Подбор насоса для систем отопления

Подбор насоса для систем отопления

Современную систему отопления невозможно себе представить без циркуляционного насоса. Как известно, циркуляционным называется насос, действующий в замкнутых кольцах системы отопления, заполненных водой, и перемещающий воду, создавая циркуляцию. По виду охлаждения частей мотора насосы бывают с мокрым и сухим ротором. В насосах с мокрым ротором все части, вращающиеся внутри мотора, работают в перекачиваемой среде. В них отсутствуют сальник и скользящее торцевое уплотнение, применяемые в обычных насосах для уплотнения вала. Смазка подшипников, вала и охлаждение частей мотора осуществляется перекачиваемой средой. Часть мотора, находящаяся под напряжением (статор с обмоткой) отделена от роторной «моторной» полости разделительным стаканом. В насосах с сухим ротором воздушное охлаждение частей мотора, поэтому уровень шума у них намного выше, чем у мокророторных. Такие насосы идеально подходят для большинства систем отопления и кондиционирования.

Рис. 1

Выбор насоса проводится по рабочей точке, в которой должен работать насос. Она характеризуется напором H (м) и расходом Q (м3/ч). Их значения определяются из условий работы насоса в системе отопления, водоснабжения и т.д. Оптимально выбранный насос в рабочей точке работает с максимальным КПД. В рабочей точке уравновешивается мощность насоса (рис. 1, кривая P) и потребление мощности трубопроводной сетью (рис. 1, кривая A1). Если параметры рабочей точки рассчитаны неверно, т.е. лежат за пределами рабочего диапазона насоса (рис. 1, кривая A2), то для выбранного мотора это может вызвать недопустимо высокое потребление мощности и привести к его перегрузке. В этом случае необходимо заново выбрать более мощный насос. Потребляемая мощность P2 насоса вычисляется по следующей формуле:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД,
где p – плотность перекачиваемой жидкости в кг/дм3; Q – расход в м3/ч; H – напор в м.

Рассчитать параметры рабочей точки точно – это хорошо, рассчитать их приблизительно – это уже большое дело, поэтому надо указать три формулы, по которым очень легко подобрать насос. Производительность по теплу Q (кВт):

Q = S * Qуд / 1000,
где S – размер обогреваемой площади (м2); Qуд – удельное теплопотребление (70 Вт/м2 для многоквартирных зданий, 100 Вт/м2 для индивидуальных домов).

Подача V (м3/ч):

V = Q / (1,16 * T),
где 1,16 – теплоемкость воды (Вт * час / кг * К); T – разница температур (10-20 К для стандартных помещений).

Напор H (м):

H = R * L * ZF / 10000,
где R – удельное сопротивление трубопровода (опытные значения от 100 до 150 Па/м); L – протяженность самого длинного участка трубопровода; ZF – коэффициент запаса (2,2 для систем отопления, 2,6 для горячего водоснабжения).

При выборе насоса следует учитывать вероятность возникновения кавитации. Это особенно важно для систем с высокими температурами и низким давлением. Падение давления в системе (например, из-за трения о стенки трубопровода, изменения скорости потока и геодезической высоты) приводит к образованию пузырьков пара, если статическое давление опустится до давления насыщенного пара (рис. 2). Это явление называется кавитацией. Образовавшиеся пузырьки перемещаются вместе с потоком и лопаются, если статическое давление снова поднимется выше давления насыщенного пара (рис. 3).

Рис. 2, Рис. 3

Схлопывание пузырьков порождает микровзрывы, которые при соприкосновении с поверхностью приводят к разрушению материала. Поэтому для избежания кавитации следует обеспечить достаточное давление на входе в насос.

Для того, чтобы избежать кавитации, необходимо:

повысить статическое давление;
понизить температуру перекачиваемой жидкости;
выбрать насос с меньшим NPSH (с меньшими числами оборотов).

Необходимый кавитационный запас (NPSH) зависит от насоса и приводится на его характеристике (рис. 4). Чтобы не было кавитации, давление на входе в насос должно быть больше NPSH на 0,5 м. Гидравлически правильно подобранный насос должен отвечать всем требуемым техническим условиям его работы в системе.

Рис. 4

Насосы для систем отопления потребляют большое количество электроэнергии в зданиях, так как в течение года длительный период находятся в работе. С помощью автоматического регулирования мощности насосов, используемых в системах отопления, возможно значительное, до 50%, снижение потребления электроэнергии. Применение высокоэффективных насосов позволяет сократить расходы до 80% по сравнению со стандартными насосами. Система автоматического регулирования мощности насоса позволяет оптимизировать его гидравлические параметры при всех режимах работы и особенно в типичных для отопительных систем режимах неполной нагрузки. Следующим важным результатом, достигаемым благодаря автоматическому регулированию мощности, является предотвращение роста давления за насосом и как следствие – отсутствие гидравлического шума при протекании жидкости через терморегулирующие вентили.

Возврат к списку новостей