Výpočet tlaku oběhového čerpadla topení. Kalkulačka pro výpočet výkonu oběhového čerpadla pro vytápění

Zde zjistíte:

• K čemu je výpočet čerpadla topného systému?
• Výběr čerpadla podle jeho hlavních charakteristik
• Jak vypočítat oběhové čerpadlo topení z výkonu kotle
• Jak zvolit oběhové čerpadlo podle získaných údajů
• Empirická tabulka pro výběr čerpadla
• Kavitace v topném systému a ve vodovodním systému
• Doporučení pro instalaci čerpadla

Hlavním úkolem oběhového čerpadla je zlepšit cirkulaci chladicí kapaliny prvky topného systému. Problém vstupu již ochlazené vody do topných těles je dobře znám obyvatelům horních podlaží bytových domů. Podobné situace jsou spojeny se skutečností, že chladicí kapalina v takových systémech se pohybuje velmi pomalu a má čas na ochlazení, dokud nedosáhne částí topného okruhu, které jsou ve značné vzdálenosti.

Při provozu autonomních topných systémů ve venkovských domech, kde se cirkulace vody provádí přirozeným způsobem, můžete také narazit na problém, když se radiátory instalované v nejvzdálenějších bodech okruhu sotva zahřívají. To je také důsledek nedostatečného tlaku chladicí kapaliny a jejího pomalého pohybu potrubím. Instalace cirkulačního čerpacího zařízení umožňuje těmto situacím zabránit jak v bytových domech, tak v soukromých domech. Nucená tvorba požadovaného tlaku v potrubí zajišťují taková čerpadla vysokou rychlost pohybu ohřáté vody i na nejvzdálenější prvky topného systému.

Čerpadlo zvyšuje účinnost stávajícího vytápění a umožňuje vylepšit systém přidáním dalších radiátorů nebo automatizačních prvků

Topné systémy s přirozenou cirkulací kapaliny, která přenáší tepelnou energii, ukazují svou účinnost, pokud se používají k vytápění domů malého prostoru. Pokud však takové systémy vybavíte oběhovým čerpadlem, můžete nejen zvýšit účinnost jejich použití, ale také ušetřit na vytápění a snížit množství energie spotřebované kotlem.

Konstrukčním řešením je oběhové čerpadlo motor, jehož hřídel přenáší rotaci na rotor. Na rotoru je instalováno kolo s lopatkami - oběžné kolo. Oběžné kolo, které se otáčí uvnitř pracovní komory čerpadla, tlačí ohřátou kapalinu do vstupního potrubí a vytváří tok chladicí kapaliny s požadovaným tlakem. Moderní modely oběhových čerpadel mohou pracovat v několika režimech, které vytvářejí různé tlaky chladicí kapaliny, která jimi prochází, v topných systémech. Tato možnost umožňuje rychle zahřát dům na začátku chladného počasí spuštěním čerpadla na maximální výkon a poté, když se v celé budově vytvoří příjemná teplota vzduchu, přepněte zařízení do ekonomického provozního režimu.

Zařízení oběhového čerpadla pro vytápění

Všechna oběhová čerpadla používaná k vybavení topných systémů jsou rozdělena do dvou širokých kategorií: zařízení s „mokrým“ a „suchým“ rotorem. U čerpadel prvního typu jsou všechny prvky rotoru neustále v chladicím médiu a u zařízení se „suchým“ rotorem je pouze část těchto prvků ve styku s čerpaným médiem. Čerpadla se „suchým“ rotorem se liší větším výkonem a vyšší účinností, ale během provozu vydávají značný hluk, což nelze říci o zařízeních s „mokrým“ rotorem, která vydávají minimální množství hluku.

K čemu je výpočet čerpadla topného systému?

Většina moderních autonomních topných systémů používaných k udržování určité teploty v obytných místnostech je vybavena odstředivými čerpadly, která zajišťují nepřerušovanou cirkulaci kapaliny v topném okruhu.

Zvyšováním tlaku v systému je možné snížit teplotu vody na výstupu z topného kotle, čímž se sníží denní spotřeba plynu, který spotřebovává.

Správná volba modelu oběhového čerpadla umožňuje řádově zvýšit úroveň účinnosti zařízení během topné sezóny a zajistit příjemnou teplotu v místnostech jakékoli oblasti.

Výběr čerpadla podle jeho hlavních charakteristik

Hlavní technické vlastnosti jakéhokoli čerpadla pro vytápění jsou:

Tyto parametry musí zajistit dostatečnou cirkulaci chladicí kapaliny pro efektivní přenos tepelné energie z kotle na radiátory, takže musí odpovídat jak výkonu samotného systému, tak hydraulickému odporu v něm během cirkulace chladicí kapaliny. Proto je pro správnou volbu čerpadla pro topný systém nutné znát obě tyto hodnoty.

