Càlcul de la pressió de la bomba de circulació de calefacció. Calculadora per calcular el rendiment d'una bomba de circulació per a calefacció

Aquí esbrinarà:

• Per a què serveix el càlcul de la bomba del sistema de calefacció?
• Selecció d'una bomba segons les seves característiques principals
• Com es calcula la bomba de circulació de la calefacció a partir de la potència de la caldera
• Com triar una bomba de circulació segons les dades obtingudes
• Taula de selecció de bomba empírica
• Cavitació al sistema de calefacció i al subministrament d’aigua
• Recomanacions d'instal·lació de la bomba

La principal tasca de la bomba de circulació és millorar la circulació del refrigerant a través dels elements del sistema de calefacció. El problema de l’entrada d’aigua ja refrigerada als radiadors de calefacció és ben conegut pels residents dels pisos superiors dels edificis d’apartaments. Situacions similars s’associen al fet que el refrigerant d’aquests sistemes es mou molt lentament i té temps de refredar-se fins que arriba a les seccions del circuit de calefacció que es troben a una distància considerable.

Quan feu funcionar sistemes de calefacció autònoms a cases rurals, la circulació de l’aigua es realitza de manera natural, també podeu trobar un problema quan els radiadors instal·lats als punts més allunyats del circuit amb prou feines s’escalfen. Això també és conseqüència de la pressió insuficient del refrigerant i del seu lent moviment a través de la canonada. La instal·lació d’equips de bombament de circulació permet evitar aquestes situacions tant en edificis d’apartaments com en cases particulars. En crear forçadament la pressió necessària a la canonada, aquestes bombes proporcionen una alta velocitat de moviment de l’aigua escalfada fins i tot als elements més distants del sistema de calefacció.

La bomba augmenta l'eficiència de la calefacció existent i us permet millorar el sistema afegint radiadors o elements d'automatització addicionals

Els sistemes de calefacció amb circulació natural d’un líquid que transfereix energia tèrmica mostren la seva eficàcia quan s’utilitzen per escalfar cases d’una superfície reduïda. No obstant això, si equipeu aquests sistemes amb una bomba de circulació, no només podeu augmentar l’eficiència del seu ús, sinó també estalviar en calefacció, reduint la quantitat d’energia consumida per la caldera.

Pel seu disseny, la bomba de circulació és un motor, l’eix del qual transmet la rotació al rotor. S'instal·la una roda amb pales al rotor, un impulsor. Girant a l'interior de la cambra de treball de la bomba, l'impulsor empeny el líquid escalfat que entra a la línia de descàrrega, formant un flux de refrigerant amb la pressió requerida. Els models moderns de bombes de circulació poden funcionar de diverses maneres, creant diferents pressions del refrigerant que es mou a través d’elles en els sistemes de calefacció. Aquesta opció us permet escalfar ràpidament la casa a l’inici del clima fred fent funcionar la bomba a la màxima potència i, després, quan es formi una temperatura de l’aire còmoda a tot l’edifici, canvieu el dispositiu a un mode de funcionament econòmic.

Dispositiu de bomba de circulació per a la calefacció

Totes les bombes de circulació utilitzades per equipar els sistemes de calefacció es divideixen en dues grans categories: dispositius amb rotor "humit" i "sec". En les bombes del primer tipus, tots els elements del rotor es troben constantment al medi refrigerant, i en els dispositius amb un rotor "sec", només una part d'aquests elements està en contacte amb el medi bombat. Les bombes amb un rotor "sec" difereixen en una major potència i una major eficiència, però fan molt de soroll durant el funcionament, cosa que no es pot dir sobre els dispositius amb un rotor "humit", que emeten una quantitat mínima de soroll.

Per a què serveix el càlcul de la bomba del sistema de calefacció?

La majoria dels sistemes de calefacció autònoms moderns que s’utilitzen per mantenir una temperatura determinada als habitatges estan equipats amb bombes centrífugues que asseguren una circulació ininterrompuda de líquid al circuit de calefacció.

