Selezione della pompa per la caldaia. Calcolo della pompa di circolazione per l'impianto di riscaldamento
Al fine di montare un sistema di riscaldamento dell'acqua con circolazione forzata, è necessario scegliere e installare una pompa di circolazione al suo interno, che la fornirà. Attualmente, esiste una grande varietà di modelli di design differenti e con caratteristiche diverse. Quale e come scegliere? In questo articolo vedremo come selezionare pompa di circolazione per il sistema di riscaldamento in modo indipendente.
Per selezionare la pompa di circolazione per l'impianto di riscaldamento, è necessario determinare le sue caratteristiche principali che saranno richieste durante il suo funzionamento: pressione di esercizio (pressione) e flusso (flusso), che dovrebbe fornire. E per determinarli è necessario conoscere sia la potenza del sistema di riscaldamento stesso che la sua resistenza idraulica. Entrambi questi indicatori possono essere calcolati in modo più accurato, con l'aiuto di calcoli complessi o semplicemente, con l'aiuto di un calcolo che quasi tutti possono fare. Lo prenderemo in considerazione.
Potenza di riscaldamento e portata richieste
Come abbiamo detto, eseguendo la selezione di una pompa di circolazione per un sistema di riscaldamento, prima di tutto è necessario determinarne la capacità termica. Dovrebbe corrispondere alla quantità di calore necessaria per riscaldare l'edificio, che a sua volta è determinato dalla sua area e dal livello di isolamento termico delle strutture esterne (pareti, pavimento, soffitto, finestre, porte). Per calcolare con precisione questo indicatore, è necessario tener conto del loro spessore, materiale, struttura e altri fattori.
Per semplificare il calcolo, puoi calcolare una media di 100-150 W di energia termica per ogni 1 m 2 di spazio, con un'altezza del soffitto fino a 3 m. Se l'edificio è isolato abbastanza bene, puoi prendere un valore inferiore. Ad esempio, per una casa ben isolata con un'area di 100 m 2, è richiesto un riscaldamento con una potenza termica di 10 kW. Se la pompa di circolazione è installata in un sistema esistente a circolazione naturale, la sua potenza può essere ricavata dalle caratteristiche tecniche della caldaia, che è installata.
Ora, conoscendo la capacità di riscaldamento necessaria, è possibile determinare la capacità richiesta (alimentazione) della pompa di circolazione usando una delle seguenti formule:
P = Q / (1,16 x ΔT) (kg / h)
- Q – potenza termica sistemi di riscaldamento (W);
- AT - differenza di temperatura tra i tubi di mandata e di ritorno (per i sistemi a due tubi, di solito si suppone che sia entro i 20 ° C e per il riscaldamento a pavimento - circa 5 ° C);
- 1,16 - coefficiente di calore specifico dell'acqua, W× h/kg× ° С (per portatori di calore di altri tipi, questo indicatore sarà leggermente diverso e può essere trovato nei libri di consultazione o su Internet).
Un'altra formula con cui è possibile calcolare la prestazione richiesta:
P = 3,6 x Q / (c × ΔT) (kg / h)
dove: con - Il calore specifico del liquido di raffreddamento (per l'acqua è 4,2 kJ / kg × ° С).
Ad esempio, per la potenza termica di 10 kW sopra considerata e il sistema di riscaldamento dell'acqua a due tubi, otteniamo la prima formula:
P = 10.000 / (1.16 × 20) = 431 kg / ho 0,43 m 3 / h (per acqua refrigerante 1 kg = 1 l).
Resistenza idraulica e prevalenza richiesta
Per effettuare la selezione della pompa per il sistema di riscaldamento per questo parametro è necessario calcolare la resistenza idraulica, che dovrà essere superata per garantire la normale circolazione del liquido di raffreddamento (acqua). Per il calcolo, è possibile utilizzare la seguente formula:
J = (F + R × L) / p × g (M)
- L- lunghezza del sistema al radiatore più remoto (m);
- R - resistenza idraulica della sezione del tubo rettilineo (Pa / m);
- p - la densità del liquido di raffreddamento (per acqua - 1000 kg / m 3);
- F - resistenza delle valvole di collegamento e arresto (Pa);
- g - 9,8 m / s2 (accelerazione di gravità).
