Примеры расчета насоса для водяного пола

Принцип работы типовой отопительной системы замкнутого типа довольно прост.

Котельное оборудование нагревает теплоноситель, который проходит через отопительные приборы, отдавая тепловую энергию в окружающее пространство. Если при сооружении будет использована естественная циркуляция теплоносителя, то придется укладывать трубопровод под определенным углом к горизонту. Это позволит рабочей жидкости перемещаться самостоятельно.

Но при таком способе невозможно обеспечить достаточно высокую скорость передвижения теплоносителя из-за чего он возвращается в котел сильно охлажденным и это вынуждает его работать непрерывно с предельной нагрузкой. В связи с этим теплый пол без насоса, схема подключения которого находится на сайтах компаний, может доставлять определенные трудности в эксплуатации.

Для того чтобы увеличить скорость потока, используют циркуляционные насосы. Их использование позволяет добиться разницы температуры на входе и выходе из линии трубопровода в несколько градусов. Соответственно, котел перестает работать с полной нагрузкой, так снижаются затраты на энергию.

Конструктивно насос состоит из: корпуса, для изготовления которого применяют медные и нержавеющие сплавы; электрического двигателя; рабочего колеса (крыльчатки). При его вращении появляется центробежная сила. В итоге на выходе из корпуса формируется требуемый набор, и рабочая жидкость подается в трубопровод.

Существует два типа насосов — сухие и мокрые. Они отличаются друг от друга строением ротора. В конструкции мокрого колеса расположено непосредственно в рабочей среде, но электрическая часть узла надежно герметизирована в металлическом стакане, разделяющем статор и ротор.

Но такой тип агрегатов не стоит устанавливать для перекачивания горячей воды, с течением времени соли, растворенные в воде, забьют собой микронные зазоры между ротором и статором, в результате чего двигатель перестанет функционировать.

В двигателе сухого типа рабочее колесо также погружено в рабочую среду, но при этом элемент полностью от нее изолирован. Следует отметить, что устройства последнего типа отличаются высокой производительностью.

Домовладелец должен понимать, что расчет циркуляционного насоса для теплого пола, это довольно сложное дело и будет лучше, если его выполнят специалисты теплотехники. Кстати, после проведения расчетов будет ясна и схема подключения насоса теплого пола.

Как правило, в загородных домах применяют отопительные системы двух типов – с принудительной подачей теплоносителя и естественной. Первый тип обеспечивает циркуляционный насос. Его задача заключается в обеспечении подачи теплоносителя с заданной скоростью. Для проведения расчетов циркуляционного насоса потребуются следующие данные:

1. Объем теплоносителя, который должен прокачиваться через трубопроводную систему за определенный отрезок времени, то есть в м.куб./ч.
2. Объем тепла, необходимый для обогрева помещения – этот параметр называют тепловой мощностью, ее измеряют в Вт.

При выполнении расчета необходимо учесть разницу температуры в трубопроводе, то есть в трубе выходящей из нагревательного прибора и той, через которую она подаётся обратно. Для длинных трубопроводов разница может составлять до 20 град, если в отопительной системе использованы короткие контуры, такое значение составляет 10 град. Если обогревание теплого пола выполняют с небольшой площадью, то температурный перепад принимают равным 5 градусам.

Нельзя забывать и о типе теплоносителя. Если в трубопровод залита вода, то при расчете принимают коэффициент теплоемкости, он составляет 1,163. Если в системе применяют антифриз, то этот коэффициент имеет другое значение и его определяют по специальной литературе.

Кроме названных данных, при выполнении расчетов потребуются следующие данные:

1. Вид строительных материалов, использованных при возведении здания.
2. Площадь обогреваемого помещения.
3. Будет ли использовано дополнительное нагревательное оборудование.

Количество контуров

При укладке теплого пола применяют цельную трубу. Наличие соединений повышает вероятность повреждения трубы по стыку, а это приводит к дополнительным затратам на ремонт и восстановление отопительной системы.

