, голова — это понятие, которое мы используем, чтобы облегчить себе жизнь. Насос создает давление, а разница в давлении на насосе представляет собой количество энергии давления, доступной для системы.Если жидкость плотная, такая как, например, солевой раствор, на выходе насоса будет создаваться большее давление, чем если бы жидкостью была чистая вода. Сравните два резервуара одинаковой цилиндрической формы, одинакового объема и уровня жидкости, резервуар с более плотной жидкостью будет иметь более высокое давление внизу. Но статический напор поверхности жидкости относительно дна такой же. Общий напор ведет себя так же, как статический напор, даже если жидкость более плотная, общий напор по сравнению с менее плотной жидкостью, такой как чистая вода, будет таким же.Это удивительный факт, посмотрите этот эксперимент на видео, которое демонстрирует эту идею в действии .
По этим причинам производители насосов выбрали общий напор в качестве основного параметра, описывающего доступную энергию насоса.
Какая связь между напором и общим напором?
Общий напор — это высота, на которую жидкость поднимается на стороне нагнетания насоса, за вычетом высоты, на которую она поднимается на стороне всасывания (см. Рисунок 25).Почему меньше высота на стороне всасывания? Потому что нам нужна только энергия насоса, а не энергия, которая ему подводится.
Что такое единица измерения головы? Сначала разберемся с единицей энергии. Энергия может быть выражена в фут-фунтах, что представляет собой количество силы, необходимой для поднятия объекта, умноженное на вертикальное расстояние. Хороший пример — поднятие тяжестей. Если вы поднимете на 100 фунтов (445 Ньютонов) 6 футов (1,83 м), требуемая энергия составляет 6 x 100 = 600 фут-фунт-сила (814 Н-м).
Напор определяется как энергия, деленная на вес перемещаемого объекта. Для штангиста энергия делится на смещенный вес составляет 6 x 100/100 = 6 футов (1,83 м), поэтому количество энергии на фунт гантель, которую должен предоставить штангист, составляет 6 футов. Это не очень полезно знать для штангиста, но мы увидим, насколько он полезен для вытеснения жидкостей.
Рисунок 26
Возможно, вам будет интересно узнать, что 324 фут-фунта энергии эквивалентны 1 калории.Это означает, что наш тяжелоатлет тратит 600/324 = 1,8 калории каждый раз, когда он поднимает этот вес на 6 футов, это немного.
На следующем рисунке показано, сколько энергии требуется для вертикального вытеснения одного галлона воды.
Рисунок 27
На следующем рисунке показано, сколько напора требуется для выполнения той же работы.
Рисунок 28
Если мы используем энергию, чтобы описать, сколько работы нужно сделать насосу, чтобы вытеснить объем жидкости нам нужно знать вес.Если мы используем голову, нам нужно знать только вертикальное расстояние движения. Это очень полезно для жидкостей, потому что перекачивание — это непрерывный процесс, обычно когда вы перекачиваете оставьте насос включенным, вы не запускаете и не останавливаете насос на каждый фунт вытесненной жидкости. В основном мы заинтересованы в обеспечении непрерывного расхода.
Другой очень полезный аспект использования головы заключается в том, что перепад высот или статический напор может использоваться как одна часть значения общего напора, а другая часть — напор трения как показано на следующем рисунке.Одна показывает фрикционную головку на стороне нагнетания, а другая — фрикционную головку на стороне всасывания.
Какой статический напор необходим для перекачки воды с первого этажа на второй или на 15 футов вверх? Помните, что вы также должны учитывать уровень воды во всасывающем баке. Если уровень воды на 10 футов ниже всасывающего патрубка насоса, статический напор будет 10 + 15 = 25 футов. Следовательно, общий напор должен быть не менее 25 футов плюс потеря напора на трение жидкости, движущейся по трубам.
Рисунок 29
Как определить высоту трения
Напор трения — это величина потерь энергии из-за трения жидкости, движущейся по трубам и фитингам. Требуется сила, чтобы переместить жидкость против трения, точно так же, как сила требуется для подъема груза. Сила действует в том же направлении, что и движущаяся жидкость, и энергия расходуется. Точно так же, как напор рассчитывался для подъема определенного веса, напор трения рассчитывается как сила, необходимая для преодоления трения, умноженная на смещение (длина трубы), деленная на вес вытесненной жидкости.Эти расчеты были выполнены для нас, и вы можете найти значения потерь напора на трение в Таблице 1 для различных размеров труб и расходов.
Таблица 1
Загрузите версию для печати (британские или метрические единицы).
