|
Для обеспечения циркуляции теплоносителя в системах отопления используются специальные циркуляционные насосы. Циркуляционные насосы предназначены для обеспечения принудительного движения жидкости по замкнутому контуру. В частности, это может быть замкнутая герметичная система отопления здания. При этом конфигурация в пространстве принципиального значения не имеет. При расчете производительности насоса, работающего в циркуляционной системе, следует учитывать только потери на трение в трубопроводе. Высота системы (здания) не имеет значения, так как жидкость, которая подается насосом в подающий трубопровод, толкает воду также в обратном направлении. Это обеспечивает относительно небольшую мощность насоса.
 |
Циркуляционные насосы создают определенный перепад давления в месте установки. Перепад давления служит для преодоления суммы всех гидравлических потерь на трении в трубопроводах, то есть за счет него жидкость поддерживается в постоянном движении. Для определения фактического давления перепад давления суммируется со статическим давлением. Но из-за различных потерь на трение в трубопроводах, запорно-регулирующей арматуре, котле и у потребителей в каждой точке системы возникает свое рабочее давление. Отопительные системы осознано эксплуатируют при избыточном давлении. |
Таким образом, предотвращается образование пузырьков пара даже при критическом режиме работы. Благодаря избыточному давлению исключается проникновение воздуха снаружи в водную систему. Что необходимо учитывать при выборе насоса:
- Необходимо точно определить условия эксплуатации (температура теплоносителя, вещество, используемое в качестве теплоносителя или его процентное содержание в растворе, диаметры трубопроводов);
- Производительность;
- Напор. При подборе насоса необходимо учитывать гидравлические потери, возникающие в трубопроводах при полученной скорости циркуляции.
Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года. При профессиональном проектировании этот показатель определяют в результате теплотехнических расчетов.
Для пересчета полученной величины в м^3/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды (p) при расчетной температуре; при 70 C она составляет 977,0 кг/м^3.
Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети. Для правильного выбора нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы, т.е. до самого дальнего радиатора.
Сопротивление сети трубопроводов ведет к потере давления переданного жидкости по всей длине сети. Характеристика протекания жидкости в системе показывает общее сопротивление потоку: причиной сопротивления сети трубопроводов являются трение воды по стенкам трубы, трение капель воды между собой изменениями направления движения в арматуре. При изменении объёма перекачиваемой жидкости, например, вследствие открытия или закрытия термостатических вентилей, изменяется также скорость воды и соответственно сопротивление сети трубопроводов.
При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов наиболее протяженной линии (труб, фитингов, арматуры и приборов); обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование. В случаях же с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.
Полученные опытным путем данные свидетельствуют, что сопротивление прямых участков трубы (R) составляет порядка 100-150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01-0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах нужно учитывать длину и подающей, и обратной линии. Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%. На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.
Формула примерного расчета напора (в метрах) выглядит так:
H = R·l ·ZF (3)
где:
ZF - коэффициент запаса.
Если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3; для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3·1,7 = 2,2; когда система включает оба прибора ZF = 1,3·1,7·1,2 = 2,6.
Определив так называемую рабочую точку циркуляционного насоса (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (V, м^3/ч) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис.1). Не следует устанавливать более мощный насос, чем это требуется для безупречного теплообеспечения здания. Если расчетная точка попадает в промежуток между линиями характеристик двух ближайших по параметрам насосов, следует выбрать насос меньшей мощности.
В системе отопления с несколькими независимыми отопительными контурами циркуляционные насосы подбираются согласно гидравлическому расчету для каждого отопительного контура по отдельности. Внутри каждого отдельного отопительного контура, ветвь, имеющая максимальное падение давления [Pa], является определяющей при выборе насоса. Напор Н, создаваемый насосом, должен покрывать полное падение давления в этом контуре (с учетом падения давления в подводящих магистралях, регулировочных клапанах и т.д., самом насосе, и гравитационную составляющую падения давления тех участков, где она выступает в роли сопротивления). Максимальное падение давления в системе и суммарный объемный расход контура определяют рабочую точку насоса (напор и подачу соответственно). Насос выбран правильно, если рабочая точка лежит на характеристике насоса при его максимальной частоте вращения в области максимального КПД насоса (наилучшей подачи), или близка к этой точке.
|