То есть домовладелец должен знать общую длину теплового контура. По сути, это самый простой расчет, но для его проведения потребуется подготовить детальную схему помещения с указанием всех линий и расстоянием между ними.

Для проведения подобного расчета применяют несколько методик:

1. По средней величине. На один квадратный метр пола монтируют 5 п. м. трубы. То есть, требуется перемножить площадь помещения на 5.
2. По размеру среднего шага. Для этого необходимо площадь помещения умножить на среднюю величину шага в метрах и к полученному значению добавить 10% на углы и повороты. Если у стены дистанция между линиями составляет 100 мм, то в центре он составляет 300 мм. То есть средний шаг будет равен 200 мм.
3. Можно использовать размер ширины помещения. Ее требуется перемножить на число шагов и добавить длину комнаты на повороты. Такой метод расчета применяют при монтаже пола змейкой.

Следует обратить внимание на то, что оптимальная длина трубопроводной системы составляет 80 – 120 п.м. То есть при таких параметрах теплоноситель прогреет помещение, и при этом не остынет до той температуры, при которой произойдёт падение давление в системе. Если расчетная длина будет больше этой величины, то имеет смысл смонтировать второй контур подачи тепла.

Гидравлическое сопротивление трубы

Сопротивление перемещения потока теплоносителя, которое оказывает трубопроводная система, называют гидравлическим. Его оценивают как объем утерянной тепловой энергии, израсходованной на силы трения.

Любая трубопроводная конструкция состоит не только из прямых отрезков, но и поворотов, ответвлений и пр., для их формирования применяют различные соединительные устройства. Все это приводит к появлению гидравлического сопротивления. Оно зависит и от материала, использованного для производства трубопровода.

Проведение соответствующих расчетов позволит снизить тепловые потери и, таким образом, избежать ненужных затрат энергии. Гидравлический расчет проводят для достижения следующих целей:

1. Расчета потерь давления на отрезках отопительной системы.
2. Вычисления оптимального размера трубопровода, при это необходимо учитывать рекомендованную скорость движения потока.
3. Вычисления тепловых потерь и размера минимального сопротивления давления в трубопроводной системе.
4. Правильной сборки параллельно размещенных линий и установленной арматуры.

В ходе движения по закрытому контуру поток должен преодолевать определенное сопротивление. С его увеличением должна быть повышена мощность насоса.

На самом деле нет смысла приобретать оборудование большой мощности, так как вырастут энергозатраты. Если она будет недостаточной, то насос не сможет обеспечить требуемое давление, а это приведет к росту тепловых потерь.

Маркировка насоса

Для правильного подбора насосного оборудования, который предназначен для обеспечения принудительного движения теплового носителя, требуется разбираться в его технических характеристиках. Еще необходимо понимать, какая информация зашифрована в его маркировке.

На деле требуется обращать внимание на два ключевых свойства- напор и производительность (расход).

Напором называют сопротивление, создаваемое системой, преодолеваемое агрегатом. Для измерения этой характеристики применяют метры водяного столба. По большей части предельное давление задано верхней точкой трубопровода, по которому происходит перемещение теплоносителя.

Производительность говорит о том, какое количество теплоносителя возможно передать по трубопроводу за определённое количество времени. Производительность измеряют в куб.м в час.

На шильдике, который закреплен на корпусе насоса, указываются следующие данные:

• присоединительные размеры;
• напор;
• Производительность;
• Длина насоса.

Длина насоса

При расчете длины трубопровода необходимо учитывать строительную длину насоса, то есть расстояние между торцами насоса. Если в расчете будет совершена ошибка или указан слишком короткий размер, то придется слишком сильно натягивать трубы. Это чревато повреждением рукава.

Пример расчета насоса

Исходя из того, что на один кв. м потребуется уложить пять погонных метров рукава – в помещении на 50 кв. м потребуется уложить 250 п. м рукава, плюс 37 метров запаса на повороты. Так как типовая поставка составляет 120 метров, придется устанавливать три отрезка, два по 120 метров и один на 37 м.