En augmentar la pressió del sistema, és possible reduir la temperatura de l’aigua a la sortida de la caldera de calefacció, reduint així el consum diari de gas que consumeix.

L’elecció correcta del model de bomba de circulació permet un ordre de magnitud per augmentar el nivell d’eficiència de l’equip durant la temporada de calefacció i proporcionar una temperatura confortable a les habitacions de qualsevol zona.

Selecció d'una bomba segons les seves característiques principals

Les principals característiques tècniques de qualsevol bomba de calefacció són:

Aquests paràmetres han d’assegurar una circulació suficient del refrigerant per a una transferència eficient d’energia tèrmica de la caldera als radiadors, de manera que han de correspondre tant a la potència del propi sistema com a la resistència hidràulica que hi ha durant la circulació del refrigerant. Per tant, per fer una selecció correcta d’una bomba per a un sistema de calefacció, és necessari conèixer aquests dos valors.

Els seus càlculs exactes, utilitzats per especialistes, són bastant feixucs i complicats. Per tant, amb l’autoselecció, podeu utilitzar càlculs simplificats mitjançant les fórmules simples següents i els indicadors mitjans recomanats que us permetran seleccionar les característiques òptimes de la bomba de circulació. A més, gairebé tothom pot fer aquests càlculs.

Tres opcions per calcular la potència tèrmica

Poden sorgir dificultats amb la determinació de l’indicador de potència tèrmica (R), per tant, és millor centrar-se en els estàndards generalment acceptats.

opció 1... Als països europeus, és habitual tenir en compte els indicadors següents:

• 100 W / m² - per a cases particulars petites;
• 70 W / m² - per a edificis de gran alçada;
• 30-50 W / m² - per a habitatges industrials i ben aïllats.

Opció 2... Les normes europees són molt adequades per a regions amb climes suaus. No obstant això, a les regions del nord, on hi ha glaçades severes, és millor centrar-se en les normes de SNiP 2.04.07-86 "Xarxes de calefacció", que tenen en compte la temperatura exterior de fins a -30 graus centígrads:

• 173-177 W / m2 - per a edificis petits, el nombre de plantes dels quals no excedeixi de dos;
• 97-101 W / m2 - per a cases de 3-4 plantes.

Opció 3... A continuació es mostra una taula mitjançant la qual podeu determinar de manera independent la potència tèrmica necessària, tenint en compte la finalitat, el grau de desgast i l’aïllament tèrmic de l’edifici.

Taula: com es determina la potència de calor necessària

Com es determina la potència del sistema de calefacció i el cabal de la bomba requerit

La potència tèrmica necessària del sistema de calefacció depèn de la quantitat de calor que es necessita per a un còmode escalfament de la casa i està en proporció directa amb la seva mida i les propietats d’aïllament tèrmic dels materials a partir de les quals s’obtenen les parets, el sostre, el sostre, el terra, es fan finestres, portes. No és difícil calcular la mida d'una casa o una part d'ella escalfada. Aquí hi ha prou cinta mètrica i calculadora.

És més difícil calcular amb precisió la pèrdua de calor a través d’estructures externes, ja que aquí s’ha de tenir en compte el seu material, gruix i característiques de disseny. Per tant, per fer un càlcul simplificat, podeu utilitzar els indicadors mitjans recomanats d’1-1,5 kW de potència tèrmica per cada 10 m2 d’una habitació climatitzada amb una alçada del sostre de fins a 3 m. Si l’habitació està ben aïllada, tindrà un valor inferior es pot utilitzar i, si no està aïllat o insuficientment aïllat, és millor utilitzar un valor més gran.

Per exemple, per a una casa ben aïllada amb una superfície de 120 m2, es necessitaran aproximadament 12 kW de potència tèrmica.Si la selecció d’una bomba de circulació es realitza per a un sistema de calefacció de circulació natural existent, es pot tenir en compte la potència de la caldera instal·lada.