В таблице 1 приведены расход и потери напора на трение для воды, движущейся по трубе при типичная скорость 10 футов / с. В качестве целевой скорости я выбрал 10 футов / с, потому что она не слишком большая. который создаст большое количество трения и не будет слишком маленьким, что замедлит работу.Если скорость меньше, то потери на трение будут меньше, а если скорость выше, потери будут быть больше, чем указано в Таблице 1. Для всасывающей стороны насоса желательно быть более консервативными и иметь размер труб для более низкая скорость, например от 4 до 7 футов в секунду. Вот почему вы обычно видите большую трубу размер на стороне всасывания насоса, чем на нагнетании. Практическое правило — сделать всасывающую трубу того же размера или на один размер больше всасывающего патрубка.
Зачем заморачиваться со скоростью, недостаточно информации для описания движения жидкости через система. Это зависит от сложности вашей системы, если напорная труба имеет постоянный диаметр, тогда скорость на выходе будет такой же. Затем, если вы знаете расход на основе таблиц потерь на трение, Вы можете рассчитать потери на трение только по расходу. Если диаметр выпускного трубопровода изменяется, то скорость будет изменяться при той же скорости потока, и более высокая или более низкая скорость означает более высокую или меньшую потери на трение в этой части системы.Затем вам нужно будет использовать скорость для расчета потеря напора на трение в этой части трубы. Вы можете найти здесь калькулятор скорости веб-приложения https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Если вы хотите увидеть диаграмму расхода для 5 фут / с (британская или метрическая ) и 15 фут / с (британская или метрическая ), загрузите их здесь.
Для тех из вас, кто хотел бы провести свои собственные вычисления скорости, вы можете скачать формулы и пример расчета здесь .
Те, кто желает произвести расчеты трения трубы, могут скачать пример здесь.
Веб-приложение для определения потерь на трение в трубе доступно здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Производительность или характеристика насоса
Характеристическая кривая насоса похожа на предыдущую кривую, которую я также назвал характеристической кривой, которая показывает взаимосвязь между давлением нагнетания ипоток (см. рисунок 21). Как я уже упоминал, это непрактичный способ описания производительности, потому что вам нужно знать давление всасывания, используемое для построения кривой. На рисунке 30 показана типичная кривая зависимости полного напора от расхода. Это тип кривой, которую все производители насосов публикуют для каждой модели насоса для данной рабочей скорости.
Не все производители предоставят вам кривую характеристик насоса. Однако кривая действительно существует, и если вы будете настаивать, вы, вероятно, сможете ее получить.Как правило, чем больше вы платите, тем больше технической информации вы получаете.
Рисунок 30
Как выбрать центробежный насос
Маловероятно, что центробежный насос, купленный в готовом виде, точно удовлетворит ваши требования к расходу. Скорость потока, которую вы получаете, зависит от физических характеристик вашей системы, таких как трение, которое зависит от длины и размера труб, а также от перепада высот, который зависит от здания и местоположения.Производитель насоса не может знать, какими будут эти ограничения. Вот почему купить центробежный насос сложнее, чем купить поршневой насос прямого вытеснения, который будет обеспечивать его номинальный расход независимо от того, в какой системе вы его устанавливаете.
Основными факторами, влияющими на производительность центробежного насоса, являются:
— трение, которое зависит от длины трубы и диаметра
— статический напор, который зависит от разницы высоты выхода конца трубы отвысота поверхности жидкости всасывающего бака
— вязкость жидкости, если жидкость отличается от воды.
Для выбора центробежного насоса необходимо выполнить следующие действия:
1. Определите расход
Чтобы определить размер и выбрать центробежный насос, сначала определите расход. Если вы владелец дома, выясните, какое из ваших потребителей воды является самым большим потребителем. Во многих случаях это будет ванна, для которой требуется примерно 10 галлонов в минуту (0.6 л / с). В промышленных условиях расход часто зависит от уровня производства на предприятии. Выбор правильного расхода может быть таким же простым, как определение того, что требуется 100 галлонов в минуту (6,3 л / с) для заполнения резервуара за разумный промежуток времени, или расход может зависеть от некоторого взаимодействия между процессами, которое необходимо тщательно проанализировать.
2. Определите статический напор
Это вопрос измерения высоты между поверхностью жидкости всасывающего бака и высотой конца нагнетательной трубы или отметкой поверхности жидкости нагнетательного бака.
3. Определить фрикционную головку
Высота трения зависит от расхода, размера и длины трубы. Это рассчитывается на основе значений в таблицах, представленных здесь (см. Таблицу 1). Для жидкостей, отличных от воды, вязкость будет важным фактором, и таблица 1 не применима.
4. Рассчитайте общий напор
Полный напор — это сумма статического напора (помните, что статический напор может быть положительным или отрицательным) и напора трения.
5. Выбрать насос
Вы можете выбрать насос на основе информации каталога производителя насоса, используя требуемый общий напор и расход, а также пригодность для применения.
