Производительность насоса

Нужен ли насос на теплый водяной пол

Насос обеспечивает циркуляцию воды в контуре, благодаря чему поверхность равномерно прогревается и защищает дом от теплопотерь, что особенно важно для регионов с экстремально морозными зимами. Установка такого прибора обязательна, но не во всех случаях

Считается, что если площадь пола небольшая (до 40-50 м2), монтировать такой прибор не нужно.

Во всех остальных вариантах монтаж насоса нужен, причем не только по причине комфорта, но и в силу некоторых технических особенностей:

Зачастую для обогрева используют трубы с малым сечением, поэтому в них возникают большие теплопотери. Из-за этого сам котел будет перегреваться, понадобится большее количество твердого топлива.
Отдельные виды покрытия пола не переносят высоких температур – например, ламинат, дуб деформируется. Поэтому они нуждаются в равномерном распределении тепла, что и обеспечивает водяной насос. В расчете таких схем обязательно учитывают смесительный узел, позволяющий поддерживать нужный режим.
Стены дома выполняют из одного материала, который обладает одинаковым значением теплоемкости. Однако полы чаще всего изготавливают из разных материалов. Например, в ванной комнате присутствует керамическое покрытие, а в других помещениях полы могут быть наливными. Поскольку теплоемкости отличаются, появляется необходимость в равномерном распределении тепла.

Внимание! Чаще всего не стоит рассчитывать на то, чтобы контур пола и группа нагревателей работали от одного и того же котла. Параметры этих систем ощутимо отличаются

Назначение и виды

Как уже говорили, основная задача циркуляционного насоса обеспечить требуемую скорость движения теплоносителя по трубам. Для систем с принудительной циркуляцией только при таких условиях будет достигнута проектная мощность. Во время работы циркуляционника в системе немного возрастает давление, но это не его задача. Это,скорее, побочный эффект. Для повышения давления в системе есть специальные повысительные насосы.

Более популярны циркуляционные водяные насосы с мокрым ротором

Есть два типа циркуляционных насосов: с сухим и мокрым ротором. Они отличаются по конструкции, но выполняют одни задачи. Чтобы выбрать циркуляционный насос какого типа вы хотите установить, надо знать их достоинства и недостатки.

С сухим ротором

Получил свое название в связи с особенностями конструкции. В теплоноситель погружена только крыльчатка, ротор находится в герметичном корпусе, его от жидкости отделяет несколько уплотнительных колец.

Устройство циркуляционного насоса с сухим ротором — во воде только крыльчатка

Данные аппараты имеют следующие свойства:

Имеют высокий КПД — порядка 80%. И это основной их плюс.
Требуют регулярного обслуживания. В процессе эксплуатации твердые частицы, содержащиеся в теплоносителе попадают на уплотнительные кольца, нарушая герметичность. Чтобы предотвратить разгерметизацию и необходимо обслуживание.
Срок эксплуатации порядка 3 лет.
При работе издают высокий уровень шумов.

Такой набор характеристик не очень подходит для установки в системах отопления частных домов. Основной их плюс — высокий КПД, а значит, меньший расход электроэнергии. Потому в больших сетях циркуляционные насосы с сухим ротором более экономичны, и там в основном и используются.

С мокрым ротором

Как понятно из названия, в оборудовании данного типа в жидкости находится и крыльчатка и ротор. Электрическая часть, включая стартер, заключена в металлический герметичный стакан.

Устройство насоса с мокрым ротором — сухая только электрическая часть

Этот тип оборудования имеет следующие свойства:

КПД порядка 50%. Не самый лучший показатель, но для небольших частных систем отопления это некритично.
Обслуживания не требуют.
Срок эксплуатации — 5-10 лет в зависимости от марки, режима работы и состояния теплоносителя.
Во время работы почти не слышны.

Исходя из приведенных выше свойств, выбрать циркуляционный насос по типу несложно: большинство останавливается на устройствах с мокрым ротором, так как они больше подходят для работы в условиях квартиры или частного дома.

Советы специалистов по эксплуатации насосов

Что же еще нужно знать человеку, дабы качественно установить систему водоснабжения в доме? Насосы бывают нескольких типов: погружные, поверхностные, в виде станций.

