Как рассчитать циркуляционный насос?

Функция циркуляционного насоса — обеспечение равномерного движения теплоносителя по отопительному контуру. Правильный выбор насосного оборудования позволяет сочетать рациональный расход теплоносителя с эффективной работой отопительной системы. Для покупки оптимальной модели необходимо сделать расчеты для определения необходимых производительности и напора насоса. При наличии сложных отопительных систем с несколькими контурами лучший вариант — обратиться к специалисту. В простых случаях эти расчеты можно провести самостоятельно.

Расчет мощности котла отопления

Отправной точкой для определения оптимальных характеристик циркуляционного насоса является мощность отопительного котла. Если его еще нет и вы выбираете подходящую модель, необходимую мощность можно определить по формуле:

• Qn — мощность котла, кВт;
• Sп — площадь отопления, кв.м;
• Qуд — удельная тепловая потребность помещения, Вт/кв.м.

Площадь отопления представляет собой сумму площадей отапливаемых помещений, если таковых несколько. Qуд для многоквартирных домов принимают усредненно равной 70 Вт/кв.м, для частных строений — 100 Вт/кв.м.

Пример: для отопления площади, равной 200 кв.м, в частном доме понадобится котел мощностью (200 × 100) ÷ 1000 = 20 кВт.

Необходимую мощность отопительного агрегата также можно примерно определить по объему отапливаемых помещений, воспользовавшись таблицей. Объем, в свою очередь, получают умножением площади помещения (в кв.м) на его высоту (в м).

Тепловая мощность, кВт	Объем помещений в новом доме, куб.м	Объем помещений в старом доме, куб.м
5	70-150	60-110
10	150-300	130-220
20	320-600	240-440
30	650-1000	460-650
40	1050-1300	650-890
50	1350-1600	900-1100
60	1650-2000	1150-1350

Расчет производительности циркуляционного насоса

После определения мощности будущего котла или исходя из значения имеющегося агрегата рассчитывают производительность циркуляционного насоса по формуле:

• Qpu — производительность насоса, куб.м/ч;
• Qn — мощность источника тепла (котла), кВт;
• kῑ — коэффициент теплоемкости жидкости;
• Δt — температурный перепад на входе и выходе отопительной системы, °C.

Если в качестве теплоносителя используется вода, то коэффициент теплоемкости равен 1,163.

При действующей отопительной системе температуру на входе и выходе определяют с помощью термоизмерительных приборов. Если система находится в стадии разработки, берут стандартную величину Δt — принимают его значение в диапазоне 10–20 °C.

Пример: при условии котла мощностью 20 кВт, водяного теплоносителя и разности температур 15 °C ориентировочная производительность циркуляционного насоса — 20 ÷ (1,163 × 15) = 1,15 куб.м/ч.

Расчет напора (мощности) циркуляционного насоса

При выборе подходящей для вашей системы модели насоса необходимо знать не только его требуемую производительность, но и величину напора. Рассчитать этот параметр можно по формуле:

• Hpu — напор, м;
• R — потери давления в прямой и обратной трубах, Па/м;
• L — протяженность отопительного контура, м;
• ZF — коэффициент гидравлического сопротивления фасонной и запорно-регулирующей арматуры отопительной системы.

Значение R зависит от диаметра труб и находится в пределах 50–150 Па/м. Минимальный показатель (50) используют для труб диаметром 2 дюйма и более. В современных отопительных системах обычно применяют трубы меньшего диаметра, для которых потери давления считают максимальными (150).

Если протяженность контура точно измерить невозможно, рассчитывают ее теоретически. Для этого суммируют длину, ширину и высоту дома и умножают полученное значение на 2. Проведем расчет для дома площадью 200 кв.м. Предположим, что его длина — 20 м, ширина — 10 м, высота — 3 м, тогда: L = (20 + 10 +3) × 2 = 66 м.

Значение ZF определить сложно, но при расчете параметров циркуляционного насоса для обслуживания систем отопления простой конфигурации достаточно использовать приблизительные величины. Для систем, в которых термостатический вентиль отсутствует, это 1,3, а для систем, где он есть — 2,2.

Пример расчета напора циркуляционного насоса для системы отопления без термостатического вентиля: (150 × 66 × 1,3) ÷ 1000 = 12,87 м.

После определения производительности и напора циркуляционного насоса рекомендуется оценить и другие его характеристики.

Полезные рекомендации

При выборе циркуляционного насоса лучше отдавать предпочтение моделям с мокрым ротором. Их преимущества — невысокий шум при работе и способность выдерживать значительные нагрузки.

При покупке оборудования следует обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус. Лучшие варианты — коррозионностойкая сталь, латунь, бронза. Рекомендуется выбирать модели с керамическими подшипниками и валом, поскольку срок их службы может составить не менее 20 лет.

При монтаже циркуляционного насоса необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался строго параллельно трубам. При первичном включении насоса в системе могут присутствовать посторонние шумы. Вероятная причина их возникновения — наличие воздуха в теплоносителе. Его необходимо удалить с помощью ручного или автоматического воздухоотводчика.