Tento článek popisuje, jak vypočítat parametry oběhového čerpadla v topném systému, na základě malého množství technických informací o vlastnostech a vlastnostech tohoto systému. Tato metoda výpočtu se používá především u soukromých nízkopodlažních budov.

Připravili jsme příklad výpočtu, abychom vám názorně ukázali, že ve skutečnosti je výpočet důležitých parametrů pro určení optimální charakteristiky oběhového čerpadla mnohem jednodušší, než by se na první pohled mohlo zdát.

Oběhové čerpadlo se volí podle dvou hlavních charakteristik: H – tlak, vyjádřený v metrech; Q – průtok, vyjádřený v m 3 / hod.

Stanovení tlaku oběhového čerpadla

Čerpadlo musí vytvořit potřebný tlak, aby kapalina mohla překonat všechny překážky v topném systému a naplnit chladiče chladicí kapalinou. Při navrhování nového systému jsou možné přesné výpočty s přihlédnutím k odolnosti všech prvků závitu (trubky, tvarovky, tvarovky a zařízení); Obvykle jsou potřebné informace uvedeny v pasech vybavení. Pokud takové informace nejsou k dispozici, můžete použít vzorec:

Vzorec pro výpočet tlaku

  • 1,2 – směšovač/zařízení zabraňující přirozené cirkulaci;
  • pokud instalace není vybavena termostatickým ventilem ani směšovačem, ZF = 1,3;
  • pro okruh s termostatickým ventilem ZF = 1,3 x 1,7 = 2,2;
  • když systém zapne obě zařízení ZF = 1,3 x 1,7 x 1,2 = 2,6.

Výpočet výkonu oběhového čerpadla

Pro výpočet výkonu oběhového čerpadla Q pu je nutné znát tepelný výkon Q, měrné teplo chladiva Cw, jeho hustota p a teplotní rozdíl konstrukce Δt.

Průtok čerpadla v místě návrhu se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

Výpočet výkonu čerpadla

Symbol vzorce popis
Q Tepelný tok nebo tepelný výkon. V tomto případě hovoříme o požadované tepelné zátěži nebo dostupném výkonu kotle, který musí odpovídat danému úkolu.
p Hustota chladicí kapaliny. V tomto případě můžete přijmout ≈ 1 kg/l. (voda).
Cw Specifické teplo. Vypočteno jako 1,16 W*h/kg*K (voda).
Δt Rozdíl teplot Δt závisí na typu topného systému: Δt=20 °C pro standardní dvoutrubkové systémy; Δt=10 °C pro nízkoteplotní topné systémy a vytápěné podlahy.

Příklad výpočtu

Pomocí tohoto příkladu jako vodítka můžete spolehlivě pochopit, jak provádět výpočty pro určení parametrů oběhového čerpadla. Kromě toho níže uvedený náčrt obsahuje všechny potřebné údaje pro výpočet výkonu a výšky zdvihu.

Skica

Náčrt pro příklad výpočtu

Pohledem na náčrt můžete určit následující hodnoty:

  • šířka – 15 m;
  • délka – 20 m;
  • výška – 12 m;
  • rok výstavby – 1990;
  • ZF = 2,2 (armatury + ventil termostatu);
  • tlaková ztráta – 120Pa/m;
  • tepelná ztráta – 80 kW;
  • teplota v topném systému – 75/55.

Výpočet hlavy N

  1. R = 120 Pa/m;
  2. L = (15+20+12)*2=94 min
  3. ZF = 2.2

Výpočet Q průtokupu

  1. Q = 80 kW
  2. p = 1 kg/l
  3. Cw = 1,16 (Wh*h)/(kg*K)
  4. At = 75C-55C = 20K

Nejdůležitější údaje pro stanovení optimálních parametrů oběhového čerpadla byly úspěšně vypočteny. V další fázi je nutné pomocí katalogu nebo po konzultaci s prodavači na prodejně určit skupinu čerpadel, jejichž parametry zahrnují požadovaný provozní bod.

READ
Kde lze LED žárovky použít?

