Jak vypočítat výkon oběhového čerpadla pro vytápění?
Funkcí oběhového čerpadla je zajistit rovnoměrný pohyb chladicí kapaliny po topném okruhu. Správná volba čerpacího zařízení umožňuje kombinovat racionální spotřebu chladicí kapaliny s efektivním provozem topného systému. Pro zakoupení optimálního modelu je nutné provést výpočty pro určení požadovaného výkonu a tlaku čerpadla. Pokud máte složité topné systémy s více okruhy, nejlepší možností je kontaktovat odborníka. V jednoduchých případech lze tyto výpočty provádět nezávisle.
Výpočet výkonu topného kotle
Východiskem pro stanovení optimální charakteristiky oběhového čerpadla je výkon topného kotle. Pokud ještě neexistuje a vyberete si vhodný model, požadovaný výkon lze určit podle vzorce:
- Qn – výkon kotle, kW;
- Sp—topná plocha, m2;
- Qsp – měrná potřeba tepla místnosti, W/m2.
Vytápěcí plocha je součtem ploch vytápěných prostor, pokud jich je více. Qsp pro bytové domy se v průměru rovná 70 W/m100, pro soukromé budovy – XNUMX W/mXNUMX.
Příklad: k vytápění plochy 200 m200 v soukromém domě budete potřebovat kotel s kapacitou (100 × 1000) ÷ 20 = XNUMX kW.
Požadovaný výkon topné jednotky lze také přibližně určit podle objemu vytápěných prostor pomocí tabulky. Objem se zase získá vynásobením plochy místnosti (v m2) její výškou (v m).
| Tepelný výkon, kW | Objem prostor v novém domě, metry krychlové | Objem prostor ve starém domě, metry krychlové |
| 5 | 70-150 | 60-110 |
| 10 | 150-300 | 130-220 |
| 20 | 320-600 | 240-440 |
| 30 | 650-1000 | 460-650 |
| 40 | 1050-1300 | 650-890 |
| 50 | 1350-1600 | 900-1100 |
| 60 | 1650-2000 | 1150-1350 |
Výpočet výkonu oběhového čerpadla
Po určení výkonu budoucího kotle nebo na základě hodnoty stávající jednotky vypočítejte výkon oběhového čerpadla pomocí vzorce:
- Qpu—výkon čerpadla, kubický m/h;
- Qn—výkon zdroje tepla (kotle), kW;
- kῑ je koeficient tepelné kapacity kapaliny;
- Δt — teplotní rozdíl na vstupu a výstupu otopné soustavy, °C.
Pokud je jako chladicí kapalina použita voda, pak koeficient tepelné kapacity je 1,163.
U fungujícího topného systému se teplota na vstupu a výstupu zjišťuje pomocí teploměrů. Pokud je systém ve vývoji, vezměte standardní hodnotu Δt – berte jeho hodnotu v rozmezí 10–20 °C.
Příklad: za předpokladu 20 kW kotle, vodního chladiva a teplotního rozdílu 15 °C je odhadovaný výkon oběhového čerpadla 20 ÷ (1,163 × 15) = 1,15 mXNUMX/h.
Výpočet tlaku (výkonu) oběhového čerpadla
Při výběru modelu čerpadla vhodného pro váš systém potřebujete znát nejen jeho požadovaný výkon, ale také hodnotu tlaku. Tento parametr lze vypočítat pomocí vzorce:
- Hpu — tlak, m;
- R—tlaková ztráta v dopředném a zpětném potrubí, Pa/m;
- L—délka topného okruhu, m;
- ZF je součinitel hydraulického odporu tvarových a uzavíracích a regulačních ventilů otopné soustavy.
Hodnota R závisí na průměru potrubí a pohybuje se v rozmezí 50–150 Pa/m. Minimální hodnota (50) se používá pro trubky o průměru 2 palce nebo větším. V moderních otopných soustavách se obvykle používají trubky menšího průměru, u kterých je tlaková ztráta považována za maximální (150).
Pokud nelze délku obrysu přesně změřit, vypočítá se teoreticky. Chcete-li to provést, sečtěte délku, šířku a výšku domu a vynásobte výslednou hodnotu 2. Proveďte výpočet pro dům o ploše 200 m20. Předpokládejme, že jeho délka je 10 m, šířka je 3 m, výška je 20 m, pak: L = (10 + 3 +2) × 66 = XNUMX m.
