Немного о порядке выбора насосов систем бытового теплоснабжения
[rank_math_breadcrumb]

Оснащая свой дом или склад, минипроизводство котельной, мы неизбежно сталкиваемся с неизбежностью установки насоса, призванного обеспечить приемлемую циркуляцию теплоносителя в системах отопления и ГВС. В случае применения газового двухконтурного котла эта проблема решается в самом начале установкой производителем в сам котел встроенного насоса. Который изначально рассчитан на то, чтобы «продавить» вашу систему отопления, которая смонтирована именно под данный котел. Вода ГВС идет под напором из водопровода. Поэтому при применении однотрубной (тупиковой) системы ГВС не нуждается в дополнительном насосе.

То же бывает и с электрокотлами. Там также обычно смонтирован внутренний циркуляционный насос.

Все совершенно иначе, когда покупают твердотопливный котел либо когда система отопления и котел «развязаны». Т.е. между котлом и системой отопления устанавливается термогидравлический разделитель либо аккумулирующий бак. В том и в другом случае нам нужно установить минимум два циркуляционных насоса. Один будет «прокручивать» контур котел- разделитель (аккумулятор). Второй- разделитель — системы отопления. При применении полноценного бойлера ГВС в схеме будет необходима установка еще и третьего насоса — загрузочного насоса ГВС. Каждый из вышеперечисленных насосов будет рассчитываться и выбираться на свои рабочие  параметры. А именно:

  1. Питающее напряжение, U;
  2. Максимальная рабочая температура, T;
  3. Расчетный расход теплоносителя, G;
  4. Расчетный напор, H;
  5. Минимальный подпор, NPSH;
  6. Максимальное давление в системе, P.

Также насосы могут быть разного  исполнения:

  1. Односкоростные;
  2. Трехскоростные;
  3. Частотно-регулируемыми

Односкоросной насос (для ГВС)

Трехскоростной насос (системы отопления, котловой контур)

Насос с ЧРП (частотный преобразователь- для переменных систем отопления)

Рассмотрим особенности выбора всех трех насосов.

  1. Циркуляционный насос контура котел — гидравлический разделитель (аккумуляторная емкость). Насос №1. Для насосов всех типов ввиду их малой мощности принимаем питающее напряжение ~220B.

Допустим, наш твердотопливный котел может выдавать воду с рабочей температурой 90/700С. Кажется, что мы можем взять и насос с такой рабочей температурой. Однако по факту вода в котле может достигнуть и 1000С (если наш котел вдруг по какой-то причине вдруг вскипит — останов циркуляционного насоса к примеру). Поэтому зададимся именно максимально возможной температурой именно 1000С. Мы примем серию WILО Star RS c максимальной рабочей температурой 1100C.

Далее определимся с расчетным расходом теплоносителя. Пусть максимальная мощность  системы отопления и среднечасовая мощность системы ГВС составит в сумме 20 кВт. G=Q/ΔТх1000, где:

— G- расход теплоносителя, т/ч;

— Q- количество теплоты. Q=20000х0.86=17200 ккал/ч;

— ΔТ- температурный напор. ΔТ=Тпод-Тобр. Где Т под- температура подающего трубопровода. Согласно паспорта котла Тпод= +900С. Т обр.- температура обратного трубопровода Согласно паспорта котла +700С. Тогда ΔТ=90-700С=200С.

— 1000- коэффициент теплоемкости воды.

Тогда G=17200/(90-70)х1000=0.86т/ч

Расчетный напор Н должен быть не менее фактического сопротивления контура котел-разделитель. Из паспорта на котел можно узнать его гидравлическое сопротивление. Допустим, оно при номинальном расходе теплоносителя составляет 0.5 м.в.ст. Сюда же плюсуем сопротивление арматуры, обратного клапана для насоса, гидроразделителя. Допустим, полное сопротивление у нас получилось 1.0 м.в.ст. На всякий случай, добавим сюда еще 0.5 м.в.ст. Итого принимает равным 1.5 м.в.ст.

Минимальный подпор NPSН – величина давления на всасе насоса, при котором он гарантированно не будет квитировать при данной расчетной температуре. Место установки насоса оказывает существенно влияние на значение его кавитации. В целях снижения этого параметра и повышения ресурса самого насоса устанавливаем его на обратном трубопроводе. Максимальная температура возвращаемой в котел воды отопления составляет 700С. Для, предположим, насоса WILО Star RS 15/2-130 значение NPSH при данной температуре будет равно 0.026 бар при работе на расчетной 2 скорости. Но может оказаться, что циркуляция воды на 2 скорости окажется неудовлетворительной и придется включить насос на 3 высшую скорость. Тут значение NPSH будет равно 0.039 бар. Давление подпитки должно быть не менее этого значения!

Максимальное давление воды в системе — давление воды, при котором насос будет нормально работать не разрушаясь. Бытовые циркуляционные насосы могут быть разного исполнения. Но минимальное давление, на которое они все же рассчитаны, это 6 бар. Т.е. для небольших бытовых систем этот параметр не имеет существенного значения и на него внимание можно не обращать.

Насос контура котел- разделитель

  1. Циркуляционный насос контура гидравлический разделитель- система отопления. Насос №2.