Per calcolare con precisione il valore R e F può essere trovato nei libri di riferimento. Per quello semplificato, è possibile accettare i dati mediati ottenuti sperimentalmente:
R - entro 100-150 Pa / m;
F - a seconda del tipo:
- in ogni raccordo di collegamento, un ulteriore 30% viene perso per perdite nel tubo rettilineo in questa sezione;
- in un mixer a tre vie o dispositivi simili - in aggiunta fino al 20%;
- nei termostati: fino al 70% delle perdite in un tubo rettilineo.
In aggiunta a quanto sopra, è possibile utilizzare una formula diversa proposta dagli specialisti della famosa azienda tedesca Wilo:
J = r× L × k,m
dove: k - coefficiente che tiene conto della resistenza nelle valvole di intercettazione e controllo e che ha i seguenti valori:
- 1.3 - per sistemi semplici senza rinforzo complesso;
- 2.2 - con valvole di controllo;
- 2.6 - per più complessi.
Se una pompa circola in un sistema di riscaldamento con più circuiti (rami), allora per la sua selezione è necessario tener conto della loro resistenza totale. Se è previsto l'installazione di una pompa separata per ogni circuito, allora ciascun ramo della linea deve essere calcolato separatamente, sia per la potenza termica che per la resistenza idraulica. Allo stesso tempo, l'altezza dell'edificio, quando si calcola la pressione, non gioca un ruolo importante. Come in un sistema chiuso, il flusso di liquido del flusso e della linea di ritorno sono bilanciati.
Come scegliere una pompa di circolazione in base ai dati
Avendo calcolato e conoscendo ora i parametri di base richiesti delle caratteristiche della pompa di circolazione, si può facilmente scegliere la variante richiesta utilizzando i grafici delle caratteristiche che si trovano nel manuale di istruzioni o nel passaporto di qualsiasi modello. Di regola, tali grafici hanno due assi: testa (pressione) e flusso (flusso).
Fig. 1 Esempio di un grafico delle caratteristiche della pompa di circolazione
Nel programma esistente, possiamo applicare i risultati ottenuti in precedenza, rinviando i loro valori lungo i rispettivi assi, e al loro incrocio ottenere un punto di lavoro, che dovrebbe essere leggermente inferiore al il grafica che mostra le caratteristiche di questa pompa (l'opzione migliore è A2). Se il punto è più alto ( A3) - una tale pompa non è adatta, non sarà in grado di fornire la circolazione necessaria. Se il punto operativo sarà significativamente inferiore al programma ( A1anche questo non è molto buono, poiché fornirà la circolazione, ma avendo troppa fornitura, consumerà più elettricità, e il suo costo sarà anche più alto di una pompa con caratteristiche più modeste.
Fig. 2 Selezione della pompa sul programma delle sue caratteristiche
Se il modello non ha una, ma 2 o 3 velocità, le linee sulla tabella delle caratteristiche saranno rispettivamente 2 o 3. In questo caso, è necessario selezionare la pompa per l'impianto di riscaldamento in base al programma per la velocità a cui è destinato a funzionare.
Altri fattori che influenzano la scelta
La selezione della pompa di circolazione per l'impianto di riscaldamento, oltre ai parametri principali sopra considerati, è influenzata anche da altri fattori, quali: affidabilità, lavorazione, condizioni di funzionamento della temperatura, costi, metodo di connessione, ecc.
La lavorazione, l'affidabilità e la durata, di regola, sono direttamente correlate al costo. I produttori che offrono modelli affidabili e di qualità, ad esempio: "Grundfos" (Danimarca), "Wilo" (Germania), "DAB", "Lowara", "Ebara" e "Pedrollo" (Italia), valutano i loro prodotti.
Pompa di circolazione Wilo nel sistema di riscaldamento
I modelli domestici o cinesi sono più economici, ma la garanzia della loro qualità, rispettivamente, è inferiore. Qui ognuno deve fare la scelta da sé, scegliere un prodotto di qualità ad un prezzo più alto, o acquistare una pompa di circolazione più economica, con la consapevolezza che potrebbe essere necessario cambiarla presto.
