Расчет производительности насоса для отопления: Калькулятор подбора циркуляционного насоса — интернет-магазин Belamos.pro

подбор по напору и расходу, формулы, примеры

1. Сферы использования циркуляционных насосов
2. Для чего необходимо выполнять расчет
3. Как правильно рассчитать производительность насоса
4. Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы
5. Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы.

Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени.

Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м²;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м² площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить.

Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м².

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления.

Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Главная / Калькуляторы / Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

от: Сергей Калькуляторы 3 комментария 27 февраля, 2017

Правильно рассчитанная и установленная система индивидуального отопления функционирует долго и безаварийно, равномерно прогревая всю площадь дома или квартиры. Для этого нужно, чтобы в системе были установлены и грамотно соединены все необходимые компоненты: котёл, трубы, радиаторы отопления, коллектор, арматура безопасности. Если в котле отопления нет циркуляционного насоса, надо установить отдельное устройство.

Но иногда, уже в процессе эксплуатации, можно заметить, что, например, одна из комнат не прогревается так, как нужно. Тогда в существующий контур отопления необходимо установить дополнительный насос. Рассчитать требуемую производительность поможет калькулятор расчёта производительности циркуляционного насоса.

Естественно, устанавливать дополнительную помпу можно только после тщательной диагностики, если она покажет, что в системе отопления нет неисправностей. Тогда монтаж циркуляционного насоса может улучшить ситуацию. Если в контуре отопления уже есть такое устройство, но оно не справляется со своими функциями, то после расчёта требуемой мощности насос надо будет заменить. Правильно рассчитать производительность циркуляционного насоса можно, только учитывая характеристики всей системы и помещения.

Для расчёта существует распространённая формула:

Q = N / (T2-T1) х К.

В этой формуле:

• Q обозначает производительность,
• T1 и T2 — температура теплоносителя в трубах на входе котла и на выходе, соответственно. Температура жидкости на выходе обычно составляет 90°С, на входе — 70 °С. N — это мощность котла.
• К— коэффициент, который учитывает теплоёмкость воды или другого теплоносителя. Для воды эта цифра составляет 1,16.

Кроме параметров производительности циркуляционного насоса, нужно учитывать и другие факторы: энергопотребление, рабочее давление, шумность, тип, фирму-производителя. Также при расчёте надо взять во внимание гидравлическое сопротивление системы, которое будет отличаться, в зависимости от количества радиаторов отопления, наличия конвекторов, системы тёплого пола.

Рассчитывать требуемые параметры вручную не всегда удобно. Чтобы сделать это проще и быстрее при помощи специального калькулятора. Ниже есть калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса. С его помощью можно учесть все необходимые параметры и сделать расчёт за считанные минуты.

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Введите заправшиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать требуемую минимальную производительность насоса»

Укажите мощность отопительного котла

Укажите тип приборов теплообмена

Радиаторы отопления
Конвекторы скрытой установки
Водяной теплый пол

 

Просмотры: 1 069

Пррокрутка

Для определения эффективности теплового насоса

Тепловые насосы являются наиболее популярной системой отопления, используемой в новых зданиях. И неудивительно: они безвредны для окружающей среды и используют свободно доступное тепло окружающей среды. Однако для их работы требуется небольшое количество электроэнергии. По этой причине важно знать эффективность тепловых насосов, чтобы вы могли оценить их производительность индивидуально.

Как работают тепловые насосы?

Тепловые насосы используют хладагент для извлечения тепла из окружающего воздуха, грунта или грунтовых вод и повышения температуры в циклическом процессе. В ходе этого процесса преобразованная тепловая энергия передается в систему отопления здания.

 

На рынке доступны синтетические и натуральные охлаждающие жидкости. WOLF R290 (пропан) является примером природного хладагента. Он экологически безопасен, не вреден для озонового слоя и практически не влияет на парниковый эффект. Более того, этот природный хладагент повышает эффективность системы.

Каков уровень эффективности теплового насоса?