На 50 м.кв.(1 контур)

При использовании придется устанавливать один циркуляционный насос. Его производительность должна быть определена по выражению

Q = 0,86*Pн/(tпр.т — tобр.т, где

Pн — мощность отопительного контура, кВт,

tобр.т — температура теплоносителя в линии обратной подачи,

tпр.т — температура в линии прямой подачи.

На 50 м.кв. (2 контура)

В системе, где проложены два контура, придется проводить расчет по каждому из насосов по той же формуле, что приведена в предыдущем разделе

ВАЖНО! ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ ПРОВЕДЕНО ТОЛЬКО ПОСЛЕ ТОГО, КАК СМОНТИРОВАНА КОЛЛЕКТОРНАЯ ГРУППА ДЛЯ ТЕПЛОГО ПОЛА С НАСОСОМ.

Циркуляционный насос — вспомогательное оборудование, оно создаёт принудительное перемещение и распределение жидкости по трубам. Типовая модель — это корпус с патрубками для подключения труб, и лопасти — они гоняют теплоноситель.

Ассортимент большой, но вот видов всего несколько.

С «мокрым» ротором

В данном механизме, ротор контактирует с водой. Вал вращаясь, засасывает жидкость, и под воздействием давления она продвигается дальше. В таком насосе вода служит смазкой.

Это оборудование имеет не большую мощность, поэтому применяется в водяном отопление, устанавливающемся на площади до 400 м2. Такие насосы надёжны, бесшумны и экономичны, так как потребляют мало электрической энергии.

С «сухим»

В «сухих» моделях — ротор не соприкасается с теплоносителем, он расположен в специальной герметичной ёмкости. В качестве изоляции выступают кольца из резины или манжеты. На таком механизме не сказывается отрицательно жёсткая вода. Данный вид имеет большую мощность, она выше, чем у «мокрых» моделей.

Главный минус — шумная работа. Помимо этого, требуется постоянное обслуживание оборудования — очистка и смазывание.

Промышленные

Промышленные насосы — это сдвоенная конструкция, они удобны в использовании в период сильных морозов.

При необходимости активируется вторая установка, тем самым, работоспособность увеличивается, и теплоноситель начинает активнее циркулировать по трубам водяного пола. Кроме того, если ломается один, можно включить второй.

Классификация по скорости

Насосное оборудование классифицируется так же по скорости, и бывает:

• односкоростное — имеет один температурный режим;
• многоскоростное — несколько скоростных режимов, они применяются в нагревательных системам имеющих разный температурный показатель.

При сооружении тёплых полов рекомендован трёхскоростной насос.

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Многие хозяева загородных домов, начитавшись и наслушавшись о тех преимуществах, которые дают водяные «тепловые полы», всерьез задумываются о самостоятельном создании подобной системы обогрева помещений. Следует сразу сказать: задача эта – чрезвычайно непростая, масштабная, требующая мобилизации всех своих умений и навыков как в общестроительных вопросах, так и в сантехническом монтаже. Необходимо с особой тщательностью отнестись к подбору всех комплектующие, которые, в свою очередь, должны отвечать целому ряду важных требований.

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Если не считать котел, то в качестве основного узла, обеспечивающего требуемый уровень температуры в контурах и стабильную циркуляцию, выступает насосно-смесительный узел. Его приобретают в готовом виде, то есть заводской сборки, или же монтируют самостоятельно. Но как бы то ни было, он в любом случае должен быть в состоянии обеспечить циркуляцию необходимого для реально издаваемой системы количества теплоносителя. Как оценить эту способность? В этом может помочь калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Цены на теплый пол

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Пояснения по принципу и порядку проведения расчета

Прежде всего, что такое производительность? Все очень просто – это способность прибора или узла (то есть каждого его элемента) пропустить через себя определённое количество теплоносителя за единицу времени. В рассматриваемом случае это прежде всего касается насоса, обеспечивающего должный уровень циркуляции по всем проложенным контурам «теплого пола». Важна пропускная способность и для двух- или трехходового термоклапана, обеспечивающего дозированное смешение горячих и холодных потоков для получения необходимой температуры.