Se vuoi risparmiare denaro, puoi anche acquistare Grundfos o Wilo di seconda mano, possono spesso lavorare normalmente più a lungo rispetto ai nuovi cinesi, ma è meglio acquistarli da specialisti esperti e fidati che danno una certa garanzia.
Inoltre, nella scelta, è necessario prestare attenzione al tipo e al diametro della connessione della pompa alle tubazioni dell'impianto. Alcuni modelli sono dotati di elementi di collegamento come "americano" e alcuni dovranno sceglierne uno.
Un altro parametro che richiede attenzione è la modalità di funzionamento della pompa di circolazione, che dovrebbe essere presente nel passaporto. Ciò è particolarmente importante se verrà installato sul tubo di alimentazione in un sistema con una caldaia a combustibile solido. In questo caso, la temperatura massima consentita deve essere di almeno 110 ° C. Se, tuttavia, la pompa verrà installata sulla "linea di ritorno", non è così importante, poiché la temperatura all'ingresso della caldaia supera raramente gli 80 ° C.
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1. Il punto di partenza quando si sceglie una pompa di circolazione per l'impianto di riscaldamento è la necessità di riscaldamento dell'edificio, calcolata per il periodo dell'anno più freddo.
Nel design professionale, questo indicatore è determinato su un computer. Approssimativamente può essere calcolato dall'area della stanza riscaldata.
Secondo gli standard europei per il riscaldamento di 1 metro quadrato in una casa con 1-2 appartamenti, sono necessari 100 watt e per i condomini 70 watt. Se le condizioni dell'edificio non rispettano gli standard, il progettista tiene conto del consumo specifico di calore più elevato.
Per edifici residenziali con isolamento termico migliorato e locali industriali, sono necessari 30-50 W / m².
- - per edifici di 1-2 piani - 173 W / sq. M con una temperatura esterna stimata di -25 gradi C e 177 W / sq. M a -30 gradi C;
- per edifici di 3-4 piani - rispettivamente 97 e 101 W / sq.m.
Con il metodo di interpolazione, otteniamo che a Khabarovsk la richiesta di calore specifica di edifici residenziali di 1-2 piani sia di 177,8 W / mq, e di edifici residenziali di 3-4 piani - 101,8 W / mq.
2. Dopo aver determinato il consumo di calore (G, W), procedere al calcolo delle prestazioni della pompa richieste (flusso) utilizzando la formula:
Q = G / 1,16 x DT (kg / h), dove:
- DT - Differenza di temperatura nelle tubazioni di mandata e di ritorno dello schema di riscaldamento (in standard sistemi a due tubi è 20 gradi C; a bassa temperatura 10 gradi C; per pavimenti caldi 5 gradi C);
1,16 - capacità termica specifica dell'acqua (WH * kg / kg * gradi C). Se si utilizza un altro refrigerante, è necessario apportare le opportune modifiche alla formula.
Questo metodo di calcolo è offerto da designer stranieri. Nell'appendice obbligatoria di SNiP 2.04.05-91 * è riportata la seguente formula:
Q = 3,6 x G / (c x DT) (kg / h), dove:
- c - capacità termica specifica dell'acqua, pari a 4,2 kJ / kg * gradi C.
3. Oltre al flusso richiesto, la pompa deve fornire una pressione sufficiente (pressione) per superare la resistenza della rete di condotte. Per fare la scelta giusta, è necessario determinare la perdita nella linea più lunga del circuito (verso il radiatore più lontano).
Quando si progetta un nuovo sistema, sono possibili calcoli accurati tenendo conto della resistenza di tutti gli elementi della filettatura (tubi, raccordi, raccordi e dispositivi). Di solito le informazioni necessarie sono fornite nei passaporti per l'attrezzatura.
Qui puoi usare la formula:
H = (R x l + * Z) / p x g (m), dove:
- R - resistenza in tubo dritto (Pa / m);
l - lunghezza della condotta (m);
* Z - resistenza degli accessori, ecc. (Pa);
p - densità del mezzo pompato (kg / metro cubo);
g - accelerazione gravitazionale (m / sq S).
I dati ottenuti sperimentalmente indicano che la resistenza delle sezioni del tubo rettilineo (R) è di circa 100-150 Pa / m. Ciò corrisponde alla testa della pompa richiesta di 0,01-0,015 m per 1 m di tubazione. I calcoli devono tenere conto della lunghezza e della portata e della linea di ritorno.
