Jak vypočítat parametry oběhového čerpadla

Tento článek popisuje, jak vypočítat parametry oběhového čerpadla v topném systému s využitím malého množství technických informací o vlastnostech a charakteristikách tohoto systému. Tato metoda výpočtu se používá hlavně pro soukromé nízkopodlažní budovy.

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

Oběhové čerpadlo se vybírá na základě dvou hlavních charakteristik: H – tlak, vyjádřený v metrech; Q – průtok, vyjádřený v m3/hodinu.

Stanovení tlaku oběhového čerpadla

Čerpadlo musí vytvořit potřebný tlak, aby kapalina mohla překonat všechny překážky v topném systému a naplnit radiátory chladicí kapalinou. Při návrhu nového systému jsou možné přesné výpočty s ohledem na odpor všech prvků závitu (trubky, armatury, ventily a zařízení); obvykle jsou potřebné informace uvedeny v pasech zařízení. Pokud tyto informace nejsou k dispozici, můžete použít vzorec:

Symbol vzorce	popis
R	Tlakové ztráty v systému. Experimentální data ukazují, že odpor rovných úseků potrubí (R) je asi 50 až 150 Pa/m. Tam, kde se například používají dvoupalcové trubky, což je často případ starých domů, jsou tlakové ztráty nižší. Lze vzít v úvahu hodnotu 50 Pa/m. 150 Pa/m je obvykle u potrubí menšího průměru.
L	Délka potrubí v metrech celého topného okruhu (přívod a odvod), kterým cirkuluje chladicí kapalina. Pro zjednodušení výpočtů můžete vzít rozměry domu, které se vypočítají takto: (délka + šířka + výška) * 2 .
ZF	Doplňkové koeficienty odporu ve formě výztuže a tvarovek, které mají následující hodnoty:

• 1,2 – míchačka/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 zahrnuje obě zařízení ZF = 1,3 x 1,7 x 1,2 = 2,6.

Výpočet výkonu oběhového čerpadla

Pro výpočet výkonu oběhového čerpadla Qpu je nutné znát tepelný výkon Q, měrnou tepelnou kapacitu chladiva C_w, jeho hustotu p a teplotní rozdíl struktury Δt.

Průtok čerpadla v návrhovém bodě se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

Symbol vzorce	popis
Q	Tepelný tok neboli tepelný výkon. V tomto případě hovoříme o požadovaném tepelném zatížení nebo o dostupném výkonu kotle, který musí odpovídat danému úkolu.
p	Hustota teplonosné látky. V tomto případě ji lze uvažovat jako ≈ 1 kg/l (voda).
Cw	Měrná tepelná kapacita. Vypočítáno jako 1,16 W*h/kg*K (voda).
Δt	Teplotní rozdíl Δt závisí na typu topného systému: Δt=20 °C pro standardní dvoutrubkové systémy; Δt=10 °C pro nízkoteplotní topné systémy a podlahové vytápění.

Příklad výpočtu

Pomocí tohoto příkladu budete spolehlivě schopni pochopit, jak provádět výpočty pro určení parametrů oběhového čerpadla. Kromě toho níže uvedený náčrt obsahuje všechna potřebná data pro výpočet výkonu a výšky zdvihu.

Náčrt pro příklad výpočtu

Při pohledu na náčrt můžete určit následující hodnoty:

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

Výpočet tlaku H

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

Výpočet průtoku Q pu

1. Q = 80 kW
2. p = 1 kg/l
3. C_{w = 1,16 (W*h)/(kg*K)}
4. Δt = 75 °C – 55 °C = 20 K

Nejdůležitější údaje pro určení optimálních parametrů oběhového čerpadla byly úspěšně vypočítány. V další fázi je nutné pomocí katalogu nebo konzultací s prodejci v obchodě určit skupinu čerpadel, jejichž parametry zahrnují požadovaný provozní bod.

Například použijeme online program společnosti Grundfos. Tato aplikace je zdarma. Rozhraní a funkčnost programu budou podrobněji popsány níže.

Identifikace čerpadla prostřednictvím webových stránek Grundfos

Aby bylo možné vybrat čerpadlo na základě softwarové platformy, spustila společnost Grundfos online aplikaci WebCAPS. Jak na to, se dozvíte níže, ale prozatím je třeba přejít na webové stránky Grundfos WebCAPS a přejít do sekce „Výběr“ čerpadla.

Dále nastavte výpočty zdvihu a průtoku a v poli „Vybrat možnost výběru podle:“ vyberte „Vytápění“. Existuje mnoho dalších nastavení, tyto tři hodnoty zcela postačují k tomu, aby aplikace mohla provést výpočty a nabídnout nejlepší možnost čerpadla, která bude v tomto systému efektivně fungovat. Poté klikněte na tlačítko „Spustit výběr“.

Hotovo. Grundfos nabízí možnosti čerpadel na základě zadaných údajů. Pro více informací o produktu a podrobný popis všech funkcí tohoto čerpadla klikněte na libovolné čerpadlo.