Пример расчета общего напора
Пример 1 — Подбор насоса для домашнего использования
Опыт подсказывает мне, что для наполнения ванны за разумное время требуется скорость потока 10 галлонов в минуту.Согласно Таблице 1 размер медных трубок должен быть где-то между 1/2 «и 3/4», я выберу 3/4 «. Я спроектирую свою систему так, чтобы от насоса была медная трубка 3/4». распределителя, будет отвод 3/4 дюйма от этого распределителя на первом этаже до уровня второго этажа, где расположена ванна. На всасывании я буду использовать трубу диаметром 1 дюйм, всасывающую трубу 30 футов в длину (см. рисунок 30).
Рисунок 31
Потери на трение на стороне всасывания насоса
Согласно расчету или использованию таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для 1-дюймовой трубы имеют потери на трение, равные 0.068 футов на фут трубы. В данном случае расстояние составляет 30 футов. Потери на трение в футах тогда составляют 30 x 0,068 = 2,4 фута. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% от потерь напора на трение трубы, потеря напора на трение фитингов составляет = 0,3 x 2,4 = 0,7 фута. Если на всасывающей линии установлен обратный клапан, потери на трение обратного клапана должны быть добавлены к потерям на трение в трубе. Типичное значение потерь на трение для обратного клапана составляет 5 футов.Для струйного насоса не требуется обратный клапан, поэтому я предполагаю, что на всасывании этой системы нет обратного клапана. Суммарные потери на трение на стороне всасывания тогда составляют 2,4 + 0,7 = 3,1 фута.
Потери на трение для 1-дюймовой трубы при 10 галлонах в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, отрывок из которого приведен на следующем рисунке:
Потери на трение на нагнетательной стороне насоса
Согласно расчету или использованию таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для трубы 3/4 дюйма имеют потери на трение, равные 0.23 фута на фут трубы. В этом случае расстояние составляет 10 футов от основного распределителя и еще 20 футов от главного распределителя до ванны, общая длина составляет 30 футов. Потери на трение в футах тогда составляют 30 x 0,23 = 6,9 футов. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% от потерь напора на трение трубы, потеря напора на трение фитингов составляет = 0,3 x 6,9 = 2,1 фута. Общие потери на трение на стороне нагнетания тогда составляют 6,9 + 2,1 = 9 футов.
Потери на трение для трубы 0,75 дюйма при 10 галлонах в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, выдержка из которого приведена на следующем рисунке:
Суммарные потери на трение в трубопроводе в системе составляют 9 + 3,1 = 12,1 футов.
Статический напор согласно рисунку 41 составляет 35 футов. Следовательно, общий напор составляет 35 + 12,1 = 47 футов. Теперь мы можем пойти в магазин и купить насос с общим напором не менее 47 футов при 10 галлонах в минуту.Иногда общий напор называют общим динамическим напором (T.D.H.), он имеет то же значение. Рейтинг помпы должен быть максимально приближен к этим двум цифрам, но при этом не надоедает. В качестве ориентира допускайте отклонение от общего напора на плюс или минус 15%. В потоке вы также можете разрешить изменение, но в итоге вы можете заплатить больше, чем вам нужно.
Для тех из вас, кто хотел бы произвести собственный расчет трения фитингов, загрузите пример расчета здесь .
Какая мощность насоса? Производитель оценивает насос по его оптимальному общему напору и расходу, эта точка также известна как точка наилучшего КПД или B.E.P .. При таком расходе насос работает максимально эффективно, а вибрация и шум минимальны. Конечно, насос может работать при других расходах, выше или ниже номинальных, но срок службы насоса пострадает, если вы будете работать слишком далеко от его нормальных значений. Следовательно, в качестве ориентира стремитесь к максимальному отклонению плюс-минус 15% от общего напора.
Посмотреть еще один пример конструкции и расчетов новой фонтанной насосной системы
Рисунок 32
Примеры обычных бытовых систем водоснабжения
На следующем рисунке показана типичная небольшая бытовая система водоснабжения.Желтый бак — это аккумулятор.
На следующих рисунках показаны различные распространенные водяные системы и указаны статический напор, высота трения и общий напор насоса.
Рассчитайте давление нагнетания насоса по общему напору насоса
Чтобы рассчитать давление на дне бассейна, вам необходимо знать высоту воды над вами.Неважно, бассейн это или озеро, высота — это то, что определяет, какой вес жидкости находится выше, и, следовательно, давление.
Давление равно силе, деленной на поверхность. Часто выражается в фунтах на квадратный дюйм или фунтах на квадратный дюйм. Сила — это вес воды. Плотность воды составляет 62,3 фунта на кубический фут.
Вес воды в резервуаре A равен плотности, умноженной на ее объем.
Объем резервуара равен площади поперечного сечения A, умноженной на высоту H.