È stato anche determinato dall'esperienza che circa il 30% delle perdite in un tubo rettilineo viene perso in raccordi e accessori. Se il sistema ha una valvola termostatica, viene aggiunto circa il 70%.
Il miscelatore a tre vie nell'unità di controllo dell'intero sistema di riscaldamento o un dispositivo che impedisce la circolazione naturale, rappresenta il 20%.
Gli specialisti di Wilo E. Bushehr e C. Walter raccomandano la seguente formula per un calcolo approssimativo della testa (in metri):
H = R x l x ZF, dove
- ZF - fattore di sicurezza.
Se l'installazione non è dotata né di una valvola termostatica né di un miscelatore, ZF = 1,3; per un circuito con una valvola termostatica ZF = 1,3 x 1,7 = 2,2; quando il sistema include entrambi i dispositivi ZF = 1,3 x 1,7 1,2 = 2,6. Secondo un metodo semplificato, possiamo considerare 2.2 per gli impianti di riscaldamento, 2.6 per l'approvvigionamento di acqua calda.
In conclusione
Dopo aver determinato il cosiddetto punto di lavoro del "circolatore" (testa e flusso), rimane da selezionare una pompa con caratteristiche simili nei cataloghi. In termini di produttività (Q), il punto operativo dovrebbe cadere nel terzo medio del diagramma (Fig. 1).
Come scegliere un circolatore per l'impianto di riscaldamento
Non dobbiamo dimenticare che i parametri calcolati sono necessari per il funzionamento del sistema al massimo carico. Tali condizioni sono estremamente rare, la maggior parte della stagione di riscaldamento il bisogno di calore non è così grande.
Pertanto, in caso di dubbio, si dovrebbe sempre scegliere una pompa più piccola. Ciò consente non solo di risparmiare denaro al momento dell'acquisto, ma anche di ridurre il costo dell'elettricità in futuro.
Esempio come test
La correttezza dei calcoli secondo la metodologia presentata può essere verificata confrontando i loro risultati con i risultati di calcoli esatti in un progetto reale, eseguito in conformità con il SNiP.
Precedentemente è stato determinato che la necessità dell'edificio per il riscaldamento è di 45,6 kW, il consumo di calore necessario per il riscaldamento è di 2,02 metri cubi / h. La connessione al radiatore più remoto comprende quattro sezioni e una valvola di regolazione del calore.
La perdita di pressione totale in loro è:
DP = 0.63 + 0.111 + 0.142 + 0.289 = 1.178 m
Secondo SNiP 2.04.05-91 *, il 10% deve essere aggiunto a questo valore per perdite di pressione non rilevate:
DP = 1,178 x 1,1 = 1,229 m
Pertanto, il "circolatore" per questo sistema dovrebbe fornire una fornitura di 2,02 metri cubi / ora di refrigerante e una pressione di 1,3 metri.
Nel calcolare il metodo descritto nell'articolo, otteniamo:
H = 0,015 x (3,2 + 4,4 + 8,9 + 21,7) x 1,3 x 1,7 = 1,266 m,
che non è troppo diverso dal valore ottenuto in precedenza.
Il riscaldamento dell'acqua con la presenza di una pompa speciale, necessaria per il trasferimento del liquido di raffreddamento, supera in molti modi sistemi simili con la circolazione naturale del mezzo di lavoro. L'efficienza con l'installazione di un tale dispositivo aumenta significativamente. Inoltre, ci sono ulteriori opportunità in termini di adeguamento. Per quanto riguarda le pipeline utilizzate, è possibile scegliere prodotti con un diametro più piccolo, e questo consente di creare reti di riscaldamento molto economiche.
Un sistema di riscaldamento a circolazione forzata funzionerà correttamente, a condizione che la capacità e alcuni altri parametri della pompa siano selezionati correttamente. Prima di tutto, dovrebbe essere chiarito quanto refrigerante può pompare il prodotto per un determinato periodo di tempo.
Inizialmente, non è pratico acquisire un modello di pompa con un ampio margine di caratteristiche operative. Innanzitutto, il costo del dispositivo sarà troppo alto, quindi devi spendere una parte significativa del budget. In secondo luogo, il dispositivo consumerà energia in eccesso, come con l'aumento di potenza e il suo consumo.