Понятно, что насос выступает «активным звеном» то есть должен суметь прокачать необходимый объем, а клапан – всего лишь обладать способностью пропустить его через себя. Несмотря на эту принципиальную разницу, значение производительности должно соответствовать параметрам обоих приборов.

• Естественно, в исходных данных ключевым параметром выступает площадь помещений, в которых расположены контуры «теплого пола», подключенные к данному смесительному узлу. Важное значение имеет и планируемый принцип эксплуатации такой системы – будет ли она зимой выступать в роли единственного источника тепла, либо ее работа необходима лишь для повышения общего уровня комфорта в комнатах, а основная нагрузка все же ляжет на радиаторы. Понятно, что необходимая тепловая мощность для этих двух случаев будет различаться.

Для помещений типа ванны, санузла, прихожей, кухни целесообразно принимать в расчет то условие, что «теплый пол» является единственным источником обогрева.

• Далее, в основу вычислений положена теплоемкость теплоносителя, то есть его способность накапливать тепловую энергию в котельной и отдавать ее в помещения. Чем больше прокачано жидкости определённой температуры, тем выше перенос тепла. Этот параметр уже заложен в программу расчета.
• Перепад температуры на подающем и обратном коллекторе вычисляется обычным вычитанием значений. Для водяных теплых полов, при правильной их балансировке и хорошем качестве термоизоляции помещения, оптимальной разницей является 5 ºС. Может быть и несколько больше, но за пределы 8÷10 ºС выходить нельзя. А для комфортного восприятия самой поверхности «теплого пола» достаточно 25-27, реже – 30 ºС .
• По умолчанию калькулятор произведёт расчет для системы «теплого пола», заполненной водой. Если же применяется иной теплоноситель, то можно сделать поправку и на это обстоятельство. Дело в том, что ни один антифриз не может сравниться с водой по удельной теплоемкости, отличаясь вместе с тем более высокой плотностью. Эти данные могут быть указаны на заводской упаковке теплоносителя, или же их несложно найти в интернете именно для планируемого типа незамерзающей жидкости той или иной концентрации.

Результат будет показан в нескольких единицах измерения – это кубометры в част, литры в минуту и в секунду. Это для того чтобы пользователю не пришлось самостоятельно переводить из одной в другую – различные производители комплектующих практикуют нередко и разный подход в указании производительности своих приборов.

Водяной «теплый пол» — масштабная, трудная. но выполнимая задача

Весь комплекс мероприятий включает множество разноплановых операций – от подготовки основания, утепления, раскладки контуров, заливки стяжки – и до монтажа управляющего оборудования и тонкой отладки системы. Оценить всю масштабность создания водяного «теплого пола» своими руками вам поможет специальная публикация нашего портала.

Насосы, укомплектованные «сухим» ротором

У таких устройств все элементы находятся в отдельном корпусе. Достаточно мощные гидравлические агрегаты способны обслужить квартиры большой площади или одновременно несколько. Для размещения устройств с «сухим» ротором необходимо выделить технологическое помещение. Их устанавливают на отдельной раме.

Такие насосы имеют значительный вес, а высокие показатели издаваемого шума не позволяют их размещать в жилых комнатах. Для частных домовладений используются редко. Водные насосы с «сухим» ротором применяют для больших по площади помещений — производственных и коммерческих.

Они работают с приводом от трехфазного двигателя. Насосы оснащают полным защитным комплектом для электрических компонентов.

Куда ставится насос для теплых полов

Перед подключением насоса к теплому полу важно определить оптимальное место для его установки. Для этого есть 2 варианта:

1. На подаче – то есть рядом со смесительным узлом.
2. На обратке – то есть перед котлом.