Площадь поперечного сечения равна пи, умноженному на квадрат диаметра, разделенный на 4.
Площадь поперечного сечения резервуара А составляет:
Объем V равен A x H:
Вес воды W A составляет:
Следовательно, давление:
Это давление в фунтах на квадратный фут, требуется еще один шаг, чтобы получить давление в фунтах на квадратный дюйм или psi.12 дюймов в одном футе, следовательно, 12×12 = 144 дюйма в квадратном футе.
Давление p на дне резервуара A в фунтах на квадратный дюйм составляет:
Если вы выполните расчет для резервуаров B и C, вы получите точно такой же результат: давление на дне всех этих резервуаров составляет 4,3 фунта на квадратный дюйм.
Общая зависимость давления от высоты резервуара:
SG или удельный вес — это еще один способ выражения плотности, это отношение плотности жидкости к плотности воды, поэтому вода будет иметь SG = 1.Более плотные жидкости будут иметь значение больше 1, а более легкие жидкости — меньше 1. Полезность удельного веса заключается в том, что он не имеет единиц измерения, поскольку он является сравнительной мерой плотности или соотношением плотностей, поэтому удельный вес будет иметь такое же значение. независимо от того, какую систему единиц измерения мы используем, британскую или метрическую
Для тех из вас, кто хотел бы увидеть, как обнаруживается эта общая взаимосвязь, перейдите к Приложению E в pdf-версии этой статьи .
Мы можем измерить напор на стороне нагнетания насоса, подсоединив трубку и измерив высоту жидкости в трубке.Поскольку на самом деле трубка представляет собой лишь узкий резервуар, мы можем использовать уравнение зависимости давления от высоты резервуара.
для определения давления нагнетания. В качестве альтернативы, если мы установим манометр на выходе насоса, мы сможем рассчитать напор на выходе.
Мы можем рассчитать давление нагнетания насоса на основе общего напора, который мы получаем из характеристической кривой насоса. Этот расчет полезен, если вы хотите устранить неполадки в насосе или проверить, вырабатывает ли он количество энергии давления, указанное производителем при вашей рабочей скорости потока.
Рисунок 37
Например, если характеристика насоса такая, как показано на рисунке 39, а расход в системе составляет 20 галлонов в минуту. Тогда общий напор составляет 100 футов.
Установка, показанная на рис. 37, представляет собой бытовую систему водоснабжения, которая забирает воду из неглубокого колодца на 15 футов ниже уровня всасывания насоса.
Насос должен будет создавать подъемную силу, чтобы подавать воду до всасывающего патрубка.Это означает, что давление на всасывании насоса будет отрицательным (относительно атмосферного).
Почему это давление меньше атмосферного или низкое? Если вы возьмете соломинку, наполните ее водой, накройте один конец кончиком пальца и переверните его вверх дном, вы заметите, что жидкость не выходит из соломинки, попробуйте! Жидкость тянется вниз под действием силы тяжести и создает низкое давление под кончиком пальца. Жидкость поддерживается в равновесии, потому что низкое давление и вес жидкости точно уравновешиваются силой атмосферного давления, направленной вверх.
То же явление происходит при всасывании насоса, который всасывает жидкость из нижнего источника. Как и в соломе, давление рядом с всасывающим патрубком насоса должно быть низким, чтобы жидкость поддерживалась.
Для расчета напора на нагнетании мы определяем общий напор по характеристической кривой и вычитаем это значение из напора на всасывании, это дает напор на выпуске, который затем преобразуется в давление.
Мы знаем, что насос должен создавать подъемную силу 15 футов на всасывании насоса, подъем — отрицательный статический напор. На самом деле он должен быть немного больше 15 футов, потому что из-за трения потребуется более высокая высота всасывания. Но предположим, что труба большого размера и потери на трение невелики.
Рисунок 39
ОБЩАЯ НАПОР = 100 = H D — H S
или
H D = 100 + H S
Общий напор равен разнице между напором на нагнетании H D и напором на всасывании H S .H S равно –15 футов, потому что это лифт, следовательно:
H D = 100 + (-15) = 85 футов
Давление нагнетания будет:
Теперь вы можете проверить свой насос, чтобы убедиться, что измеренное давление нагнетания соответствует прогнозу. Если нет, возможно, с помпой что-то не так.
Примечание: вы должны быть осторожны в месте расположения манометра, если он намного выше, чем всасывание насоса, скажем, выше 2 футов, вы увидите меньшее давление, чем на самом деле в насосе.Также следует учитывать разницу в скорости нагнетания насоса и всасывания, но обычно она небольшая.
Компания по производству насосов Goulds имеет очень хорошее руководство по выбору размеров насосов для бытовых систем водоснабжения . Посмотрите, как еще можно подойти к этой теме.
назад в начало
Авторское право 2019, PumpFundamentals.com ,