Циркуляционный насос подобрали по мощности котла, а дальние радиаторы всё равно холодные, частая ошибка снабженца, монтажника. Разберёмся, как рассчитать напор циркуляционного насоса для протяжённой системы отопления, из чего он складывается и почему нельзя брать насос «с запасом побольше», чтобы система грела равномерно, а не гудела и не переплачивала за электричество.
Коротко и по делу, ниже. Для протяжённых систем напор считают по самому длинному и нагруженному контуру, а не «на глаз» и не с огромным запасом.
Подобрать насос под рассчитанные расход и напор помогает каталог насосного оборудования. Ниже по делу: из чего складывается напор, как считать, каких ошибок избегать.
Из чего складывается напор насоса
Напор циркуляционного насоса складывается из гидравлических потерь системы при расчётном расходе: это потери на трение в трубах, зависят от длины, диаметра и скорости потока, плюс потери на местных сопротивлениях, отводы, тройники, арматура, теплообменник и котёл. Геометрическая высота в закрытой системе роли не играет, насос борется с сопротивлением, а не поднимает воду.
Напор насоса определяют несколько составляющих.
- Потери на трение. В трубах, зависят от длины, диаметра и скорости.
- Местные сопротивления. Отводы, арматура, теплообменники, котёл.
- Расчётный расход. Потери считают при нужном расходе теплоносителя.
Частое заблуждение, что напор нужен, чтобы «поднять воду на этаж», в закрытой системе отопления это не так: контур замкнут, вода, поднявшись, опускается обратно, и геометрическая высота взаимно компенсируется, поэтому насос не поднимает воду, а прокачивает её по кругу, преодолевая сопротивление системы. Значит, требуемый напор, ведь это суммарные гидравлические потери контура при нужном расходе теплоносителя, и складывается он из двух частей.
Первая, линейные потери на трение в трубах: чем длиннее трубопровод, чем меньше диаметр и чем выше скорость потока, тем больше потери, поэтому у протяжённых систем именно длина и диаметр труб дают основной вклад, а слишком тонкая труба резко поднимает потери. Вторая, местные локальные сопротивления: каждый отвод, тройник, переход, запорный и балансировочный клапан, обратный клапан, фильтр, теплообменник и сам котёл добавляют свою долю потерь, и на разветвлённой системе с обвязкой их набегает немало.
Обе части считают при расчётном расходе, а он, в свою очередь, определяется тепловой нагрузкой, сколько тепла надо доставить, и разницей температур подачи и обратки. То есть цепочка такая: тепловая нагрузка задаёт расход, расход и конфигурация труб и арматуры задают потери, а сумма потерь, ведь это и есть требуемый напор. Мы помогаем подобрать насос под рассчитанные параметры.
Как рассчитать напор для протяжённой системы
Для протяжённой системы напор считают по самому длинному и нагруженному контуру: определяют расчётный расход по тепловой нагрузке, выбирают диаметры труб по допустимой скорости, суммируют потери на трение по длине и потери на местных сопротивлениях, добавляют небольшой запас. Расчёт ведут по невыгоднейшему кольцу, тогда хватит напора и дальним потребителям.
Расчёт напора протяжённой системы идёт по шагам.
- Расход. Считают по тепловой нагрузке и разнице подачи и обратки.
- Невыгоднейший контур. Берут самое длинное и нагруженное кольцо.
- Сумма потерь. Трение по длине плюс местные сопротивления, плюс запас.
Сначала определяют расчётный расход теплоносителя: его находят из тепловой нагрузки системы, или её участка, и принятой разницы температур между подачей и обраткой, обычно это перепад около 15-20 градусов для радиаторных систем, чем меньше перепад, тем больше нужен расход. Дальше по расходу и допустимой скорости потока, в трубах отопления её держат примерно в пределах 0,5-1,5 м/с, чтобы не было шума и износа, подбирают диаметры труб на участках, ведь диаметр напрямую влияет на потери.