В обычной системе монтажники всегда используют второй вариант – насос оптимально поставить именно перед котлом, откуда он будет давать ход воде, что обеспечит ее равномерное прогревание. Но в случае с теплыми полами лучше выбрать монтаж на подаче. Это делают для того, чтобы максимально избежать попадания воздуха в систему.

Принцип работы и элементы конструкции насоса

Насос для тёплого водяного пола имеет достаточно простую конструкцию. Корпус изделия и мотор (вариант, ротор), закреплённый на корпусе. На валу двигателя установлена крыльчатка. Попав в корпус с одной стороны, теплоноситель захватывается вращающейся крыльчаткой и перемещается на выходной конец с другой стороны насоса.

Некоторые модели имеют встроенные воздухоотводчики, но их очень мало. В подавляющем большинстве конструкций воздух удаляется путём выкручивания специальной гайки, имеющейся в корпусе.

Схема подключения насоса тёплого пола аналогична той, которая используется в системах с установленными радиаторами.

Зачем нужен насос для системы теплых полов?

Привычная система отопления существенно короче по своей длине, чем контур обогрева водяного пола. В контуре системы нагрева домашнего напольного покрытия все установленные змейкой трубы имеют диаметр 15…20 мм, а общая протяженность трубопровода – до 120 метров. Любой контур укладывается змейкой, поэтому в нем присутствует много поворотов.

Для движения теплоносителя (воды) по всей схеме контура нужен агрегат, запускающий принудительную циркуляцию. Важность этого конструктивного элемента заключается также в поддержании стабильной температуры, что обеспечивается разными режимами работы – скорость вентилей может регулироваться вручную или автоматически.

Как выбрать насос для теплого пола?

Перед тем, как подобрать насос для теплого пола, также следует определиться с рядом других факторов. Они имеют не меньшее значение, чем создаваемым насосом напор и его мощность. К этим факторам относится:

• Потребление электроэнергии – некоторые современные насосы оборудованы устройством отключения агрегата. Это устройство автоматически регулирует работу прибора и отключает его тогда, когда это необходимо. Управление агрегатом осуществляется при помощи встроенного программатора, расположенного рядом с коллекторным узлом;
• Скорость нагревания – обыкновенные насосы оборудуются трехходовым краном, который позволяет регулировать скорость циркуляции теплоносителя;
• Тип теплоносителя – большинство насосов нагревают полы посредством воды, которая циркулирует по трубопроводу. Однако есть и такие приборы, для работы которых следует использовать специальные жидкости. Применение воды в таких устройствах только навредит им;
• Наличие шума при работе насоса – современные приборы работают практически бесшумно, однако их стоимость достаточно высока. Тем не менее, именно такие устройства советуют покупать эксперты.

Подробно изучив каждый из этих факторов, вы сможете приобрести оборудование, которые не подведет вас в самый неподходящий момент.

Монтаж и эксплуатация

При установке и подключении водяных циркуляционных насосов следует помнить о следующем:

1. Монтаж должен быть выполнен таким образом, чтобы рабочий вал располагался горизонтально, иначе фактическая мощность снижается на 25-30%.
2. Для системы теплого пола, изделие целесообразно монтировать в обратной ветке, по схеме с байпасом. В противном случае может создаться разрежение теплоносителя на выходе из отопительного котла с его резким перегревом.
3. Перед пуском водяного насоса из коллектора обязательно стравливают воздух.

Установка оборудования ведется в следующей последовательности: устанавливается байпас, до и после агрегата к линии присоединяются два крана Маевского, а перед насосом дополнительно – еще и очистной фильтр.

Наиболее часто встречающейся проблемой при эксплуатации рассмотренных изделий является их повторный запуск после длительного простоя. Дело в том, что во время работы в период предыдущего отопительного сезона, на подвижных частях водяного насоса откладывается значительное количество накипи. Провернуть крыльчатку можно и вручную, но лучше разобрать агрегат, извлечь ротор и тщательно очистить всю внутреннюю поверхность от отложившихся солей.