Как выбрать циркуляционный насос

Циркуляционные насосы широко применяются в различных системах горячего водоснабжения, отопления и кондиционирования воздуха, как в быту, так и в производственных условиях. В зависимости от сферы применения и условий эксплуатации, производится индивидуальный подбор агрегата с оптимальными характеристиками.

Особенности конструкции

В зависимости от конструктивных особенностей – количества ступеней, типа используемого ротора, применяемых уплотнений, возможности регулирования скорости вращения рабочего колеса циркуляционные насосы классифицируются на несколько типов.

Количество ступеней

Первым и самым простым является класс одноступенчатых насосов, которые, не смотря на то, что выпускаются в широком диапазоне давления и расхода воды, способны создавать относительно низкий напор, поэтому и применяются на практике данные агрегаты реже. Более совершенными с технической стороны являются секционные высоконапорные многоступенчатые модели (ЦНСГ), оснащенные несколькими рабочими колесами или ступенями, последовательно расположенными друг за другом.

Тип уплотнения

Выбирая центробежный насос, обращайте внимание на уплотнение вала. Приборы с сальниковой набивкой уже считаются устаревшими, вместо них лучше выбирать агрегаты с торцевым уплотнением, поскольку они лучше сохраняют герметичность и фиксированное положение вала при вибрациях, предотвращают утечку жидкости, не требуют облуживания и минимизируют энергетические потери.  

Тип ротора

Различают циркуляционные насосы:

• с «сухим» ротором – в них ротор не имеет прямого контакта с перекачиваемой жидкостью. Приборы характеризуются большим КПД, но шумной работой (требуют размещения в отдельной комнате с повышенной звукоизоляцией).
• с «мокрым» ротором – крыльчатка и ротор насоса погружаются в перекачиваемый теплоноситель. Последний в сво
• ю очередь параллельно используется в качестве охлаждающего и смазывающего вещества. Такие агрегаты работают практически бесшумно, но с меньшим КПД.

Регулируемость

По возможности регулировки скорости вращения колеса разделяют насосы:

• нерегулируемые – более дешевые модели, но потребляют большее количество электроэнергии;
• регулируемые – снижают расход электричества за счет регулирования скорости вращения рабочего колеса.

В свою очередь среди регулируемых циркуляционных насосов можно выбрать аппарат :

• с шаговым переключением – работают без электронного управления (ручное переключение). Имеется несколько возможных вариантов скоростных режимов: 2-х, 3-х и 4-скоростной. Более надежные и доступные.
• с плавным переключением – в зависимости от температуры теплоносителя 
  самостоятельно подстраивают частоту оборотов колеса. Более удобные и экономичные и дорогие аппараты.

Материал изготовления

При выборе данных устройств материал изготовления является очень важным фактором. Кроме того, что сфера их применения сама по себе требует высокого качества материалов корпуса и внутренних комплектующих, не стоит забывать, что далеко не все модели являются универсальными. То есть насосы для отопительных систем не всегда допустимо использовать в системах горячего водоснабжения. Последние обязательно должны быть выполнены из бронзы или латуни – материалов, устойчивых к воздействию горячей воды, содержащей примеси соли.

Технические параметры

 
Основная проблема при выборе циркуляционного насоса для отопительной системы – это правильно определить потребность здания тепла в условиях самого холодного времени года. Профессиональное проектирование систем отопления предусматривает компьютерный расчет данного показателя. Ориентировочно требуемый расход тепла (Q, Вт) можно рассчитать, ориентируясь на площадь обогреваемого помещения.

Европейские стандарты предусматривают:

• в 1-2 комнатной квартире – 100 Вт/м2.
• в многокомнатном доме – 70 Вт/м2.
• в домах с улучшенной теплоизоляцией – от 30 до 50 Вт/м2.

В Украине действуют несколько другие показатели:

• 1 и 2-этажные здания – 173 Вт/м2 (при температуре –25ºС), либо 177 Вт/м2 (при температуре –30ºС)
• 3 и 4-этажные здания – 97 и 101 Вт/м2 соответственно.

Вторым шагом после определения величины расхода тепла, идет расчет производительности или подачи выбираемого насоса. Ее определяют по формуле:

G = Q / (1,16 х ∆T),

где    G –  подача насоса, кг/ч;

         Q – расхода тепла, Вт/м2;

    ∆T – разность температур в трубопроводах схемы (подающем и обратном). Для стандартных двухтрубных систем принимается равным 20ºС, низкотемпературных – до 10ºС, а для системы «теплый пол» – 5ºС.

      1,16 – коэффициент удельной теплоемкости воды (при использовании другого теплоносителя корректируется).

Чтобы перевести полученное значение в м3/ч (единицу, используемую производителями насосов в технической документации) следует разделить эту величину на плотность воды.  Вода, нагретая до 80ºС имеет плотность 971,8 кг/м3.

Также выбранный насос должен выдавать напор, позволяющий преодолеть  сопротивление трубопроводной сети, поэтому необходимо вычислить потери давления на самом протяженном участке линии (от насоса до последнего радиатора в схеме). На этапе проектирования важно учесть сопротивление каждого отдельно взятого элемента системы (приборы, трубы, арматура, фитинги). Узнать эти значения можно в паспорте устройства. С учетом вышесказанного напор определим по формуле:

H = (R х l + Z) / p х g,

где  H – напор, м;

       R – сопротивление воды в прямой трубе, Па/м;

       Z – общее сопротивление всех элементов системы, Па;   

       l – расчетная длина трубопровода, м;

       g – постоянная ускорения свободного падения, м/с2.

       p – плотность перекачиваемого теплоносителя, кг/м3.

В реальности произвести подобные вычисления достаточно проблематично, поэтому используют приблизительные данные. Эмпирически получено, что сопротивление воды в прямом участке трубопровода составляет 0,01 на 1м длины (не забывайте учитывать напорную и обратную линию).

Тем же опытным путем установлено значение потерь в арматуре и фитингах (до 30% от суммарных потерь + 70% при наличии терморегулирующего вентиля). Для упрощенного расчета можно использовать формулу:

H = R х l х ZF,

где ZF – коэффициент запаса (ZF=1,3 – в контуре нет смесителя и терморегулирующего вентиля, ZF = 2,2 – для систем с терморегулирующим вентилем, ZF=2,6 – присутствуют оба устройства).

Выполнив расчет напора и подачи, выбирается насос близкий по характеристике. При этом рабочая точка по производительности (Q) должна находиться в средней части диаграммы как это показано на рисунке ниже.