Поскольку наш твердотопливный котел выдает воду с рабочей температурой 90/700С, то и в термогидравлическом разделителе будет именно такая же температура. Максимальная 900С. Как правило, циркуляционный насос для внутренних систем устанавливается на подающем трубопроводе. Поскольку он в ряде случаев повышает надежность работы систем отопления при низком давлении подпиточной воды. Мы также поставим его на подающий трубопровод после смесительного клапана. Значит, максимальная его рабочая температура составит 900С. Мы примем серию WILО Star RS c максимальной рабочей температурой 1100C.

Предположим, мощность максимальная системы отопления составляет 12 кВт.

Далее определимся с расчетным расходом теплоносителя для системы отопления. Пусть максимальная мощность  системы отопления и среднечасовая мощность системы ГВС составит в сумме 20 кВт. G=Q/ΔТх1000, где:

— G- расход теплоносителя, т/ч;

— Q- количество теплоты. Q=12000х0.86=10320 ккал/ч;

— ΔТ- температурный напор. ΔТ=Тпом-Тул. Где Т пом- температура в помещении. Примем +200С. Т ул- минимальная температура на улице. Принимаем -300С. Тогда ΔТ=20-(-30)0С=500С.

— 1000- коэффициент теплоемкости воды.

Тогда G=10320/(20-(-30))х1000=0.21 т/ч

Расчетный напор Н должен быть не менее фактического сопротивления контура разделитель — системы отопления. Сопротивлением разделителя а тем более аккумулирующей емкости можно пренебречь. Сопротивление системы отопления, состоящей из радиаторов или тем более, из стальных регистров для малой мощности и в отсутствии балансировочной арматуры может быть около полуметра.  Сюда же плюсуем сопротивление арматуры, обратного клапана для насоса, гидроразделителя. Допустим, полное сопротивление у нас получилось 1.0 м.в.ст. На всякий случай, добавим сюда еще 1.0 м.в.ст. Итого принимает равным 2.0 м.в.ст.

Максимальная температура подаваемой воды отопления составляет 900С. Для, предположим, насоса WILО Star RS 25/2-130 значение NPSH при данной температуре будет равно 0.025 бар при работе на расчетной 2 скорости. Но может оказаться, что циркуляция воды на 2 скорости окажется неудовлетворительной и придется включить насос на 3 высшую скорость. Тут значение NPSH будет равно 0.037 бар.

Максимальное давление воды в системе — давление воды, при котором насос будет нормально работать не разрушаясь. Бытовые циркуляционные насосы могут быть разного исполнения. Но минимальное давление, на которое они все же рассчитаны, это 6 бар.

Насос контура разделитель- система отопления

  1. Загрузочный насос ГВС

Данный насос будет прогонять горячую воду от гидроразделителя на бойлер ГВС. Вода берется с максимальной рабочей температурой 900С. Поскольку насос устанавливается также после гидрострелки и качает химподготовленную (не сырую) воду. То мы может использовать все ту же серию WILО Star RS c максимальной рабочей температурой 1100C.

Допустим, среднечасовая нагрузка для системы ГВС у нас будет 8 кВт.

G=Q/ΔТх1000, где:

— G- расход теплоносителя, т/ч;

— Q- количество теплоты. Q=8000х0.86=6880 ккал/ч;

— ΔТ- температурный напор. ΔТ=Тпод-Тобр. Где Т под- температура подающего трубопровода. Согласно паспорта котла Тпод= +900С. Т обр.- температура обратного трубопровода Согласно паспорта котла +700С. Тогда ΔТ=90-700С=200С.

— 1000- коэффициент теплоемкости воды.

Тогда G=6880/(90-70)х1000=0.344т/ч

Расчетный напор Н должен быть не менее фактического сопротивления контура разделитель-бойлер ГВС. Допустим, сопротивлене бойлера при номинальном расходе через него греющего теплоносителя будет равно 1.0 м.в.ст. Сюда же плюсуем сопротивление арматуры, обратного клапана для насоса, гидроразделителя. Допустим, полное сопротивление у нас получилось 1.5 м.в.ст. На всякий случай, добавим сюда еще 0.5 м.в.ст. Итого принимает равным 2.0 м.в.ст.

Максимальная температура подаваемой воды от котла составляет 900С. Для, предположим, насоса WILО Star RS 15/2-130 значение NPSH при данной температуре будет равно 0.037 бар при работе на расчетной 3 скорости. Если скорость подачи воды на бойлер будет удовлетворительной, то можно попытаться установить насос на 2 скорость.

Максимальное давление воды в системе — давление воды, при котором насос будет нормально работать не разрушаясь. Бытовые циркуляционные насосы могут быть разного исполнения. Но минимальное давление, на которое они все же рассчитаны, это 6 бар.

При применении в схеме насоса рециркуляции (т.е при наличии движении нагретой воды ГВС по внутреннему кольцу) этот насос будет другого исполнения, предназначенного для агрессивной горячей воды- бронзовым, со специальным покрытием.

Загрузочный насос бойлера ГВС

Несмотря на требования нормативных документов, требующих обеспечить установку резервного насоса в системе отопления, для малых бытовых систем отопления возможна установка только одного насоса. Поскольку современный уровень производства обеспечивает достаточную их надежность. Котловой же насос для твердотопливного котла следует в обязательном порядке подключить через источник бесперебойного питания. Особенно в тех местах, где иногда случается отключение электроэнергии.

Оптимальный тип насосов для бытовых систем — трехскоростные. Поскольку они существенно дешевле насосов с частотным приводом. Но, в отличие от односкоростных, позволяют по необходимости менять напорно/расходную характеристику, подстраиваясь под конкретные системы теплоснабжения.