Jako příklad použijeme online program Grundfos. Tato aplikace je zdarma. Rozhraní a funkce programu budou podrobněji popsány níže.

Identifikace čerpadla prostřednictvím webové stránky Grundfos

Aby bylo možné vybrat čerpadlo na základě softwarové platformy, spustil Grundfos online aplikaci WebCAPS. Dozvíte se, jak to můžete udělat dále, ale prozatím musíte přejít na webovou stránku Grundfos WebCAPS a přejít do části „Výběr“ čerpadla.

Dále nastavte výpočty pro výšku zdvihu a průtok a v poli „Vyberte možnost výběru podle:“ vyberte „Vytápění“. Existuje mnohem více nastavení, tyto tři hodnoty stačí k tomu, aby aplikace mohla provádět výpočty a nabízet optimální možnost čerpadla, které bude v daném systému efektivně fungovat. Poté klikněte na tlačítko „Spustit výběr“.

Připraveno. Grundfos navrhuje možnosti čerpadla na základě zadaných údajů. Pro další informace o produktu, stejně jako podrobný popis všech funkcí tohoto čerpadla, musíte kliknout na kterékoli z čerpadel.

Stanovení pracovního bodu

Nyní je velmi důležité najít čerpadlo, které bude mít funkční parametry odpovídající přípustnému rozsahu provozních hodnot. Soubor takových parametrů se nazývá „pracovní bod čerpadla“. Měl by být umístěn uprostřed červené oblasti níže uvedeného grafu.

Optimální pracovní bod čerpadla

Na grafu: optimální provozní bod čerpadla

Oblasti charakteristické křivky čerpadla a co znamenají:

  1. Oblast minimální potřeby chladicí kapaliny systému. Pokud je pracovní bod v této oblasti, je třeba zvolit menší čerpadlo.
  2. Pokud je provozní bod v tomto rozsahu, čerpadlo bude pracovat optimálně až do 98 % celkové provozní doby.
  3. Maximální zatížení topného systému, dimenzováno na chladné pětidenní období. Pokud je provozní bod v tomto rozsahu, čerpadlo bude optimálně fungovat pouze během několika nejchladnějších dnů v roce.

Třírychlostní čerpadla by měla být vybrána podle plánu druhé rychlosti.

Abyste zjistili, které čerpadlo bude vhodnější, porovnejte mezi sebou charakteristické křivky.

Na fotografii charakteristika čerpadla MAGNA3 25-40

Například byla vybrána MAGNA3 25-40. Zde je pracovní bod ve druhé třetině charakteristické křivky čerpadla. Můžeme tedy předpokládat, že čerpadlo bude obecně pracovat v optimálním režimu.

Jak vidíte, pomocí těchto pár kroků si můžete vybrat čerpadlo, které bude ideální pro provoz vašeho topného systému.

Výkon

Pomocí těchto tipů můžete snadno vypočítat tlak a výkon čerpadla a poté pomocí aplikace vybrat optimální modely. Pokud si však nejste jisti správností svých výpočtů, měli byste vyhledat radu odborníka.

V našem hodnocení nejlepších oběhových čerpadel jsme na základě uživatelských recenzí určili nejlepší čerpadla. A pokud vás čerpadla Grundfos zajímají, pak jsme pro vás připravili přehled, jak rozpoznat padělek od originálu.

READ
Co dát na podlahu koupelny v dřevěném domě?

Při provozu topných systémů s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny majitelé bytů a soukromých domů často čelí problému nedostatečného vytápění radiátorů instalovaných ve vzdálených místnostech.

Vše závisí na délce topného okruhu. Pokud je její délka větší než 30 metrů, úroveň tlaku vody se stane nedostatečnou k udržení požadované teploty v jejích nejvzdálenějších bodech.

Pro dosažení stabilního provozu zařízení se používají zařízení, která zajišťují rytmickou cirkulaci chladicí kapaliny. Předběžný výpočet čerpadla pro topný systém umožňuje určit parametry potřebné pro výběr nejoptimálnějšího modelu.