Затем для протяжённой разветвлённой системы выделяют невыгоднейший контур, то есть самое длинное и гидравлически нагруженное кольцо от насоса до самого дальнего потребителя и обратно, ведь если напора хватит на него, хватит и на остальные, более близкие. По этому контуру считают потери: линейные, суммируя произведение удельных потерь на трение на длину каждого участка, и местные, складывая сопротивления всех отводов, тройников, арматуры, приборов и оборудования на пути.
Сумма линейных и местных потерь по невыгоднейшему контуру и есть требуемый напор насоса при расчётном расходе. Так вы получаете рабочую точку: нужный расход и нужный напор, по которым и подбирают насос, попадая в его эффективную зону на графике характеристики.
Для сложных и больших систем расчёт ведут по участкам и сводят в гидравлическую схему, ведь это работа инженера, а не прикидка. Мы поможем с подбором насоса под вашу рабочую точку. Смотрите модели в каталоге насосного оборудования.
Каких ошибок избегать при подборе по напору
При подборе по напору избегают двух крайностей: недооценки потерь, тогда дальние потребители не греются, и огромного запаса «побольше», тогда насос шумит, гудит, гонит лишний расход и жжёт электричество. Ошибка и подбор только по мощности котла, и игнорирование местных сопротивлений и диаметров. Правильно, попасть в расчётную рабочую точку.
При подборе насоса по напору есть несколько ловушек.
- Недосчитали напор. Дальние радиаторы холодные, циркуляции не хватает.
- Слишком большой запас. Насос шумит, гонит лишнее, жжёт электричество.
- Подбор по котлу. Мощность котла не заменяет гидравлический расчёт.
Дошли до типичных ошибок. Вторая и не менее вредная, взять насос «с большим запасом, чтобы точно хватило»: избыточный напор не улучшает работу, а вредит, насос гонит лишний расход, в системе растёт скорость потока, появляются шум и гул в трубах и арматуре, ускоряется износ, а электричество тратится впустую, ведь завышенный по напору насос почти всегда работает вне своей эффективной зоны.
Золотая середина, попасть в расчётную рабочую точку и брать насос так, чтобы она лежала в зоне его высокого КПД, а не с краю графика. Третья ошибка, подбирать насос только по мощности котла или площади дома по табличке, без гидравлического расчёта: мощность котла говорит о тепле, но ничего о сопротивлении именно вашей разветвлённой системы, поэтому одинаковые по мощности объекты могут требовать разного напора.
Четвёртая, забывать про местные сопротивления и диаметры: длинная тонкая труба с кучей отводов и арматуры даёт огромные потери, а их часто игнорируют. Пятая, ставить нерегулируемый насос там, где нагрузка меняется: современный насос с частотным регулированием сам подстраивает напор под нагрузку, экономит электричество и убирает шум, для протяжённых, переменных систем это разумно.
Считайте по контуру, а не на глаз, и подбирайте в рабочую точку. Мы поможем избежать этих ошибок и подобрать насос по расчёту.
Главное
Если коротко: напор циркуляционного насоса рассчитывают не по длине трубы напрямую, а по суммарным гидравлическим потерям, потерям на трение в трубах, длина, диаметр и скорость, плюс потерям на местных сопротивлениях, отводы, арматура, теплообменники и котёл, при расчётном расходе; геометрическая высота в закрытой системе роли не играет. Для протяжённой системы расход определяют по тепловой нагрузке и перепаду температур, диаметры, по допустимой скорости, а потери суммируют по невыгоднейшему, самому длинному и нагруженному, контуру и добавляют небольшой запас 10-20%, попадая в рабочую точку насоса.
Избегают и недооценки напора, дальние потребители холодные, и завышенного запаса, шум, лишний расход и перерасход электричества, а также подбора только по мощности котла без гидравлического расчёта. Подобрать насос под рабочую точку поможет каталог насосного оборудования, обратитесь за расчётом.
Подбираете циркуляционный насос на протяжённую систему и боитесь промахнуться с напором?
Мы поможем с гидравлическим расчётом и подберём насос точно в рабочую точку по расходу и напору, чтобы система грела равномерно и не переплачивала за электричество. Отправьте параметры объекта на расчёт.