Уровень эффективности теплового насоса описывает, насколько эффективно работает тепловой насос. Он показывает, сколько единиц тепла можно произвести из одной единицы электричества.

 

Выражено в формулах:

• КПД = тепловая энергия / электричество
• КПД = эффективная мощность / потребляемая мощность

Что влияет на уровень эффективности тепловых насосов?

Работа теплового насоса заключается в устранении разницы температур между источником тепла и температурой подачи системы отопления. Эта разница температур зависит не только от температуры подачи, но и от типа теплового насоса.

 

Тепловые насосы типа «воздух-вода», такие как WOLF CHA-Monoblock, используют тепло окружающего воздуха. Зимой температура наружного воздуха может быть ниже 0°C, поэтому при температуре подачи от 30°C до 35°C тепловому насосу приходится преодолевать значительный перепад температур. Тепловые насосы «рассол-вода» используют геотермальное тепло, а тепловые насосы «вода-вода» используют тепло грунтовых вод.

 

Так как температура подземных вод редко опускается ниже 12°C, разница температур с температурой подачи меньше, и система потребляет меньше электроэнергии. Это повышает уровень эффективности теплового насоса.

Пример расчета: Стоит ли устанавливать тепловой насос?

Следующий пример расчета показывает минимальный КПД, необходимый для того, чтобы тепловой насос был более экономичным, чем, например, старая система отопления на жидком топливе.

Предположим, что электроэнергия стоит 20 центов/кВтч, а мазут – 5,8 центов/кВтч. В этом случае тепловому насосу потребуется уровень эффективности 3,4 (20 / 5,8), чтобы его работа стоила столько же.

Таким образом, установка теплового насоса будет экономичной, если его уровень эффективности выше 3,4.

КС или СПФ?

Следующие два показателя описывают эффективность теплового насоса: COP, коэффициент полезного действия (COP) и сезонный коэффициент полезного действия (SPF)

COPSPF

• КС 1
• SPF 2

• Коэффициент полезного действия (КПД)

  COP определяется путем проведения измерений в стандартных условиях (DIN EN 255, DIN EN 14511). Это постоянное свойство теплового насоса, определяющее соотношение для каждой пары значений, состоящей из температуры источника тепла и температуры подающей линии. График показывает, что как более низкая температура подачи, так и более высокая температура воздуха повышают КПД.

• Фактор сезонной эффективности (SPF)

  В отличие от этого, SPF представляет собой среднюю эффективность теплового насоса, измеренную за один год работы. Потребление электроэнергии и выработанное тепло постоянно измеряются для расчета этого значения.

   

  Как определить SPF?

  Вам не нужно самостоятельно измерять SPF. КПД теплового насоса можно рассчитать, используя стандартную процедуру VDI 4650 и данные производителя.

  Вы можете очень легко рассчитать SPF, используя наш калькулятор SPF для тепловых насосов. Для этого введите источник тепла и модель теплового насоса, например, CHA-07, а также некоторые другие сведения. Нажмите «Обновить», чтобы начать расчет SPF для рассматриваемого теплового насоса.

   

  Приведенный здесь пример возвращает значение SPF 4,6. Таким образом, этот тепловой насос типа «воздух-вода» (например, WOLF CHA-Monoblock) будет иметь право на получение субсидии от BAFA, если он будет использоваться как в старых, так и в новых зданиях. После завершения вы можете удобно загрузить результаты калькулятора SPF и использовать их для поддержки вашего заявления на получение субсидии BAFA.

   

  SPF — это показатель эффективности теплового насоса в конкретной системе отопления. Это значение необходимо знать, например, при подаче заявки на получение субсидии в Федеральное управление экономики и экспортного контроля Германии (BAFA).

Тепловой насос воздух-вода

ЧА-МОНОБЛОК

Моноблочный тепловой насос WOLF CHA обязательно впишется в общий дизайн вашего дома и идеально подойдет для установки в саду, на террасе или для настенного монтажа — все это с впечатляющим КПД 4,65.