Càlcul de la capacitat necessària de la bomba

Un cop decidida la potència tèrmica de la calefacció, podeu començar a calcular el cabal (capacitat) de la bomba de circulació. Per fer-ho, podeu utilitzar dues fórmules senzilles. El primer d’ells: P = Q / (1,16 x ΔT), (kg / h o l / h) On:

• Q– potència de calefacció calculada prèviament (W);
• ΔT és la diferència entre la temperatura de la canonada de subministrament i la "tornada", que per als sistemes convencionals, per regla general, es troba dins de 20 ° C, i per a terres càlids (aproximadament 5 °);
• 1,16 - coeficient tenint en compte la calor específica de l’aigua, W × h / kg × о С (per a altres refrigerants (anticongelant, oli) serà una mica diferent i, si cal, es pot trobar als llibres de consulta o a Internet) .

Una altra fórmula: P = 3,6 x Q / (s × ΔT), (l / h) On: s és la capacitat calorífica del portador de calor (per a aigua 4,2 kJ / kg × ° С). Utilitzant qualsevol d’aquestes fórmules, és possible determinar que, per exemple, per a un sistema de dues canonades amb una potència tèrmica de 12 kW, caldrà una bomba amb la següent capacitat (subministrament): P = 12000 / (1,16 × 20) = 517 l / h o 0,5 m3 / h

Càlcul del capçal necessari per superar la resistència hidràulica

Per seleccionar una bomba de circulació per a un sistema de calefacció, a més de la capacitat, és necessari determinar el seu cap (pressió), que ha de crear per superar la resistència hidràulica existent. Però primer cal conèixer la magnitud d’aquesta resistència. Per fer un càlcul simplificat, podeu utilitzar la fórmula: J = (F + R × L) / p × g (m) On:

• L és la longitud de la canonada fins al radiador més llunyà (m);
• R és la resistència hidràulica específica de la secció de canonada recta (Pa / m);
• p és la densitat del refrigerant (per a aigua - 1000 kg / m3);
• F - augment de la resistència a les vàlvules de connexió i tancament (Pa);
• g - 9,8 m / s 2 (acceleració de la gravetat).

Els valors exactes de R i F per a diferents tubs, vàlvules de connexió i tancament de diferents tipus es poden trobar a la literatura de referència. Per al nostre càlcul simplificat, podeu utilitzar les dades mitjanes d’aquests valors obtinguts experimentalment: R - 100-150 Pa / m (com més gran sigui el diàmetre de les canonades i més llisa sigui la seva superfície interna, menys resistència); Es pot prendre F en funció del tipus d’equipament:

• addicionalment, fins a un 30% de les pèrdues en una canonada recta - per a cada connexió de connexió d'aquesta secció;
• fins a un 20%: per a un mesclador de tres direccions o dispositius similars;
• fins al 70%: per al regulador.

També podeu utilitzar la fórmula proposada pels especialistes del conegut fabricant de bombes Wilo per al càlcul: J = R × L × k, m On: k és el coeficient que té en compte l’increment de la resistència al control i al tancament -vàlvules de descàrrega:

• 1.3 - sistemes de calefacció senzills amb un nombre mínim d’equipaments;
• 2.2 - en presència de vàlvules de control;
• 2.6 - per a sistemes complexos.

Cal tenir en compte que si la circulació en un sistema amb dos o més circuits de cablejat (ramificacions) només la proporciona una bomba, s’hauria de tenir en compte la seva resistència total per seleccionar la seva pressió. Si cada circuit disposa d'una bomba separada, el càlcul de la potència tèrmica i la resistència de cadascun d'ells s'ha de realitzar per separat. El nombre de plantes d’un edifici, a l’hora de calcular la pressió, no té un gran paper. Com que en un sistema de calefacció tancat, la columna de líquid de la línia de subministrament s’equilibra amb la columna de “retorn”.