Поверхностные – имеют невысокую стоимость, рассчитаны на работу без погружения в жидкость. Рекомендованы для работы до 7 метров, в противном случае вода будет грязной и некачественной.
Погружные – центробежные, надежные и производительные, помогают эффективно очистить воду от песка. На сегодняшний день это самые популярные и востребованные модели. Винтовые – работают не только в домашних условиях, но и в открытых водоемах.
Насосные станции.

Важно: недопустимо экономить на мощности насоса, таким образом, автономная система не сможет качественно промывать фильтры очистки, запуская дом грязную воду

Также нужно учитывать, что некоторые производители в паспорте изделия указывают максимальные характеристики товара, а нужно обращать внимание на номинальные параметры – рабочие, дабы производительность была в норме, без подводных камней и других неприятностей

Перед тем как сделать расчет мощности насоса для скважины, нужно позаботиться о качестве системы труб, которые будут пропускать воду при определенном напоре. Это металлические и полипропиленовые изделия. Последние – гораздо чаще используются в быту, но имеют низкую устойчивость при перепадах температур и давлении в системе.

Внимание: насос выбирается на долгое время, а потому важно хорошо ознакомиться со всеми рынковыми предложениями, выбирая известные марки с наличием сервисных центров по ремонту и обслуживанию Вашей системы. Совет: лучше брать насос с автоматикой, если мотор перегреется, система самостоятельно остановится, в противном случае – выйдет из строя

Совет: лучше брать насос с автоматикой, если мотор перегреется, система самостоятельно остановится, в противном случае – выйдет из строя.

Делайте расчеты мощности погружного и поверхностного насоса для скважины на нашем сайте, и экономьте время при установке водонапорного агрегата.

Описание вычислительного процесса

При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.

С уменьшением сечения труб сопротивление повышается. Если диаметр превышает дюйм, то горизонтальные участки можно не брать в расчет. Снижение давления в них не значительно.

Насосная станция находится в подсобном помещении

В калькуляторе имеется пункт, в котором должна быть указана длина участков по горизонтали из трубопроводов с разным сечением. Также придется отметить, из какого материала сделаны элементы, ведь сопротивление изделий может сильно варьироваться. К примеру, стальные аналоги сдерживают поток примерно в 1,5 раза сильнее, чем пластиковые.

На завершающем этапе остается определиться с требуемым давлением в местах потребления воды. Для простых смесителей обычно хватает 1,5 атмосферы, но для специальной техники может потребоваться и более сильный напор. Его значение отражается в паспорте, который поставляется совместно с прибором. Для удобства ответ выводится сразу в трех единицах измерения.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

На что обращать внимание при выборе оборудования

Для того, что бы напольное отопление было эффективным, необходимо перед монтажом сделать определенные теплые расчеты. Потребуются точные данные и параметры работы практически всех элементов отопления. Не стоит сбрасывать со счетом и циркуляционный насос. К выбору модели и типа этого агрегата надо отнестись со всей серьезности.

Во всех остальных случаях без насоса не обойтись. Как подобрать насос, если у вас большое количество водяных греющих труб, большая длина водяных контуров. Все это накладывает на систему отопления дополнительную нагрузку. Без принудительной циркуляции, без узла подмеса, такое отопление будет неработоспособна.

Циркуляционный насос должен соответствовать техническим параметрам системы;
Вам должна быть точно известна площадь отапливаемого помещения;
Вероятность тепловых потерь в отопительном контуре.

Производительность

Выбрать насос вам поможет правильно представление о его производительности – одной из самых важных характеристик. Следует рассчитать максимальную производительность агрегата, которая потребуется для создания достаточного напора и постоянной циркуляции воды в системе. Этот параметр определяется в м3 за час работы насоса. По правилам термодинамики насос должен в среднем прогонять через себя объем воды в 3 раза превышающий объем теплоносителя, залитого в систему отопления.

Соответственно, чем больше отопительных контуров, тем больше должна быть производительность агрегата. Поэтому при выборе модели агрегата следует ориентироваться на технику, имеющую запас мощности в 10-20%. Благодаря существующему зазору в мощности, вы сохраните оборудование, обеспечив ему длительные сроки эксплуатации.

Площадь отапливаемого помещения так же учитывается при выборе оборудования. Чем больше дом, тем большей мощности необходимо ставить циркуляционный насос. Как правило, в домах, где отапливается множество комнат, ставятся не один, а несколько насосно-смесительных станций.