Výpočet tepelného čerpadla: přívod a tlak vody, výkon, kavitace

Proč jsou nutné výpočty

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

Zvýšením tlaku v systému je možné snížit teplotu vody na výstupu z topného kotle, čímž se sníží denní spotřeba jím spotřebovaného plynu.

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

Výběr oběhového čerpadla pro topný systém

Co potřebujete vědět pro výpočet výkonu

Pro pochopení algoritmu pro výpočet samotného kruhového čerpadla je nutné vycházet z nějakého parametru, o jehož přesnosti nelze pochybovat. Chcete-li to provést, musíte otevřít technický pas místnosti, ve které je plánována instalace autonomního topného systému, a zjistit jeho oblast. Vezměme si například samostatně stojící budovu (soukromý dům) o rozloze 300 m².

Dalším krokem je stanovení veličin potřebných pro výpočet.

Musíte znát tři hlavní parametry:

  • Qn – výkon zdroje tepla (kW);
  • Qpu – výkon oběhového čerpadla, ukazatel objemového přívodu chladicí kapaliny pro typ místnosti, kterou jsme zvolili (m³ / h);
  • hpu je výkon hlavy potřebný k překonání hydraulického odporu systému (m).

Instalace čerpadla do topného systému: správný výběr a instalace zařízení

Výpočet výkonu zdroje tepla (AOGV)

Pro každou místnost v závislosti na její ploše nebo objemu existují určité technické normy pro výkon zdroje vytápění.

Pro výpočet tohoto parametru použijeme následující vzorec:

Qn = Sn × Qsp ÷ 1000

výkon zdroje tepla

měrná potřeba tepla v místnosti

Známe plochu vytápěné místnosti (300 m²) a druhý ukazatel závisí na typu konstrukce: pokud se jedná o bytový dům, pak je jeho hodnota 70 W / m², v našem případě (samostatný budova), bude to 100 W / m².

Nahraďte tyto hodnoty do vzorce a uvidíte, co dostaneme:

300 × 100 ÷ 1000 = 30 kW.

Takže výkon topné jednotky pro náš pokoj byl 30 kW. Existuje další metoda pro určení této hodnoty.

Objem vytápěné místnosti a výkon topné jednotky naleznete v následující tabulce.

READ
Jak používat osvěžovač vzduchu?

Objem místnosti nový dům (m³)

Připomínám, že objem místnosti se rovná součinu její plochy a výšky.

  • V je objem místnosti;
  • S – vytápěná plocha;
  • h je výška místností.

V našem případě s výškou stropu 2,5 m to bude:

Hledáme tento ukazatel ve druhém sloupci tabulky a dostaneme stejných 30 kW.

Tepelný výpočet výkonu a výběr topného systému.

Výpočet výkonu čerpadla

Správný výpočet výkonu čerpadla umožňuje poskytnout topnému systému potřebné množství chladicí kapaliny v kterémkoli místě. Po určení technických vlastností topného kotle je možné vypočítat výkon cirkulačního zařízení dostatečný pro naše prostory.

Použijme následující vzorec:

Qpu = Qn ÷ kτ × Δt

výkon zdroje tepla (AOGV)

koeficient tepelné kapacity kapaliny

rozdíl teplot na vstupu a výstupu ze systému

Pokud je jako nosič tepla použita voda, její měrná tepelná kapacita je 1,164. Pokud je použita jiná kapalina, pak je třeba hodnotu tohoto parametru hledat v odpovídajících tabulkách.

U fungujícího topného systému lze hodnotu teplotního rozdílu (Δt) vypočítat elementárním odečtením ukazatelů odebraných z měřicích přístrojů instalovaných na vstupu a výstupu systému (Δt u1d t2 – t1, kde t2 je teplota na vstupu do topného okruhu a tXNUMX je teplota na výstupu z něj).

V opačném případě budete muset použít standardní indikátory. Teplotní rozdíl na vstupu a výstupu ze systému (Δt) se pohybuje v rozmezí 10-20 ⁰С.

Vezměme průměrnou hodnotu – 15 ⁰С a dosadíme získané výsledky do vzorce:

Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 m³/h

Nyní je znám jeden z bodů technických charakteristik oběhového čerpadla.