Určení pracovního bodu

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

Na grafu: optimální provozní bod čerpadla

Oblasti křivky výkonu čerpadla a jejich význam:

1. Oblast minimální potřeby chladiva v systému. Pokud se provozní bod nachází v této oblasti, mělo by být zvoleno menší čerpadlo.
2. Pokud se provozní bod nachází v tomto rozsahu, bude čerpadlo pracovat s optimálním výkonem až po 98 % celkové provozní doby.
3. Maximální zatížení topného systému, vypočítané pro pětidenní období chladného počasí. Pokud se provozní bod nachází v tomto rozsahu, bude čerpadlo pracovat v optimálním režimu pouze během několika nejchladnějších dnů v roce.

Třírychlostní čerpadla by měla být vybrána podle druhého grafu otáček.

Abyste zjistili, které čerpadlo bude vhodnější, porovnejte vzájemně charakteristické křivky.

Na fotografii: charakteristická křivka čerpadla MAGNA3 25-40

Například je vybrána MAGNA3 25-40. Zde se provozní bod nachází ve druhé třetině charakteristiky čerpadla. Lze tedy předpokládat, že čerpadlo bude obecně pracovat v optimálním režimu.

Jak vidíte, pomocí těchto několika 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 se poradit s odborníkem.

V našem hodnocení nejlepších oběhových čerpadel jsme na základě uživatelských recenzí identifikovali ta nejlepší čerpadla. A pokud vás zajímají čerpadla Grundfos, připravili jsme recenzi, jak rozlišit padělek od originálu.

Cirkulační čerpadla topného systému jsou zařízení, která pohon chladicí kapaliny v celé síti nízkou rychlostí, která zajišťuje rovnoměrnou distribuci teplé vody po radiátorech.

To je hlavní výhoda čerpadla, která umožňuje vytápět všechny místnosti doma, bez ohledu na vzdálenost od topného kotle.

Přidejte k výhodám: malé rozměry a hmotnost, nastavitelná rychlost otáčení, možnost připojení k automatickým topným systémům, snížená spotřeba energie díky efektivnímu využití chladicí kapaliny.

Jaký výkon oběhového čerpadla je potřeba k vytápění?

Toto je jedna z hlavních technických charakteristik, podle kterých je jednotka vybrána.

Silou myslíme výkon zařízení, které indikuje objem čerpané chladicí kapaliny oběhové čerpadlo na určitou dobu (měřeno v m³/h).

K provedení výpočtu budete potřebovat dva parametry topný kotel:

• moc
• teplotní rozdíl mezi chladicí kapalinou z kotle a při vstupu do ní (ve zpětném okruhu).

Výpočetní vzorec

Takto vypadá vzorec:

• Q – výkon nebo výkon oběhového čerpadla.
• R — požadované teplo pro prostory (měřeno v kW).
• t_F — teplota za topným kotlem.
• t_R — teplota chladicí kapaliny na vstupu do topné jednotky.

Parametr “R” – topný výkon topného kotle. Vypočítá se na základě poměru: na 10 m² spotřebovává se plocha vytápěné místnosti 1 kW tepelné energie, s přihlédnutím k tomu výška stropu v domě nepřesahuje 3 m.

Například pokud je vytápěná oblast 100 m², což znamená zahřát ho Potřebujete kotel o výkonu 10 kW. Bude odpovídat parametru „R“. Tento ukazatel je tabulkovou hodnotou a musí uvedeno v pasu topná jednotka.

Teplota “t_F“ a „t_R„jsou také hodnoty pasů. Ve standardních topných kotlích první – teplotní rozsah +90 °C až +95 °C, druhá – od +60 °C do +70 °C.

Možnosti výpočtu

Parametr „R“ není určen pouze vztahem uvedeným výše. Existují i ​​jiné způsoby, jak to definovat.

V Evropě

V evropských zemích to dělají jednoduše. Za to už berou standardní hodnoty, experimentálně identifikované:

• pro malý soukromých domů je spotřeba tepelné energie (R) – 100 W/m²;
• pro bytové domy domy – 70 W/m²;
• pro průmyslové budovy – 30 – 50.

Pro severní regiony

Výše uvedené evropské normy jsou vhodné pouze pro ruské regiony s mírným klimatem. Proto se pro severní regiony používají jiné parametry, které se zaznamenávají v SNiP „Tepelné sítě“ číslo 2.04.07-86.

1. pro domy, jehož počet podlaží nepřesahuje dvě, měrný tepelný výkon topného kotle je 173-177 W/m².
2. Pro vysoké domy více než dvě patra tento ukazatel se uvnitř liší od 97 do 101 W/m².

Tepelný výkon v domech s různým stupněm opotřebení

Nově postavené budovy a ty se používají mnoho let, mají mnoho funkcí. Při výběru topného zařízení se bere v úvahu stupeň opotřebení konstrukce.

Koneckonců, v domech postavených před mnoha lety, nebyly použity moderní technologiesouvisející s izolací nosných konstrukcí, fasád a střech. Proto dochází v nich k větším tepelným ztrátámnež v moderních budovách. Z toho plynou přehnané požadavky na výběr topných kotlů, oběhových čerpadel a radiátorů, jejichž hlavním úkolem je vytvořit komfortní podmínky pro život uvnitř domu.