Напор

Следующим параметром, на который обращают вниманию при покупке насоса – это напор. Каждый агрегат обладает своей производительностью, а, следовательно, и определенной величиной напора. Для того, что бы теплоноситель нормально преодолевал все петли и изгибы водяных контуров, требуется довольно сильный напор. От величины напора, зависит интенсивность подачи теплоносителя в систему. Хороший и мощный насос обеспечит нормальную циркуляцию воды в отопительном контуре, достигая самых отдаленных участков отапливаемого помещения, не теряя при этом своих расчетных характеристик.

Расчет производительности циркуляционного насоса для теплых полов

При проведении расчетов важно получить минимальную мощность, которой будет достаточно для работы системы отопления. Используем для расчетов формулу:

G =Q Х 0,86/Δt, где

G — производительность системы в л/ч;

Q — тепловая энергия системы (Вт).

0,86 — коэффициент преобразования Ккал/ч;

Δt — разница параметров температуры воды в связке подача-обратка (°C).

Обычно для теплых полов берутся модели насосов, которые имеют производительность в 2,5 м3/ч при напоре 6 м. Это для среднестатистического теплого пола, в котором имеется стандартное количество водяных контуров (2-4 контура). Однако если у вас планируется обогрев жилого дома в полном объеме, такой мощности насоса для теплого пола будет не достаточно, по той причине, что расход теплоносителя будет значительным и потребуется больший напор. Для этой цели определяются реальные потери рабочего давления в трубопроводе греющих полов, делается тепловой и гидравлический расчет.

Подобные расчеты можно попытаться сделать самостоятельно или обратиться для выполнения такой работы к услугам специалистов. Последний вариант будет предпочтительнее, так как допущенные ошибки в данных расчетах могут обернуться для вас неприятностями.

Проверка точности расчетов

Чтобы убедиться в правильности расчетов, определяющих выбор циркуляционного насоса, нужно пересчитать конкретный проект отопительной системы. Разумеется, все это актуально только для отопительных систем с принудительной циркуляцией, которые в обязательном порядке комплектуются насосом.

Последовательность проверки расчетов с последующим выбором насоса выглядит следующим образом:

В первую очередь определяется количество тепла, необходимое для отопления всего дома – этот параметр напрямую влияет на эффективность системы;
Далее рассчитывается расход теплоносителя;
После нужно изучить отопительную систему на предмет количества терморегулирующих устройств и отдельных участков труб;
Результаты расчета увеличиваются на 10% — это позволяет компенсировать все потери, которые не были учтены в расчетах.

Пример расчета

Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.

Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.

Суммарный напор гидронасоса будет равен: 4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м. Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле: Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).

Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:

Устройство насоса

Циркуляционный насос в разрезе

Устройство насоса «сухого» типа Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Кавитация

Кавитацией называют образование в толще движущейся жидкости пузырьков пара при снижении гидростатического давления и схлопывание этих пузырьков в толще где гидростатическое давление повышается.

В центробежных насосах кавитация образуется на входной кромке рабочего колеса, в месте с максимальной скоростью потока и минимальным гидростатическим давлением. Схлопывание пузырька пара происходит во время его полной конденсации, при этом в месте схлопывания возникает резкое увеличение давления до сотен атмосфер. Если в момент схлопывания пузырёк находился на поверхности рабочего колеса или лопатки, то удар приходится на эту поверхность, что вызывает эрозию метала. Поверхность метала подверженная кавитационной эрозии носит выщербленный характер.

Кавитация в насосе сопровождается резким шумом, треском, вибрацией и что особенно важно, падением напора, мощности, подачи и КПД. Материалов, имеющих абсолютную устойчивость против кавитационного разрушения не существует, поэтому работа насоса в кавитационном режиме не допускается

Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании.

Напор

Еще одним показателем, подлежащим расчету, является величина создаваемого насосом напора (Н, м), обеспечивающего нормативно установленную циркуляцию нагретой воды в системе. Для определения применяется следующая формула:

Н = (R • L + Z) / p • g,

Классификация насосов для теплого пола

где R – гидравлическое сопротивление, указываемое в технической документации водяного контура, прямого участка трубы (зависит от величины сечения и материала), Па/м;

L – длина укладываемого трубопровода, м;

Z – сопротивление разнообразных факторов, создающих помехи воде при движении (изгибы, повороты, фитинги, запорная арматура и пр.), Па;

р – плотность воды при нужной для расчета температуре, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, ≈ 9,8 м/сек2.