Jak vybrat čerpadlo pro podlahové vytápění: výpočet podlahy

Výpočet potřebného výkonu (výšky) hlavice

Výkon topného kotle a výkon čerpadla jsou známy, dalším krokem je stanovení tlaku chladicí kapaliny dostatečného k překonání vnitřního hydraulického odporu potrubí a prvků topného systému.

K tomu se berou v úvahu tepelné ztráty v nejdelším úseku okruhu – od zdroje tepla po nejvzdálenější radiátor. Pro dodání tepla do některého z jeho bodů musí být síla tlaku přiváděné kapaliny vyšší než celkový hydraulický odpor všech topných zařízení.

Výpočet tlaku topného čerpadla se provádí podle následujícího vzorce:

Hpu = R × L × ZF ÷ 10000 XNUMX

Výkonová (výšková) hlava

Ztráty v přívodním a vratném potrubí

Délka topného okruhu

hydraulický koeficient odpor tvarových a uzavíracích ventilů systému

V závislosti na průměru potrubí se hodnota parametru R pohybuje v rozmezí 50–150 Pa / m (minimální ukazatel platí pro vodovodní systémy s průměrem potrubí 2 palce nebo více, pro moderní plastové a kovové trubky ztráta je 150 Pa / m). Pro naši místnost je nutné použít maximální hodnotu.

Pokud je obtížné určit přesnou délku okruhu (L), vypočítá se tento parametr na základě rozměrů vytápěné místnosti. Délka, šířka a výška domu se sečtou a následně zdvojnásobí. Při celkové ploše 300 m² lze předpokládat, že délka domu je 30 m, šířka je 10 m a výška je 2,5 m. V tomto případě L = (30 + 10 + 2,5) × 2, tedy 85 metrů.

READ
Jak můžete ozdobit okno v kuchyni?

Nejjednodušší způsob, jak určit hodnotu ZF, je následující: při absenci termostatického ventilu v systému je 1,3, a pokud je přítomen, je 2,2.

Pro výpočet vezmeme maximální hodnotu tohoto koeficientu a dosadíme všechny získané hodnoty do vzorce:

150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 m.

Navržený způsob výpočtu není jediný. Pro přesnější určení tlakových indikátorů čerpadla existují vzorce, které neberou v úvahu ztrátový koeficient, ale skutečné hodnoty těchto indikátorů.

Jak vybrat oběhové čerpadlo pro topný systém - výpočet.

Hydraulický odpor

Tento pojem vyjadřuje celkovou tlakovou ztrátu v systému. Topný okruh se skládá z jednotlivých prvků, z nichž každý má svou vlastní hodnotu pro tuto charakteristiku.

  • ventily;
  • ventily;
  • filtry;
  • měřicí a kontrolní zařízení;
  • radiátory;
  • konvektory atd.

Pro přesné určení ztrát v systému se obvykle používají hodnoty uvedené v technické dokumentaci pro každou součást topného okruhu.

Pokud to není možné, najdete tyto informace v následující tabulce:

V tomto případě je vhodné použít pro výpočet výšky hlavy trochu jiný vzorec.

H = 1,3 × (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 + . + Zn) ÷ 10000 XNUMX, kde:

  • R1, R2 – ztráty v přívodním a vratném potrubí (Pa/m);
  • L1, L2 – délka přívodního a vratného potrubí (m);
  • Z1, Z2 . Zn – tlakové ztráty na jednotlivých prvcích systému (Pa).

Číslo ve jmenovateli vzorce (10000) je převodní koeficient pro pascaly na metry.

Oběhové čerpadlo v topném systému | Vzdělávací program

Výběr čerpadla

Po určení všech potřebných parametrů pro nákup oběhového čerpadla můžete začít s výběrem konkrétního modelu. Technické vlastnosti zařízení tohoto typu se odrážejí v grafech poměru výkonu zařízení a výšky hlavy připojených k jejich pasu. Tyto údaje lze snadno najít na internetu.

