Как
подобрать “циркуляционник” для
системы отопления.
Во-первых
Отправной
точкой при подборе циркуляционного
насоса системы отопления является
потребность здания в тепле,
рассчитанная для наиболее холодного
времени года. При профессиональном
проектировании этот показатель
определяют на компьютере.
Ориентировочно его можно высчитать по
площади обогреваемого помещения.
Согласно
европейским стандартам на отопление 1 кв.м
в доме с 1–2 квартирами необходимо 100 Вт,
а для многоквартирных домов 70 Вт. Если
состояние здания не отвечает нормативам,
проектировщик берет в расчет более
высокое удельное потребление тепла. Для
жилых домов с улучшенной теплоизоляцией
и производственных помещений требуется
30–50 Вт/кв.м.
В
Украине подобные стандарты для домов с
1–2 квартирами пока не определены. СНиП
2.04.07-86* “Тепловые сети” рекомендует
рассчитывать максимальный тепловой
поток на отопление 1 кв.м общей площади
жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым
типовым проектам, по следующим
укрупненным показателям:
-
для 1–2-этажных зданий – 173 Вт/кв.м при
расчетной температуре наружного
воздуха –25 град C и 177 Вт/кв.м при –30 град
C;
-
для 3–4-этажных зданий – соответственно
97 и 101 Вт/кв.м.
По
СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и
кондиционирование” расчетная
температура наружного воздуха в Киеве
составляет –26 град C. Методом
интерполяции получим, что в столице
удельная тепловая потребность 1–2-этажных
жилых домов равняется 173,8 Вт/кв.м, а 3–4-этажных
– 97,8 Вт/кв.м.
Во-вторых
Определив
потребление тепла (Q, Вт), следует перейти
к расчету требуемой производительности
насоса (подаче) по формуле:
G
= Q/(1,16 х DT) (кг/ч), где:
DT
– разница температур в подающем и
обратном трубопроводе схемы отопления (в
стандартных двухтрубных системах она
составляет 20 град C; в
низкотемпературных 10 град C; для теплых
полов 5 град C);
1,16
– удельная теплоемкость воды (Вт*ч/кг*град
C). Если используется другой
теплоноситель, в формулу необходимо
внести соответствующие коррективы.
Такую
методику расчета предлагают
заграничные проектировщики. В
обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91*
приведена следующая формула:
G
= 3,6 х *Q/(c х DT) (кг/ч), где:
c
– удельная теплоемкость воды, равная 4,2
кДж/ кг*град C . Для пересчета полученной
величины в куб.м/ч (как правило, именно
эта единица измерения
производительности насосов
используется в технической
документации) необходимо разделить ее
на плотность воды при расчетной
температуре; при 80 град C она составляет
971,8 кг/куб.м.
В
третьих
Кроме
необходимой подачи, насос должен
обеспечивать давление (напор),
достаточное для преодоления
сопротивления трубопроводной сети. Для
правильного выбора нужно определить
потери в наиболее протяженной линии
схемы (до самого дальнего радиатора).
При
проектировании новой системы возможны
точные расчеты с учетом сопротивления
всех элементов нитки (труб, фитингов,
арматуры и приборов); обычно необходимые
сведения приводятся в паспортах на
оборудование. Здесь можно использовать
формулу:
H
= (R х l + *Z)/p х g (м), где:
R
– сопротивление в прямой трубе (Па/м);
l
– длина трубопровода (м);
*Z
– сопротивление фитингов и т. д. (Па);
p
– плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
g
– ускорение свободного падения (м/кв.с).
В
случаях с действующими теплопроводами
подобные вычисления, как правило,
невозможны. В таких ситуациях чаще всего
пользуются приблизительными оценками.
Полученные
опытным путем данные свидетельствуют,
что сопротивление прямых участков трубы
(R) составляет порядка 100–150 Па/м. Это
соответствует необходимому напору
насоса в 0,01–0,015 м на 1 м трубопровода. В
расчетах нужно учитывать длину и
подающей, и обратной линии.
Также
на опыте было определено, что в фитингах
и арматуре теряется около 30% от потерь в
прямой трубе. Если в системе есть
терморегулирующий вентиль, добавляется
еще около 70%. На трехходовой смеситель в
узле управления всей системой отопления
или устройство, предотвращающее
естественную циркуляцию, приходится 20%.
Cпециалисты
из фирмы Wilo Э. Бушер и К. Вальтер
рекомендуют следующую формулу
примерного расчета напора (в метрах):
H
= R х l х ZF, где
ZF
– коэффициент запаса.
Если
установка не оснащена ни
терморегулирующим вентилем, ни
смесителем, ZF = 1,3; для контура с
терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2;
когда система включает оба прибора ZF = 1,3
х 1,7 х 1,2 = 2,6.
В
заключение
Определив
так называемую рабочую точку “циркуляционника”
(напор и подачу), остается подобрать в
каталогах насос с близкой
характеристикой. По производительности
(Q) рабочая точка должна попадать в
среднюю треть диаграммы (рис. 1).
Нельзя
забывать, что рассчитанные параметры
необходимы для действия системы при
максимальной нагрузке. Такие условия
встречаются крайне редко, наибольшую
часть отопительного сезона потребность
в тепле не так велика. Поэтому, если есть
сомнения, всегда нужно выбирать меньший
насос. Это позволяет не только
сэкономить при его покупке, но и снизить
в дальнейшем расходы на электроэнегию.
Пример
в качестве проверки
Правильность
расчетов по представленной методике
можно проверить, сравнив их результаты с
итогами точных вычислений в реальном
проекте, выполненном в соответствии со
СНиП.
По
заданию требовалось расчитать
циркуляционный насос для двухтрубной
системы отопления с поэтажной разводкой
трубопроводов от коллектора.
Предварительно было определено, что
потребность здания в тепле составляет
45,6 кВт, необходимый для отопления расход
теплоносителя 2,02 куб.м/ч. Схема
трубопроводов до самого отдаленного
радиатора включает четыре участка и
теплорегулирующий вентиль.
Суммарные
потери давления в них равняются:
DP
= 0,63 + 0,111 + 0,142 + 0,289 = 1,178 м
Согласно
СНиП 2.04.05-91*, на неучтенные потери
давления к этой величине следует
добавить 10%:
DP
= 1,178 х 1,1 = 1,296 м
Таким
образом, “циркуляционник” для данной
системы должен обеспечивать подачу 2,02
куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м. Этим
условиям отвечает насос HZ 401 (Deutsche Vortex)
или UPS 25-40 (Grundfos).
При
расчетах по методике, изложенной в
статье, получаем:
H
= 0,015 х (3,2 + 4,4 + 8,9 + 21,7) х 1,3 х 1,7 = 1,266 м,
что
не слишком отличается от величины,
полученной ранее.
В
дополнение
Опираясь
на данную методику, некоторые
производители насосов разрабатывают и
более удобные и точные способы подбора
оборудования. В частности, можно
порекомендовать читателям диаграммы,
представленные в каталоге “Бессальниковые
циркуляционные насосы” фирмы Grundfos.
<<<назад
|