Jejich přesné výpočty, které používají odborníci, jsou poměrně těžkopádné a komplikované. Díky vlastnímu výběru tedy můžete použít zjednodušené výpočty pomocí níže uvedených jednoduchých vzorců a doporučených průměrných indikátorů, které vám umožní vybrat optimální charakteristiky oběhového čerpadla. Navíc téměř každý může provádět takové výpočty.

Tři možnosti výpočtu tepelného výkonu

Při stanovení indikátoru tepelného výkonu (R) mohou nastat potíže, proto je lepší zaměřit se na obecně přijímané normy.

Možnost 1... V evropských zemích je zvykem brát v úvahu následující ukazatele:

• 100 W / čtvereční - pro soukromé domy malého prostoru;
• 70 W / čtvereční M. - pro výškové budovy;
• 30-50 W / m2 - pro průmyslové a dobře izolované obytné prostory.

Možnost 2... Evropské normy jsou vhodné pro regiony s mírným podnebím. V severních oblastech, kde jsou silné mrazy, je však lepší zaměřit se na normy SNiP 2.04.07-86 „Topné sítě“, které berou v úvahu venkovní teplotu až do -30 stupňů Celsia:

• 173-177 W / m2 - u malých budov, jejichž počet podlaží nepřesahuje dvě;
• 97-101 W / m2 - pro domy od 3-4 podlaží.

Možnost 3... Níže je uvedena tabulka, pomocí které můžete nezávisle určit požadovaný tepelný výkon s přihlédnutím k účelu, stupni opotřebení a tepelné izolaci budovy.

Tabulka: jak určit požadovaný tepelný výkon

Jak určit výkon topného systému a požadovaný průtok čerpadla

Požadovaný tepelný výkon topného systému závisí na množství tepla, které je potřebné pro pohodlné vytápění domu, a je přímo úměrný jeho velikosti a tepelně izolačním vlastnostem materiálů, ze kterých jsou jeho stěny, střecha, strop, podlaha, okna, dveře jsou vyrobeny. Není těžké vypočítat velikost domu nebo jeho vytápěné části. Stačí zde metr a kalkulačka.

Je obtížnější přesně vypočítat tepelné ztráty vnějšími strukturami, protože zde je třeba zohlednit jejich materiál, tloušťku a konstrukční vlastnosti. Pro zjednodušený výpočet tedy můžete použít doporučené průměrné hodnoty 1-1,5 kW tepelného výkonu na 10 m2 vytápěné místnosti s výškou stropu až 3 m. Pokud je místnost dobře izolovaná, pak může použít nižší hodnotu, a pokud není izolovaná nebo nedostatečná, pak je lepší použít větší hodnotu.

Například pro dobře izolovaný dům o rozloze 120 m2 bude zapotřebí přibližně 12 kW tepelné energie.Pokud je výběr cirkulačního čerpadla prováděn pro stávající topný systém s přirozenou cirkulací, lze zohlednit výkon instalovaného kotle.

Výpočet požadovaného výkonu čerpadla

Když se rozhodnete pro tepelný výkon vytápění, můžete začít počítat s dodávkou (výkonem) oběhového čerpadla. K tomu můžete použít dva jednoduché vzorce. První z nich: P = Q / (1,16 x ΔT), (kg / h nebo l / h) Kde:

• Q– dříve vypočítaný topný výkon (W);
• ΔT je rozdíl mezi teplotou přívodního potrubí a „zpátečkou“, která je pro konvenční systémy zpravidla v rozmezí 20 ° C a pro podlahové vytápění - asi 5 °;
• 1,16 - koeficient zohledňující měrné teplo vody, W × h / kg × о С (pro jiné nosiče tepla (nemrznoucí směs, olej) bude poněkud odlišný a v případě potřeby jej najdete v referenčních knihách nebo na Internet).

