Підбір насоса для системи опалення за параметрами: напір, витрата, робоча точка насоса і системи
Все частіше в побутовому і промисловому секторі ми стикаємося з некоректним підбором насосного обладнання. У статті докладно описуються основні характеристики насосів для найоптимальнішого вибору.
НАПОР (Н) - це робота, яку передає насос рідини, яку перекачує
Основна суть цієї характеристики в тому, що натиск, створюваний насосом і декількома насосами, повинен повністю подолати гідравлічний опір опалювальної системи.
Напір традиційно прийнято виражати в метрах водяного стовпа. Однак кожен виробник насосів і проектант в своїй документації може використовувати різні одиниці вимірювання і часто доводиться зіставляти одні одиниці вимірювання з іншими.
Вихідна одиниця виміру
Напір визначається за формулою:
H = (RL + σZ) / (ρg),
- H - напір насоса, м;
- R - втрати на тертя в прямій ділянці труби, Па / м;
- L - загальна довжина трубопроводу до найдальшого нагрівального елементу, м;
- σZ - сумарні втрати на непрямих ділянках трубопроводу, фітингах, змішувачах і ін .;
- ρ - щільність рідини, що перекачується, кг / м 3;
- g - прискорення вільного падіння (9,81 м / с 2).
Для орієнтовного розрахунку напору можна використовувати формулу:
- R - втрати на тертя в прямій ділянці труби, Па / м;
- L - загальна довжина трубопроводу до найдальшого нагрівального елементу, м;
Z = Z1 Z2 ... Zn - коефіцієнти запасу для фітингів або для арматури (Z = 1,3), термостатичних вентилів (Z = 1,7), змішувача або пристрою, що запобігає природну циркуляцію (Z = 1,2).
ВИТРАТИ (Q) - це кількість рідини, що проходить через насос в одиницю часу і зазвичай виражається в м3 / год (іноді [л / с])
У разі якщо невідома необхідна потужність джерела тепла, її визначаємо за формулою:
- Q - необхідна теплова потужність, кВт;
- S - опалювальна корисна площа будівлі, м 2;
- Qуд - питома теплоспоживання будівлі, Вт / м 2.
Розрахунок необхідної величини напору насоса розраховується як:
- Qн - подача насоса, м3 / год;
- Q - необхідна теплова потужність, кВт;
t1 і t2 - температури води на вході і виході з котла, ° C.
Напір і подача взаємопов'язані один з одним: при збільшенні напору - зменшується подача і навпаки
Як виглядає крива характеристики насоса, можна побачити на малюнку (крива 1).
При зміні підвищенні швидкості обертання насоса відбувається зміщення кривої насоса по вертикалі: зростає натиск при незміненій величиною подачі.
Робоча точка насоса
Створюваний насосом натиск витрачається на подолання опору в системі. Гідравлічний опір системи складається з безлічі втрат: втрат на тертя в трубопроводах, теплообмінниках, арматурі. Опір також надають повороти труб, зміни діаметра та ін.
Як виглядає зазвичай крива системи можна побачити на рісуке (крива 2) .Точка, в якій перетинаються характеристики насоса і системи, називаються робочою точкою насоса і системи. Саме з цієї точки вибирається насос.
При виборі потрібно враховувати наступні умови:
1. Ділимо криву насоса по вертикалі на три частини і наша робоча точка повинна знаходитися в середній третині характеристики насоса. Саме в цьому діапазоні насос працює з максимальним ККД. При виборі насосів великої продуктивності, внизу також присутня додаткова шкала - ККД. Це дозволяє орієнтувати не просто на середню третину, а бачити точний ККД роботи даного насоса при такій робочій точці.
2. Відхилення заданої робочої точки від характеристики насоса має становити не більше 3-5%.
3. При використанні для підбору насоса спеціалізованих програм, потрібно завжди перевіряти чи підійде вам обраний автоматично насос. У нього може бути 100% збіг по робочій точці, але він не підійде по шуму, або ви не поставили в поле вид рідини, а перекачується рідина у вашій системі - не вода. Також буває, коли проектом закладено відцентровий насос, а вам система запропонувала насос з мокрим ротором.
4. При проектуванні інженери часто закладають сумарно до 10% запасу. Це призводить до того, що робоча точка вже зміщена від реальної, при виборі насоса. Крім того, розрахована ця точка часто буває на максимальні навантаження. Якщо ще при виборі взяти насос трохи більшої потужності, може статися, що насос буде працювати не в оптимальному для себе режимі і з низьким ККД. На жаль, технічний аудит саме з цієї причини приходить до висновку про заміну насосів на менш потужні на багатьох об'єктах. Вибір насоса - це якраз той випадок, що «багато - це не завжди добре».
Що робити, якщо не вдається знайти насос з потрібною робочою точкою?
Перш за все, потрібно звернути увагу на насоси з частотним регулюванням. Плавне регулювання дає більш широкі можливості щодо вибору робочої точки. У разі, якщо при використанні частотного перетворювача не вдається вибрати оптимальний насос або цей варіант виходить надмірно дорогим, можна скористатися насосом нестандартного виконання.
Коли мова йде про високопродуктивних відцентрових насосах для комунального та промислового значення, система опалення може бути спроектована таким чином, що не вдається підібрати необхідний насос з величезного різноманіття насосів з абсолютно різними робочими полями. Тоді на допомогу приходить обточування (обрізка) робочого колеса насоса. Якщо мова йде про вітчизняні насосах, як правило, цю послугу можна замовити на заводі-виробнику і в спеціалізованих майстернях. У разі купівлі іноземних насосів найбільших виробників, вони зазвичай виконують робоче колесо безпосередньо за технічним завданням відразу на заводі. Для цього тільки треба заповнити опитувальний лист, вказуючи в ньому ряд даних, включаючи оптимальну робочу точку і тип насоса.