Как оптимизировать эффективность теплового насоса

COP и коэффициент сезонной производительности полезны не только при выборе теплового насоса. Они также могут сигнализировать о необходимости оптимизации во время текущей работы.

 

Существует несколько способов повысить эффективность теплового насоса:

• Используйте более эффективный компрессор – эта мера особенно полезна для старых тепловых насосов.
• Оптимизация системы отопления – это не меняет эффективность теплового насоса, но снижает ваши потребности в отоплении.
• Увеличьте площадь поверхностей нагрева, используя системы напольного или лучистого панельного отопления – это позволяет использовать более низкую температуру подачи. Снижение температуры подачи на 5°C потенциально повышает SPF до 10%.

 

Специалисты по отоплению также могут проверить эффективность системы и внести необходимые коррективы во время регулярного технического обслуживания теплового насоса. Простой оптимизации настроек часто бывает достаточно для достижения значительно лучших результатов. Это защищает окружающую среду и снижает затраты на отопление и электроэнергию.

Тепловые насосы. Рейтинг производительности и эффективности

Для оценки производительности и эффективности теплового насоса можно использовать несколько методов:

COP — Коэффициент производительности

Коэффициент производительности — COP — отношение тепла выхода к сумме подводимой энергии для теплового насоса. (1)0144

, где

COP = коэффициент производительности

H _H = Производится тепло (BTU/H, J, KWH)

H _{WWH). ч, Дж, кВтч) = 3413 P w}

где

P _w = потребляемая электрическая энергия (Вт)

подводимой энергии — КПД 3 .

• 1 kW = 1000 W = 3413 Btu/h

Example — COP Heat Pump

Cooling Cycle

A heat pump deliver 60000 Btu/h with a total electric input of 9 kW :

COP = (60000 Btu/h) / (3413 (9 kW))

       = 1.95

Heating Cycle 

A heat pump deliver 50000 Btu/h with a total input of 7 kW :

COP = (50000 BTU / H) / (3413 (7 кВт))

= 2,1

Максимум COP

Максимальная теоретическая эффективность для Нагрев . H / (T _H — T _C ) (1B)

COP _Нагрев = коэффициент производительности — Процесс нагрева

T _H = Абсолют.

T _C = Абсолютная температура на холодной стороне (K)

Максимальная теоретическая эффективность для процесса охлаждения составляет

COP _{охлаждение} = T _C / (T

9. (T

99 / (T

. T _c )                                        (1c)

COP _{охлаждение} = Коэффициент производительности — процесс охлаждения

— эффективность процесса охлаждения или нагрева можно повысить за счет уменьшения разницы температур (T _h — T _c ) между горячей и холодной стороной.

Процесс нагрева с более низкой температурой нагрева, как это достигается в напольной системе с трубами, повысит эффективность по сравнению с системой с более высокой температурой нагрева, например, панельным отоплением. Для процесса охлаждения наоборот — более низкая холодная температура повысит эффективность.

Пример. Максимальная эффективность теплового насоса

Тепловой насос воздух-воздух работает в диапазоне температур  -5 ^o C на холодной стороне и температура 40 ^o C на горячей стороне. Максимальный теоретический КПД можно рассчитать, используя (1b) как

КПД _нагрев = (40 + 273) / ((40 + 273) — (-5 + 273))

  9   3          

Типичное практическое значение для теплового насоса находится в диапазоне 2 — 4 .

EER — Коэффициент энергоэффективности

Коэффициент энергоэффективности — EER — показатель эффективности охлаждения теплового насоса.

EER can be expressed as

EER = h _c / P _w                                                      (2)

where

EER = Energy Efficiency Rating

h _c = cooling heat (БТЕ/ч)

P _Вт = электрическая мощность (Вт)

Пример — EER

Кондиционер или тепловой насос в режиме охлаждения потребляет 1000 Вт электроэнергии для производства 10000 БТЕ/ч охлаждения.