Další vzorec: P = 3,6 x Q / (s × ΔT), (l / h) Kde: s je tepelná kapacita nosiče tepla (pro vodu 4,2 kJ / kg × ° С). Pomocí kteréhokoli z těchto vzorců je možné určit, že například pro dvoutrubkový systém s tepelným výkonem 12 kW bude vyžadováno čerpadlo s následujícím výkonem (napájením): P = 12000 / (1,16 × 20) = 517 l / h nebo 0,5 m3 / h

Výpočet požadované hlavy k překonání hydraulického odporu

Pro výběr oběhového čerpadla pro topný systém je kromě výkonu nutné určit jeho výtlak (tlak), který musí vytvořit, aby překonal stávající hydraulický odpor. Nejprve ale musíte znát velikost tohoto odporu. Pro zjednodušený výpočet můžete použít vzorec: J = (F + R × L) / p × g (m) Kde:

• L je délka potrubí k nejvzdálenějšímu radiátoru (m);
• R je měrný hydraulický odpor přímého úseku potrubí (Pa / m);
• p je hustota chladicí kapaliny (pro vodu - 1000 kg / m3);
• F - zvýšení odporu v připojovacích a uzavíracích ventilech (Pa);
• g - 9,8 m / s 2 (gravitační zrychlení).

Přesné hodnoty R a F pro různá potrubí, připojovací a uzavírací ventily různých typů naleznete v referenční literatuře. Pro náš zjednodušený výpočet můžete použít průměrná data z těchto hodnot získaných experimentálně: R - 100 - 150 Pa / m (čím větší je průměr trubek a čím hladší je jejich vnitřní povrch, tím menší odpor); F lze použít v závislosti na typu armatury:

• navíc až 30% ztrát v přímém potrubí - pro každou spojovací armaturu v této sekci;
• až 20% - pro třícestný směšovač nebo podobná zařízení;
• až 70% - pro regulátor.

Pro výpočet můžete také použít vzorec navržený specialisty známého výrobce čerpadla Wilo: J = R × L × k, m Kde: k je koeficient, který zohledňuje zvýšení odporu v regulaci a zavření uzavírací ventily:

• 1.3 - jednoduché topné systémy s minimálním počtem armatur;
• 2.2 - za přítomnosti regulačních ventilů;
• 2.6 - pro složité systémy.

Je třeba mít na paměti, že pokud bude cirkulace v systému se dvěma nebo více elektroinstalačními obvody (větvemi) zajišťována pouze jedním čerpadlem, je třeba při výběru jeho tlaku zohlednit jejich celkový odpor. Pokud je každý okruh vybaven samostatným čerpadlem, musí být výpočet tepelného výkonu a odporu každého z nich proveden samostatně. Počet podlaží budovy při výpočtu tlaku nehraje velkou roli. Protože v uzavřeném topném systému je sloupec kapaliny v přívodním potrubí vyvážen sloupcem „zpátečka“.

Počet otáček oběhového čerpadla

Většina moderních modelů oběhových čerpadel je vybavena schopností upravovat rychlost zařízení. Nejčastěji se jedná o třírychlostní modely, pomocí kterých můžete upravit množství tepla vstupujícího do místnosti. Díky prudkému chladu se rychlost čerpadla zvýší a v případě oteplení se sníží, aby teplota vzduchu v místnostech zůstala pohodlná pro život.

Pro řazení je na těle zařízení umístěna speciální páka. Velmi oblíbené jsou modely oběhových čerpadel vybavených automatickým systémem regulace otáček pro provoz zařízení, v závislosti na změně teploty venkovního vzduchu.

Je třeba poznamenat, že toto je jen jedna z možností pro tento druh výpočtů. Někteří výrobci používají při výběru čerpadla mírně odlišnou metodu výpočtu. Můžete požádat kvalifikovaného odborníka, aby provedl všechny výpočty, informoval ho o podrobnostech zařízení konkrétního topného systému a popsal podmínky jeho provozu. Typicky se počítají indikátory maximálního zatížení, při kterých bude systém fungovat. Ve skutečných podmínkách bude zatížení zařízení nižší, takže můžete bezpečně zakoupit oběhové čerpadlo, jehož vlastnosti jsou o něco nižší než vypočítané ukazatele. Nákup výkonnějšího čerpadla se nedoporučuje, protože to povede ke zbytečným nákladům, ale nezlepší výkon systému.

Po získání všech potřebných údajů by měly být studovány charakteristiky tlaku a průtoku každého modelu s přihlédnutím k různým provozním rychlostem. Tyto charakteristiky lze prezentovat ve formě grafu. Níže je uveden příklad takového grafu, ve kterém jsou také vyznačeny vypočítané vlastnosti zařízení.

Pomocí tohoto grafu můžete vybrat vhodný model oběhového čerpadla pro vytápění podle indikátorů vypočítaných pro systém konkrétního soukromého domu

Bod A odpovídá požadovaným indikátorům a bod B označuje skutečná data konkrétního modelu čerpadla, co nejblíže teoretickým výpočtům. Čím menší je vzdálenost mezi body A a B, tím lépe je model čerpadla vhodný pro konkrétní provozní podmínky.