Nombre de velocitats de la bomba de circulació

La majoria dels models moderns de bombes de circulació estan equipats amb la possibilitat d’ajustar la velocitat del dispositiu. Sovint es tracta de models de tres velocitats amb els quals podeu ajustar la quantitat de calor que entra a l'habitació. Per tant, amb un brusc fred, la velocitat de la bomba augmenta i, en cas d’escalfament, es redueix de manera que la temperatura de l’aire a les habitacions es mantingui còmoda per viure.

Per al canvi de marxes, hi ha una palanca especial situada al cos del dispositiu. Els models de bombes de circulació equipats amb un sistema de control de velocitat automàtic per al funcionament del dispositiu, en funció del canvi de temperatura de l’aire exterior, són molt populars.

Cal tenir en compte que aquesta és només una de les opcions per a aquest tipus de càlculs. Alguns fabricants utilitzen un mètode de càlcul lleugerament diferent a l’hora de seleccionar una bomba. Podeu demanar a un especialista qualificat que faci tots els càlculs, informant-li dels detalls del dispositiu d’un sistema de calefacció específic i descrivint les condicions per al seu funcionament. Normalment, es calculen els indicadors de càrrega màxima en què funcionarà el sistema. En condicions reals, la càrrega de l’equip serà menor, de manera que podeu adquirir amb seguretat una bomba de circulació, les característiques de la qual són lleugerament inferiors als indicadors calculats. No és aconsellable comprar una bomba més potent, ja que això comportarà costos innecessaris, però el sistema no millorarà el rendiment.

Després d’haver obtingut totes les dades necessàries, s’haurien d’estudiar les característiques del flux de pressió de cada model, tenint en compte les diferents velocitats de funcionament. Aquestes característiques es poden presentar en forma de gràfic. A continuació es mostra un exemple d’aquest gràfic, en el qual també es marquen les característiques calculades del dispositiu.

Mitjançant aquest gràfic, podeu seleccionar un model adequat de bomba de circulació per a calefacció segons els indicadors calculats per al sistema d’una casa particular en particular.

El punt A correspon als indicadors requerits i el punt B indica les dades reals d’un model de bomba específic, el més a prop possible dels càlculs teòrics. Com més petita sigui la distància entre els punts A i B, millor serà el model de bomba adequat per a les condicions específiques de funcionament.

Control de velocitat de la bomba de circulació

Les velocitats de la bomba són la capacitat de l’instrument de variar el rendiment. És fàcil esbrinar la disponibilitat dels modes; no s’indica una potència a la descripció, sinó diverses (normalment tres).

Llegiu-ne més: Com es calcula un generador eòlic mitjançant les fórmules

De la mateixa manera, la velocitat de rotació i la productivitat s’indiquen en tres versions. Per exemple: 70/50/35 W (potència), 2200/1900/1450 rpm (velocitat de rotació), capçal 4/3/2 m.

Hi ha models que canvien automàticament la velocitat de treball (i, per tant, el rendiment), en funció de la temperatura ambient.

Hi ha un interruptor especial al cos de la bomba per canviar el mode. Es recomana als models manuals configurar el mode de màxima potència i baixar-lo si cal. Als dispositius automàtics, només cal desbloquejar el regulador.

La presència de modes de velocitat no és només per augmentar el confort. També està justificat econòmicament. Un dispositiu de mode pot estalviar fins a un 40% d'energia mitjançant un dispositiu convencional.

La majoria de models de bomba de circulació tenen una funció per ajustar la velocitat del dispositiu. Com a regla general, es tracta de dispositius de tres velocitats que permeten controlar la quantitat de calor que s’envia per escalfar l’habitació. En cas de fred intens, la velocitat del dispositiu augmenta i, quan es fa més calent, es redueix, mentre que el règim de temperatura a les habitacions es manté còmode per romandre a la casa.