Hodnotu ZF je obtížné určit, ale při výpočtu parametrů oběhového čerpadla pro obsluhu otopných systémů jednoduché konfigurace stačí použít přibližné hodnoty. Pro systémy, které nemají termostatický ventil, je to 1,3 a pro systémy, které ho mají, je to 2,2.
Příklad výpočtu tlaku oběhového čerpadla pro otopný systém bez termostatického ventilu: (150 × 66 × 1,3) ÷ 1000 = 12,87 m.
Po zjištění výkonu a tlaku oběhového čerpadla se doporučuje vyhodnotit jeho další charakteristiky.
užitečných rad
Při výběru oběhového čerpadla je lepší dát přednost modelům s mokrým rotorem. Jejich výhodou je nízká hlučnost při provozu a schopnost odolat značnému zatížení.
Při nákupu vybavení byste měli věnovat pozornost materiálu, ze kterého je pouzdro vyrobeno. Nejlepšími možnostmi jsou korozivzdorná ocel, mosaz, bronz. Doporučuje se vybrat modely s keramickými ložisky a hřídelí, protože jejich životnost může být nejméně 20 let.
Při instalaci oběhového čerpadla je nutné zajistit, aby hřídel oběžného kola byla umístěna přesně rovnoběžně s potrubím. Při prvním zapnutí čerpadla se může v systému objevit cizí hluk. Pravděpodobnou příčinou jejich výskytu je přítomnost vzduchu v chladicí kapalině. Musí být odstraněn pomocí ručního nebo automatického odvzdušňovacího ventilu.
Oběhová čerpadla pro vytápění jsou jednostupňová zařízení s oběžným kolem na hřídeli s jednostranným vstupem.
Pohon je elektrický. Většina konstrukcí je prezentována s “mokrým rotorem”, který je oddělen a izolován od statoru manžetou, která zajišťuje těsnění.
Firma STOUT používá 3-rychlostní čerpadla, která zajišťují pohyb chladicí kapaliny, glykolů a dalších kapalin v uzavřeném okruhu.
Ložiska u modelů s mokrým rotorem není třeba speciálně mazat, jsou mazána čerpanou kapalinou.
Čerpadlo má malé rozměry a hmotnost. Tělo je vyrobeno z litiny s kataforetickým povlakem. Model funguje, aniž by ve skutečnosti vytvářel hluk, a spotřeba energie je zanedbatelná.
Konstrukce oběhových čerpadel jsou snadno ovladatelné, a to z toho důvodu, že v závislosti na potřebě jeho provozu lze jednoduchým přepínačem nastavit požadované otáčky hřídele motoru.
V důsledku rotace oběžného kola a jeho působení na kapalinu prochází chladicí kapalina čerpadlem s tlakem a rychlostí větší než na vstupu.
Rychlost tekutiny na vstupu se přeměňuje na tlak, který stoupá na výstupu.
Pro normální provoz je nutné zajistit nepřetržitý průtok čerpané vodní chladicí kapaliny.
Ložiska čerpadla jsou vyrobena ve formě keramicko-grafitového páru chlazeného čerpanou vodou.
Pokud čerpadlo běží delší dobu bez vody, dochází k přehřívání ložisek s následnou destrukcí.
Čerpací zařízení je instalováno na topných potrubích a připojeno pomocí závitových šroubení.
Proč dělat výpočty
Oběhová čerpadla zajišťují nepřetržitý pohyb chladicí kapaliny kotlem, aby se zabránilo varu kapaliny. Jsou instalovány v topných okruzích, v systémech s radiátory a slouží k cirkulaci kapaliny v potrubí “teplé podlahy”
Jejich instalace se provádí výhradně v interiéru.
Provozní podmínky oběhového zařízení musí odpovídat bezpečnostním požadavkům a doporučením výrobce.
Aby bylo možné vybrat správné čerpadlo pro topný systém a zajistit normální teplotní podmínky a bezporuchový provoz kotlového zařízení, je kalkulován součin.