Regulace otáček oběhového čerpadla

Rychlost pumpy je schopnost přístroje měnit výkon. Je snadné zjistit dostupnost režimů - v popisu nebude uveden jeden výkon, ale několik (obvykle tři).

Přečtěte si více: Jak vypočítat větrný generátor pomocí vzorců

Stejným způsobem jsou rychlost otáčení a produktivita indikovány ve třech verzích. Například: 70/50/35 W (výkon), 2200/1900/1450 ot / min (rychlost otáčení), hlava 4/3/2 m.

Existují modely, které automaticky mění rychlost práce (a tím i výkon) v závislosti na okolní teplotě.

Na tělese čerpadla je speciální spínač pro změnu režimu. Manuálním modelům se doporučuje nastavit režim maximálního výkonu a v případě potřeby jej vypnout. U automatických zařízení stačí vyjmout regulátor ze zámku.

Přítomnost rychlostních režimů neslouží pouze ke zvýšení pohodlí. Je to také ekonomicky oprávněné. Režimové zařízení může ušetřit až 40% energie oproti běžnému.

Většina modelů oběhového čerpadla má funkci pro nastavení rychlosti zařízení. Jedná se zpravidla o třírychlostní zařízení, která vám umožňují řídit množství tepla, které se odesílá k vytápění místnosti. V případě prudkého chladu se rychlost zařízení zvýší, a když se oteplí, sníží se, zatímco teplotní režim v místnostech zůstane pohodlný pro pobyt v domě.

Pro změnu rychlosti je na tělese čerpadla umístěna speciální páka. Modely cirkulačních zařízení s automatickým řídicím systémem tohoto parametru v závislosti na venkovní teplotě jsou velmi žádané.

Pro změnu rychlosti je na tělese čerpadla umístěna speciální páka. Modely cirkulačních zařízení s automatickým řídicím systémem tohoto parametru v závislosti na venkovní teplotě jsou velmi žádané.

Většina modelů oběhového čerpadla má funkci pro nastavení rychlosti zařízení. Jedná se zpravidla o třírychlostní zařízení, která vám umožňují řídit množství tepla, které se odesílá k vytápění místnosti.V případě prudkého chladu se rychlost zařízení zvýší, a když se oteplí, sníží se, zatímco teplotní režim v místnostech zůstane pohodlný pro pobyt v domě.

Jak vypočítat oběhové čerpadlo topení z výkonu kotle

Často se stává, že kotel byl zakoupen předem a zbytek prvků systému je vybrán později se zaměřením na indikátory výkonu ohřívače deklarované výrobcem. K modernizaci topných systémů s přirozenou cirkulací je často nakupováno oběhové čerpadlo, aby byla zajištěna možnost zrychlení pohybu chladicí kapaliny.

Pokud je znám výkon kotle, použijte vzorec: Q = N / (t2-t1)

Q - průtok čerpadla v kubických metrech / h;

N je výkon kotle ve W;

t2 - teplota vody ve stupních Celsia na výstupu z kotle (vstup do systému);

t1 - na zpětném potrubí.

Jak vypočítat hydraulický odpor?

Abyste nepočítali ručně, použijte naši kalkulačku.

Již bylo řečeno, že výběr oběhového čerpadla pro topný systém je přímo ovlivněn tak důležitým parametrem, jako je hydraulický odpor, který je vytvářen jednotlivými prvky topného systému, umožňuje vypočítat sací výšku díky tomu umožňuje zvolit model zařízení z hlediska výkonu a generovaného tlaku. Pro výpočet sání čerpadla (označeného písmenem H) použijte následující vzorec:

H = 1,3 x (R1L1 + R2L2 + Z1 …… .. Zn) / 10 000

Parametry použité v tomto vzorci jsou uvedeny v tabulce.

Hodnoty R1 a R2, které se vztahují k této tabulce, by měly být vybrány ze speciální informační tabulky.

Hodnoty hydraulického odporu, které jsou vytvářeny různými zařízeními používanými k vybavení topných systémů, jsou zpravidla předepsány v technické dokumentaci. Pokud v pasu zařízení nejsou žádné takové informace, můžete provést přibližné hodnoty hydraulického odporu (viz tabulka).

Existují speciální informační tabulky, které vám umožňují zjistit hydraulický odpor pro téměř jakýkoli prvek zařízení topného systému.

Znáte-li sací zdvih, pro jehož výpočet se používá výše uvedený vzorec, můžete rychle vybrat oběhové čerpadlo podle jeho výkonu a zjistit jeho požadovanou výšku.