Per canviar la velocitat, hi ha una palanca especial situada a la carcassa de la bomba. Els models de dispositius de circulació amb un sistema de control automàtic d’aquest paràmetre en funció de la temperatura a l’exterior de l’edifici són molt demandats.

Per canviar la velocitat, hi ha una palanca especial situada a la carcassa de la bomba. Els models de dispositius de circulació amb un sistema de control automàtic d’aquest paràmetre en funció de la temperatura exterior de l’edifici són molt demandats.

La majoria de models de bomba de circulació tenen una funció per ajustar la velocitat del dispositiu. Com a regla general, es tracta de dispositius de tres velocitats que permeten controlar la quantitat de calor que s’envia per escalfar l’habitació.En cas de fred intens, la velocitat del dispositiu augmenta i, quan es fa més calent, es redueix, mentre que el règim de temperatura a les habitacions es manté còmode per romandre a la casa.

Com es calcula la bomba de circulació de la calefacció a partir de la potència de la caldera

Sovint passa que la caldera es va comprar per endavant i que els elements restants del sistema es seleccionen més endavant, centrant-se en els indicadors de potència de l’escalfador declarats pel fabricant. Sovint, es compra una bomba de circulació per a la modernització dels sistemes de calefacció de circulació natural per tal d’assegurar la possibilitat d’accelerar el moviment del refrigerant.

Si es coneix la potència de la caldera, utilitzeu la fórmula: Q = N / (t2-t1)

Q - cabal de la bomba en metres cúbics / h;

N és la potència de la caldera en W;

t2 - temperatura de l'aigua en graus centígrads a la sortida de la caldera (entrada al sistema);

t1: a la línia de retorn.

Com es calcula la resistència hidràulica?

Per no comptar manualment, utilitzeu la nostra calculadora.

Ja s'ha comentat que la selecció d'una bomba de circulació per al sistema de calefacció està directament influïda per un paràmetre tan important com la resistència hidràulica, que es crea amb elements individuals del sistema de calefacció, que permet calcular l'alçada de succió de la bomba i, com a resultat, permet triar un model d’equip en termes de potència i pressió creada. Per calcular la succió de la bomba (indicada per la lletra H), utilitzeu la fórmula següent:

H = 1,3 x (R1L1 + R2L2 + Z1 …… ..Zn) / 10000

Els paràmetres utilitzats en aquesta fórmula es mostren a la taula.

Els valors R1 i R2 que s'apliquen a aquesta taula s'han de seleccionar d'una taula d'informació especial.

Els valors de la resistència hidràulica creats per diversos dispositius utilitzats per equipar els sistemes de calefacció, com a norma general, es prescriuen a la documentació tècnica dels mateixos. Si no hi ha aquesta informació al passaport del dispositiu, podeu fer les lectures aproximades de la resistència hidràulica (vegeu la taula).

Hi ha taules d’informació especials que permeten conèixer la resistència hidràulica de gairebé qualsevol element de l’equip del sistema de calefacció.

Conegut l’elevació de la succió, per al càlcul de la qual s’utilitza la fórmula anterior, podeu seleccionar ràpidament una bomba de circulació segons la seva capacitat i esbrinar-ne el cap requerit.

Com triar una bomba de circulació segons les dades obtingudes

Després de completar els càlculs i determinar els principals paràmetres (cabal i pressió), procedirem a la selecció d’una bomba de circulació adequada. Per fer-ho, fem servir gràfics de les seves característiques tècniques (B), que es poden trobar al passaport o a les instruccions d’ús. Aquest gràfic hauria de tenir dos eixos amb els valors del cap (generalment en m) i del cabal (capacitat) en m3 / h, l / h o l / s. En aquest gràfic representem les dades obtingudes durant el càlcul, en la dimensió adequada i en la seva intersecció trobem el punt (A). Si està per sobre de la corba característica de la bomba (A3), aquest model no ens convé. Si el punt cau al gràfic (A2) o es troba a sota (A1), és una opció adequada. Però cal tenir en compte que si el punt és significativament inferior al gràfic (A1), això significa que la bomba tindrà una reserva de potència excessiva, cosa que tampoc és pràctica, ja que consumirà més electricitat i el seu cost també ser superior al model, el gràfic característic que serà el més proper possible al nostre punt.