“Výkonové charakteristiky oběhových čerpadel STOUT”
Co potřebujete vědět pro výpočty
Výpočet je proveden na základě znalosti výkonu kotle (Qn), který funguje jako zdroj tepla (kW).
Druhá věc, kterou potřebujete vědět, je výkon čerpadla (Qpu), které musí čerpat chladicí kapalinu přes kotel, aby nedošlo k varu kotle a ohřevu topného okruhu. Měřeno – m 3 / hod.
Třetí je výkon čerpadla neboli tlak (Hpu) chladiva, jehož otáčky musí procházet hydraulickým odporem topného okruhu.
Vypočítejte výkon kotlového zařízení
Není třeba si myslet, že čím vyšší výkon, tím efektivnější práce. Takže pro vytápění domu o rozloze 220 m 2 se dvěma podlažími a suterénem stačí jedno čerpadlo.
P u3,6d XNUMX x Q / (C x ∆T)
Qn = Sn x Qyd 1000, kde:
Qn – výkon kotle.
Sn je plocha domu.
Qyd – měrná potřeba tepla.
Výkon systému je uvažován přibližně jako 10 2 m, což se rovná 1 kW energie. Například dům o celkové ploše 240 m 2 bude vyžadovat Q = 24 kW. C je tepelná kapacita chladicí kapaliny nalité do systému. Tepelná kapacita vody, kterou je většina systémů naplněna, je 4,2 kJ/kg. ∆T je teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou. U klasických systémů je rozdíl minimálně 20 o C. U systémů, kde je „teplá podlaha“, je rozdíl 5 o C. Mimochodem, 3,6 je standardní koeficient tepelné kapacity chladicí kapaliny.
Vzorec je uveden v SNiP 2.04.05-91
P u3,6d 24 x 4,2 / (20 x 1,02) u3d 240 m 2 / h objem potřebný pro čerpání kapaliny v domě o rozloze XNUMX m XNUMX.
Výpočet výkonu čerpadla
Výkon čerpacího zařízení je tlakový. Vzorec:
N – počet podlaží v domě, s přihlédnutím ke všemu, kde prochází topný okruh, včetně suterénu, suterénu, podkroví.
K – průměrná hodnota odporu. V systému s paprskovým vedením je to 1,85 a pro systémy s dvoutrubkovým systémem nebo “Leningradka” – 1,1.
Dům, který jsme vzali jako příklad, má dvě podlaží, ale v suterénu jsou také radiátory.
Takže H u3d 1,1 * 3,3 u3,3d 3 m., To znamená, že tlak by měl být XNUMX m XNUMX / hodinu.
Pojďme spočítat výkon
Zjistili jsme výkon kotle, zjistili výkon čerpadla, nyní potřebujeme spočítat požadovaný výkon.
Нpu = R * L * ZF, kde:
Нpu – výška hlavy, m;
R – ztráta napájení, maximální hodnota do 150 Pv/m. Obvykle je tato hodnota typická pro plastové a kovové trubky. Použije se maximální hodnota.
L je délka topného systému. Pokud je to obtížné spočítat, sečteme délku, šířku a výšku domu a výsledek zdvojnásobíme.
ZF je součinitel odporu potrubních armatur. Hodnota je 1,3, když v systému není termostatický ventil. Když je – ZF je 2,2.
Přesnější výpočty berou v úvahu reálné ukazatele.
“Nomenklaturní parametry oběhového zařízení STOUT s uvedením hlavy a kapacity”
Výběr čerpadla
Pro výběr zařízení potřebujete znát dva hlavní parametry: průtok a tlak chladicí kapaliny.
Specifikace jsou uvedeny v pasu. Určíme poměr vlastností k vašim výpočtům produktivity a výšky hlavy.
Před instalací je nutné zajistit přítomnost filtru: instaluje se před čerpadlo, pohyb čerpaného média musí probíhat ve směru pohybu hřídele.
Počet otáček pro oběhová čerpadla
Oblíbené modely mají tři rychlosti. Poměr parametrů lze určit charakteristikami v pasu vzhledem ke zvolené rychlosti.
Režimy rychlosti by měly poskytovat několik hodnot tlaku. Díky vyšší rychlosti se místnost velmi rychle vytopí. Poté můžete snížit otáčky a nechat čerpadlo běžet v úsporném režimu při nízkých otáčkách.