Jak zvolit oběhové čerpadlo podle získaných údajů

Po dokončení výpočtů a určení hlavních parametrů (průtok a tlak) přistoupíme k výběru vhodného oběhového čerpadla. K tomu používáme grafy jejich technických charakteristik (B), které jsou uvedeny v pasu nebo v provozních pokynech. Takový graf by měl mít dvě osy s hodnotami dopravní výšky (obvykle vm) a průtoku (kapacity) vm3 / h, l / h nebo l / s. Na tomto grafu zakreslíme data získaná během výpočtu, v příslušné dimenzi a v jejich průsečíku najdeme bod (A). Pokud je nad charakteristickou křivkou čerpadla (A3), pak nám tento model nevyhovuje. Pokud bod spadne na graf (A2) nebo je pod ním (A1), pak je to vhodná volba. Je však třeba mít na paměti, že pokud je bod výrazně nižší než graf (A1), znamená to, že čerpadlo bude mít nadměrnou rezervu výkonu, což je také nepraktické, protože bude spotřebovávat více elektřiny a jeho náklady budou také být vyšší než model, charakteristický graf, který bude co nejblíže našemu bodu.

Existují modely čerpadel, které nemají jednu, ale 2-3 rychlosti.Grafy jejich charakteristik nebudou mít jeden, ale 2 nebo 3 řádky. V tomto případě musí být výběr čerpadla proveden podle harmonogramu otáček, které budou použity, nebo s ohledem na všechna vedení, pokud jsou použity všechny rychlosti.

Co jiného ovlivňuje výběr

Výběr čerpadla pro topný systém může být kromě jeho hlavních parametrů (tlak a průtok) ovlivněn některými dalšími faktory, například: výrobcem, zpracováním, trvanlivostí, maximální provozní teplotou, náklady atd. Často jsou příbuzní. Kvalitní čerpadla spolehlivých čerpadel „Wilo“, „DAB“, „Lowara“, „Ebara“ a „Pedrollo“ mají obvykle vysoké náklady. Čínské nebo domácí modely jsou zpravidla mnohem levnější, ale neexistuje záruka jejich spolehlivosti a dlouhodobého provozu. Zde vše závisí na osobní volbě: buď vysoce kvalitní spolehlivý produkt za vyšší cenu, nebo levnější, ale méně spolehlivé cirkulační čerpadlo, které bude možná brzy nutné vyměnit. Někdy kvůli úspoře peněz kupují ojetý Grundfos nebo Wilo. Obvykle pracují déle než nové čínské, ale pokud jsou zakoupeny od důvěryhodných specialistů, kteří vám mohou poskytnout určitou záruku.

Dalším technickým parametrem, který může být důležitý při výběru oběhového čerpadla, je maximální dovolená teplota pro jeho provoz, která by měla být rovněž uvedena v pasu nebo provozním návodu. To je zvláště důležité, pokud má být čerpadlo instalováno v topném systému s kotlem na tuhá paliva na přívodním potrubí. Jeho maximální přípustná provozní teplota, v tomto případě, musí být alespoň 110 ° C. Pokud však bude nainstalován na zpětném potrubí, pak tento parametr není tak důležitý, protože teplota chladicí kapaliny na tomto místě zřídka překračuje 70 ° C.

Související videa:

Empirická tabulka pro výběr čerpadla

Poznámka: ve třetím sloupci je prvním číslem průměr trysek, druhým je výška zdvihu.

Pomocí uvedených údajů můžete snadno vybrat správné zařízení pro stabilní a dlouhodobý provoz bez velkých potíží.

Kavitace v topném systému a ve vodovodním systému

Kavitace je proces, během kterého se v topném systému v důsledku poklesu tlaku tvoří molekuly páry. K tomuto procesu dochází, pokud se průtok kapaliny v potrubí snižuje nebo zvyšuje.

Kavitace topného systému

Pokud se topný systém vyznačuje příliš nízkými nebo příliš vysokými teplotami, může mít tento jev negativní dopad. Vznikající pára se hromadí v bublinách, a pokud prasknou, poškodí tím materiál, ze kterého jsou vyrobeny trubky nebo jiné součásti topného systému.

Správně zvolené zařízení a správně provedený výpočet výkonu oběhového čerpadla topení zaručí, že provoz topného systému a vodovodního systému bude nejefektivnější.

Pokud nemůžete samostatně provádět takové operace, jako je výpočet čerpadla pro vytápění, nebo pochybujete o jejich správnosti, je lepší svěřit tuto záležitost odborníkovi v této oblasti. Specialista vám pomůže nejen s výběrem čerpadla nebo s výpočty, ale také se bude zabývat přímo instalací čerpadla.