V závislosti na počtu rychlostí v souřadnicovém systému se sestaví jeden, dva nebo tři grafy udávající bod optimálního poměru těchto hodnot. Hodnotu výkonu čerpadla vyneseme na ose X a výšku jeho tlaku na ose Y. Průsečík těchto parametrů by měl být co nejblíže bodu naznačenému na grafu – ideální by byla jejich úplná kombinace.

Nejběžnější modely mají třírychlostní režim provozu. Pokud zastavíte na jedné z nich, pak výběr charakteristik musí být proveden podle plánu odpovídající druhé rychlosti, tedy průměru. V ostatních případech se parametry kombinují podle kteréhokoli z nich.

Jak vybrat oběhové čerpadlo. Rychle, jednoduše, správně.

Ceny za různé modely čerpadel pro topný systém

Jak vypočítat čerpadlo, pokud je znám výkon kotle

Často dochází k situacím, kdy je kotel zakoupen předem nebo je čerpadlo přidáno do již fungujícího topného systému. V tomto případě je znám výkon topné jednotky a všechny ostatní prvky okruhu jsou vybrány v závislosti na hodnotě tohoto indikátoru.

READ
Co zasadit ke stromu hortenzie?

Pro výpočet výkonu oběhového čerpadla pro daný výkon zdroje vytápění použijte následující vzorec.

Q = N ÷ (t2 – t1), kde:

  • Q – výkon čerpadla (m³ / h);
  • N je výkon topného zařízení (W);
  • t2 je teplota nosiče tepla na vstupu do systému (⁰С);
  • t1 je teplota kapaliny na výstupu z okruhu (⁰С).

Pokud není možné přesně určit uvedené parametry přívodu a zpátečky, použijte průměrnou hodnotu rozdílu teplot – 15 ⁰С.

Výpočet vytápění pro soukromý dům

Počet otáček čerpadla

Oběhové čerpadlo je svou konstrukcí elektromotor mechanicky spojený s hřídelí oběžného kola, jehož lopatky vytlačují ohřátou kapalinu z pracovní komory do potrubí topného okruhu.

V závislosti na stupni kontaktu s chladicí kapalinou se čerpadla dělí na zařízení se suchým a mokrým rotorem. U prvního je do vody ponořena pouze spodní část oběžného kola, zatímco u druhého prochází celý průtok skrz sebe.

Modely se suchým rotorem mají vyšší koeficient výkonu (COP), ale vytvářejí řadu nepříjemností kvůli hluku během provozu. Jejich protějšky s mokrým rotorem jsou pohodlnější na používání, ale mají nižší výkon.

Moderní oběhová čerpadla mohou být provozována ve dvou nebo tří rychlostních režimech, udržujících různé tlaky v topném systému. Použití této možnosti umožňuje rychle vytopit místnost maximální rychlostí a následně zvolit optimální provozní režim a snížit spotřebu energie zařízení až o 50 %.

Přepínání rychlostí se provádí pomocí speciální páky namontované na skříni čerpadla. Některé modely mají automatický řídicí systém, který mění otáčky motoru v souladu s teplotou vzduchu ve vytápěné místnosti.

Instalace čerpadla do topného systému: správný výběr a instalace zařízení

užitečných rad

Při výběru čerpadla pro topný systém je třeba upřednostňovat provedení s “mokrým” rotorem, protože pracují velmi tiše a vydrží vyšší zatížení než hydraulická zařízení jiných modifikací.

Kromě toho věnujte pozornost materiálu těla – rozhodněte se pro výrobky z nerezové oceli, bronzu nebo mosazi. Rovněž je třeba upřednostňovat modely s ložisky a hřídelí vyrobenou z keramiky. Životnost takového zařízení přesahuje 20 let.

Při instalaci zařízení do systému je třeba zajistit, aby hřídel oběžného kola byla umístěna vodorovně, to znamená rovnoběžně s potrubím. Pokud se během provozu čerpadla objeví podezřelý zvuk, neznamená to, že se jedná o poruchu nebo výrobní vadu. Pokuste se po nastartování odvzdušnit vzduch, který zůstal v systému.

Video

S praktickými doporučeními pro výpočet čerpacího zařízení pro topné okruhy se můžete seznámit sledováním tohoto videa.