Hi ha models de bombes que no tenen una, sinó 2-3 velocitats.Els gràfics de les seves característiques no tindran una, sinó, respectivament, 2 o 3 línies. En aquest cas, la selecció de la bomba s’ha de fer segons el calendari de la velocitat que s’utilitzarà o tenint en compte totes les línies, si s’utilitzaran totes les velocitats.

Què més influeix en l’elecció

La selecció d’una bomba per a un sistema de calefacció, a més dels seus paràmetres principals (pressió i cabal), pot influir en alguns altres factors, com ara: fabricant, factura, durabilitat, temperatura màxima de funcionament, cost, etc. Sovint estan relacionats. Les bombes de qualitat fiables "Wilo", "DAB", "Lowara", "Ebara" i "Pedrollo" solen tenir un preu elevat. Els models xinesos o nacionals, per regla general, són molt més econòmics, però no es garanteix la seva fiabilitat i funcionament a llarg termini. Aquí tot depèn de l'elecció personal: ja sigui un producte fiable d'alta qualitat a un preu més alt o una bomba de circulació més barata, però menys fiable, que potser caldrà canviar aviat. De vegades, per estalviar diners, compren Grundfos o Wilo usats. Sovint, normalment funcionen més que els nous xinesos, però si es compren a especialistes de confiança, que poden donar una certa garantia.

Un altre paràmetre de característiques tècniques que pot ser important a l’hora d’escollir una bomba de circulació és la temperatura màxima permesa per al seu funcionament, que també hauria de figurar al passaport o a les instruccions d’ús. Això és especialment important si la bomba s’ha d’instal·lar en un sistema de calefacció amb una caldera de combustible sòlid a la canonada d’alimentació. La temperatura màxima de funcionament permesa, en aquest cas, ha de ser d'almenys 110 ° C. No obstant això, si s'instal·larà a la línia de retorn, aquest paràmetre no és tan important, ja que la temperatura del refrigerant en aquest lloc poques vegades supera els 70 ° C.

Vídeos relacionats:

Taula de selecció de bomba empírica

Nota: a la tercera columna, el primer número és el diàmetre dels broquets, el segon és l’alçada d’elevació.

Mitjançant les dades anteriors, podeu seleccionar fàcilment el dispositiu adequat per a un funcionament estable i a llarg termini sense molèsties.

Cavitació al sistema de calefacció i al subministrament d’aigua

La cavitació és un procés durant el qual es formen molècules de vapor en un sistema de calefacció a causa d’una disminució de la pressió. Aquest procés té lloc si el cabal del fluid disminueix o augmenta a les canonades.

Cavitació del sistema de calefacció

Si el sistema de calefacció es caracteritza per temperatures massa baixes o massa altes, aquest fenomen pot tenir un efecte negatiu. El vapor que es forma es acumula en bombolles i, si esclaten, danyen el material a partir del qual es fabriquen les canonades o altres components del sistema de calefacció.

Un dispositiu seleccionat correctament i un càlcul correcte de la potència de la bomba de circulació de la calefacció garantiran que el funcionament del sistema de calefacció i del sistema d’abastament d’aigua serà el més eficient.

Si no podeu fer operacions independents com el càlcul d'una bomba per a la calefacció o dubteu de la seva exactitud, és millor confiar aquesta qüestió a un professional en aquest camp. L'especialista no només ajudarà a triar una bomba o a fer càlculs, sinó que també s'ocuparà directament de la instal·lació de la bomba.