Для загородных домов, используя графические характеристики, которые можно найти в справочной литературе, обычно выбираются модели насосов, имеющих средний показатель напора до 6 м (0,6 атм.).

Типы поверхностных насосов

Поверхностные насосы оптимальны для мест, где люди проживают временно – на дачных участках, к примеру. Они устанавливаются на поверхности земли, а воду качают из резервуара, расположенного ниже.

В продаже поверхностные насосы бывают двух видов: центробежные и вихревые. Последние отличаются простой конструкцией и низкой ценой. Подъем жидкости ведется при помощи системы вращающихся лопаток. Но КПД таких насосов сравнительно невелик. К тому же из-за недостаточной системы фильтров оборудование вихревого типа не рекомендуется использовать в воде с высоким содержанием твердых частиц, ила, песка.

Современный центробежный насос поднимает воду за счет центробежных сил, а увеличение глубины всасывания достигается за счет применения внешних эжекторов. Назначение этих вспомогательных устройств – повышение давления в системе через принудительную откачку воздуха. Преимущества насосов центробежного типа заключаются в их способности работать с водой различной степени загрязненности, поэтому их можно использовать для откачки воды их неглубоких колодцев и скважин. Оборудование подобного типа стоит дороже, но производительность и длительный период эксплуатации того стоит.

О поверхностных насосах

Второе название этого типа насоса, насос самовсасывающий поверхностный. По самому названию, понятно, что данный тип насоса предназначен для забора воды с небольших глубин, и подаче забранной воды на высоты, значительно превышающие глубину забора.

Источники индивидуального водоснабжения для поверхностного насоса, неприхотливы и проще в устройстве. Подойдут: открытый водоем, неглубокий колодец, простая скважина длинной до 8 метров.

Простое правило! Устанавливается поверхностный насос не далее 4 кратной глубины забора воды. Если насос поднимает воду с 4-х метров, то стоять от скважины он может не дальше 16 метров.

Сложное правило! На самом деле (более точно) зависимость между глубиной забора воды и местом установки насоса не линейная. Более точное место установки поверхностного насоса лучше определить по таблице:

Описание вычислительного процесса

Основное назначение насосных станций заключается в заборе воды из источника и ее подаче к приборам потребления. Так как поверхностный насос является шумным устройством, его стараются располагать на некотором удалении от жилых помещений. В связи с этим расстояние от комплексных систем до мест потребления воды может быть достаточно большим. При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.

Насосная станция находится в подсобном помещении

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Что касается напора

Этот немаловажный фактор, от которого зависит возможность скважинного насоса поднимать воду на заданную высоту от точки забора и транспортировать её без перебоев по всей длине трубопровода.

Для того чтобы провести расчёт напора для центробежного или вибрационного скважинного насоса, необходимо выяснить глубину расположения насоса (глубину водозабора). Она определяется от поверхности земли (горизонтального трубопровода) до точки погружения/расположения агрегата

Кроме того, необходимо принимать во внимание и длину всего трубопровода от начальной горизонтальной точки до распределителя системы водоснабжения

Заключение

Выбор скважинного насоса представляется сложной задачей, учитывая, что здесь приходится принимать во внимание большое количество различных характеристик. Следует помнить, что не все зависит от рабочих параметров приобретаемого насоса

Внимание необходимо уделять и характеристикам скважины. Если между ними будет наблюдаться несоответствие хотя бы по одному критерию, то об эффективной работе системы водоснабжения не может быть и речи. Выбирая насос для скважины, следует учесть и то, что во время подъема воды будут наблюдаться определенные потери.

По этой причине выбираемая модель насоса должна создавать давление в системе несколько больше расчетного. Необходимо помнить и о том, что в работе системы могут возникать пиковые периоды, когда все точки водоразбора будут работать на пределе своих возможностей. И если такие ситуации возникают довольно часто, то следует также увеличить заранее рассчитанный показатель расчетного давления.

Все перечисленные параметры являются не единственными, что усложняет процедуру правильного подбора насосной установки. В связи с этим желательно, чтобы и сами работы по установке насоса, и подбор осуществлялись специалистами, которые смогут учесть все нюансы, начиная характеристиками скважины и заканчивая расходом воды в доме, а также обеспечить эффективную работу системы водоснабжения и после завершения монтажных работ.