Расчет циркуляционного насоса для теплого пола калькулятор

Нужен ли насос на теплый водяной пол

Насос обеспечивает циркуляцию воды в контуре, благодаря чему поверхность равномерно прогревается и защищает дом от теплопотерь, что особенно важно для регионов с экстремально морозными зимами. Установка такого прибора обязательна, но не во всех случаях. Считается, что если площадь пола небольшая (до 40-50 м2), монтировать такой прибор не нужно.

Во всех остальных вариантах монтаж насоса нужен, причем не только по причине комфорта, но и в силу некоторых технических особенностей:

1. Зачастую для обогрева используют трубы с малым сечением, поэтому в них возникают большие теплопотери. Из-за этого сам котел будет перегреваться, понадобится большее количество твердого топлива.
2. Отдельные виды покрытия пола не переносят высоких температур – например, ламинат, дуб деформируется. Поэтому они нуждаются в равномерном распределении тепла, что и обеспечивает водяной насос. В расчете таких схем обязательно учитывают смесительный узел, позволяющий поддерживать нужный режим.
3. Стены дома выполняют из одного материала, который обладает одинаковым значением теплоемкости. Однако полы чаще всего изготавливают из разных материалов. Например, в ванной комнате присутствует керамическое покрытие, а в других помещениях полы могут быть наливными. Поскольку теплоемкости отличаются, появляется необходимость в равномерном распределении тепла.

Внимание! Чаще всего не стоит рассчитывать на то, чтобы контур пола и группа нагревателей работали от одного и того же котла. Параметры этих систем ощутимо отличаются.

Длина подводящей магистрали теплого пола

Это сумма длин труб от подающего коллектора до начала контура теплого пола и от конца контура до обратного коллектора.

При размещении коллектора теплого пола в том же помещении, где и теплые полы, влияние подводящей магистрали незначительно. Если же они находятся в разных помещениях, то длина подводящей магистрали может быть большой и ее гидравлическое сопротивление может составлять половину сопротивления всего контура.

Вверх

Какой насос нужен для теплых полов

Для дома с типичной площадью (до 250-300 м2) и 1-2 этажами можно выбрать насос, оборудованный ротором мокрого типа, крыльчатка которого погружена в воду. Это обеспечивает малошумность и долговечность (не нужно постоянно смазывать механизм). Если же дом имеет большую площадь или более 2 этажей, лучше рассмотреть модель с сухим ротором. Поэтому необходимо уточнить, чем именно они отличаются:

1. Мокрый ротор – это приборы со средней мощностью, они оптимально подходят для помещений до 250-350 м2. Крыльчатка механизма находится непосредственно в воде. Оборудование работает довольно тихо, при этом оно потребляет немного энергии и служит длительный срок.
2. Сухой ротор – особо мощные варианты. Применяются на поверхностях с площадью от 250 м2, нуждаются в чистке и смазке. Если в доме 3 и более этажей, следует также рассматривать именно сухой ротор.

Система водяного теплого пола: как устроена?

Система включает в свой состав следующие обязательные компоненты:

• источник тепла (котел, стояк централизованного отопления);
• теплоноситель (вода, тосол, масло и др.);
• трубы обогрева;
• утеплитель;
• управляюще-распределительное устройство;
• насос циркуляционный.

По разветвленной сети трубопроводов, расположенных на полу под покрытием, циркулирует теплоноситель. Источником тепла обычно выступает газовый котел.

Использование водяных полов в квартирах с источником тепла, подающимся централизованно по стояку, допускается в домах с поквартирной горизонтальной разводкой отопления.

С целью одинакового прогрева полов трубы размещают на не большом расстоянии между собой (100-200 мм). У стен расстояние между трубами оставляют меньше чем в центре помещения. Раскладка труб проводится по двум схемам:

• змейкой – ассоциируется с трассой слалома или зигзагом;
• улиткой – напоминает спираль.

Теплоноситель, прогретый до температуры 35-45 градусов, проходя по трубопроводу, теряет температуру. Оптимальная длина трубопровода (петли) до 120 м. Этого хватает для покрытия помещения площадью до 20 м2. Для больших помещений монтируют несколько трубопроводов. К источнику тепла их подсоединяют параллельно через коллектор, который располагают в специальном шкафу. В нем же устанавливают запорную и управляюще-регулирующую аппаратуру (манометры, термостаты, сливные краны, датчики расхода, воздушные клапаны), а также насосы.

Как рассчитать мощность насоса для теплого пола

Оценить этот параметр можно по основным техническим характеристикам, которые обозначаются 2 цифрами, например: 25/40. Первое значение характеризует диаметр резьбы – в данном случае 25 мм, вторая – напор: 40 дм или 4 м (то есть 0,4 атм). Выбор зависит от площади пола.

Для точного расчета напора можно применить такую формулу:

Нап = (С*Д+k)/1000, где:

• Hап – напор;
• С – сопротивление (определяется на 1 метр);
• Д – длина трубы;
• k – коэффициент (характеризует резерв мощности).

Важно! Если площадь дома более 250 м2, можно установить 2 прибора с напором 25/40, брать «с запасом», то есть с большим напором, не следует, поскольку это нецелесообразно. Обогрев будет примерно такой же, но шум и затраты энергии ощутимо вырастут.

Производительность определяется объемом воды, пропущенным за единицу времени (м3 в час). Подбор подходящего насоса для теплого пола можно сделать с помощью таблицы.

Точный расчет основной характеристики насоса для теплого пола можно сделать на основе такого равенства:

Расшифровка формулы:

• Q – производительность;
• P – мощность прибора;
• t1 – температура воды или другого носителя в обратной трубе;
• t2 – температура воды или другого носителя на подаче.