Ultimo ma non meno importante, i fattori di comfort e le caratteristiche di qualità dovrebbero essere presi in considerazione. Per un soggiorno tranquillo è meglio, ovviamente, acquistare un dispositivo che non crei molto rumore e sia durevole. Tali requisiti sono generalmente soddisfatti da prodotti di produttori affermati che sono sul mercato da molto tempo.
Calcolatrice per il calcolo delle prestazioni della pompa di circolazione
Calcolo delle prestazioni dello strumento
Calcolare la capacità della pompa per un certo tempo aiuterà la calcolatrice, che ha solo due campi per inserire le informazioni. La particolarità del processo computazionale sta nel fatto che non viene pompata acqua ordinaria ma un vettore di energia termica. Dalla caldaia, il fluido di lavoro viene distribuito attraverso le tubazioni.
Una formula semplificata per i calcoli è la seguente:
G = W / (Δt x Kt) dove
sol - larghezza di banda in chilogrammi all'ora;
W - potenza della caldaia utilizzata per l'impianto di riscaldamento;
At - la differenza di temperatura tra le condotte di alimentazione e di ritorno (energia termica prelevata dai dispositivi di riscaldamento);
kT - coefficiente che indica la capacità termica del fluido di lavoro.
La potenza della caldaia di riscaldamento deve essere nota. Se il sistema è organizzato da zero, questo parametro viene calcolato utilizzando una formula speciale. Per il differenziale di temperatura, puoi prendere il valore medio. Per i contorni di un pavimento caldo del tipo di acqua, è 5 gradi, per i radiatori - 20 gradi e per 15 gradi. Il coefficiente indicato nella formula è autorizzato a prendere 1,16.
Come scegliere una pompa per il riscaldamento?
Spesso il sistema di riscaldamento "classico", basato su circolazione naturale il refrigerante nel sistema non è sufficiente, perché la pressione in tali sistemi non supera 0,6 MPa. Per aumentare la pressione e migliorare la circolazione del liquido di raffreddamento deve essere installato pompa di circolazione.
Il compito principale del lavoro pompa di circolazione - aiutare il refrigerante a superare la resistenza che si verifica in alcune parti del sistema di riscaldamento. Il principio di funzionamento di una tale pompa è semplice: la pompa aspira il refrigerante da un lato e, a causa della forza centrifuga, lo pompa nella tubazione dall'altro, che deriva dalla rotazione della girante, a seguito della quale si verifica una pressione negativa all'ugello di ingresso, alla compressione di uscita.
Pompe di circolazione diviso in due tipi: con un rotore "a secco" e con un "bagnato". Nella versione "a secco" del rotore, il rotore non è a contatto con il liquido di raffreddamento, la sua parte operativa è separata dal motore elettrico a causa degli anelli di tenuta. Tali pompe hanno un'alta efficienza (80%), ma, sfortunatamente, producono un forte rumore durante il funzionamento. Nelle pompe a rotore bagnato, la girante è immersa nel refrigerante insieme al rotore. Il liquido di raffreddamento in questo caso funge da lubrificante e raffredda il motore. Molto meno rumoroso, non richiede manutenzione per anni, ma ha una minore efficienza (50%). È per questo motivo che le pompe di tipo "umido" sono per la maggior parte utilizzate per la circolazione negli impianti di riscaldamento domestici.
Come scegliere una pompa di circolazione?
Per selezionare una pompa è necessario conoscere alcuni parametri. 1. Diametro di accessione della pompa. 2. Volume del liquido di raffreddamento pompato (capacità della pompa). 3. L'altezza del sistema di sollevamento (pressione massima). 4. Produttore.
Pertanto, se si decide comprare pompa di circolazione , assicurati di consultarti con chi lo monterà o con gli specialisti del nostro negozio + 7 499 272-2229
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Ricordare che le pompe sono disponibili in commercio con parametri medi, e ciascun sistema di riscaldamento è individuale. Una potenza eccessiva causerà rumore nei tubi durante il funzionamento. La decisione giusta sarebbe quella di scegliere una pompa con diverse modalità di funzionamento, la cui potenza supera il progetto del 5-10%.
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