Для домов с большей площадью срабатывает тот же принцип – лучше установить 2 насоса со средними показателями, чем 1 прибор с большой производительностью. В таком случае понадобится рассчитать показатель каждого прибора, а затем суммировать полученные значения.

Как подбираются технические характеристики насоса

Для теплого пола применяются циркуляционные насосы, по своим техническим параметрам они в максимальной степени соответствуют выдвигаемым требованиям. Производительность насоса рассчитывается по формуле

Q = 0,86xPн/(t°пр.т – t°обр.т).

В этой формуле Pн равняется максимальной мощности теплового контура в кВт; t°пр. т – начальная температура теплоносителя на входе в систему обогрева; t°обр. т – температура теплоносителя на выходе из системы обогрева пола. Если в квартире к одному насосу планируется подключать несколько контуров, то необходимо суммировать все значения по каждому из них.

Практический совет. Профессионалы рекомендуют для каждого помещения монтировать автономную систему теплого пола. Это позволит более точно регулировать параметры микроклимата с учетом назначения помещения и повысить надежность работы отопительной системы.

Разница температур на входе и выходе зависит от нескольких факторов:

• Длины контура. Чем больше длина, тем больше площадь должна обогреваться. Это значит, что потребуется много тепловой энергии, температура на входе и выходе будет значительно отличаться;
• Эффективности теплоизоляции. Если во время монтажа теплого пола грубо нарушались установленные правила, то непродуктивные тепловые потери будут составлять значительные показатели. Особенно это заметно на первом этаже, неправильная теплозащита приводит к тому, что большое количество тепловой энергии расходуется на обогрев почвы. Такие условия эксплуатации также становятся причиной чрезмерного расхода тепловой энергии и понижения эффективности системы, увеличивают нагрузку на насос;
• Климатической зоны расположения здания. Чем севернее проживает владелец квартиры, тем больше запас по мощности должна иметь система теплого пола, тем больше мощность у циркуляционного насоса. Производители рекомендуют приобретать насосы с 20–25% запасом по мощности.

Второй важный показатель насоса – напор потока. Напор должен быть достаточным для преодоления гидравлического сопротивления жидкости в системе. Гидросопротивление зависит от общей длины контура, его диаметра и скорости движения теплоносителя. Производители систем водяного пола должны указывать эти параметры, если подогрев делается самостоятельно, то для расчета величины напора насоса нужно пользоваться формулой

H= (ПxL + SК) /(1000), где

• Н – требуемый напор насоса;
• П ­– гидросопротивление погонного метра контура, зависит от диаметра, материала изготовления труб и скорости движения жидкости;
• L – общая длина контура, включающая и надземные системы управления;
• К – рекомендованный коэффициент запаса мощности насоса.

После получения всех данных можно приступать к выбору конкретной модели.

Как выбрать насос для теплого пола

Рекомендуется учесть несколько критериев:

1. Технические характеристики (необходимо сделать предварительные расчеты по описанным выше формулам и определить подходящую модель).
2. Материал корпуса насоса – лучше чугун, нержавеющая сталь или органические полимеры. Именно эти материалы служат дольше всего благодаря высоким антикоррозионным свойствам.
3. Наличие встроенного терморегулятора позволяет защитить крыльчатку от накипи и отложений, которые образуются из-за воздействия горячей воды.
4. Бренд – наибольшей надежностью отличается Германия (Wilo) и Дания (Grundofs). Бюджетные варианты с оптимальным соотношением цена/качество – Польша (DAB) и Китай (Sprut). Также популярностью пользуются итальянские производители (Lowara, Pedrollo) и японский бренд Ebara.
5. Скоростной режим насоса для пола – обычно модели работают на 3 скоростях, что особенно удобно для большой площади отопления, а также 2-3-этажных домов.

Выбор и его особенности

1. Тонкости маркировки. У всех насосов есть маркировка, по которой всегда можно определить его присоединительные размеры — это первые числа, и высоту подъема – второе число. При проведении гидравлического расчета, все эти параметры уже известны и определены. Кроме этого, есть табличка, показывающая расчет производительность аппарата при скорости вращения ротора. Наконец, в этой же таблице, можно найти значения потребляемой мощности при каждом режиме работы. Поэтому знание маркировки избавит от любой ошибки.

   

2. Кроме стандартных циркуляционных насосов, есть на рынке и аппараты сдвоенного типа которые могут эффективно использоваться в отоплении больших площадей, благодаря своей мощности. Кроме этого, возможно их использование в режиме с половинной мощностью, когда работает только один двигатель. А второй, всегда может быть подключен при необходимости.
3. Еще один аргумент в пользу выбора устройства с несколькими скоростными режимами. Наибольший эффект от теплого пола возникает при управлении температурой теплоносителя в каждом, отдельно взятом помещении, поэтому при установке циркуляционного агрегата необходимо учитывать этот нюанс.
4. Для примерного подбора насоса, можно использовать таблицу, но обратить внимание на следующее, что эти значения применимы к утепленному помещению в средней полосе климатических условий. При других условиях будет нужно увеличить мощность на 15-20%.

Куда ставится насос для теплых полов

Перед подключением насоса к теплому полу важно определить оптимальное место для его установки. Для этого есть 2 варианта:

1. На подаче – то есть рядом со смесительным узлом.
2. На обратке – то есть перед котлом.

В обычной системе монтажники всегда используют второй вариант – насос оптимально поставить именно перед котлом, откуда он будет давать ход воде, что обеспечит ее равномерное прогревание. Но в случае с теплыми полами лучше выбрать монтаж на подаче. Это делают для того, чтобы максимально избежать попадания воздуха в систему.

Важно! Если насос для пола слишком шумный (роторный), его лучше установить под пол. Для помещений средней площади (1-2 этажа, до 300 м2) оборудование можно разместить и в других местах.

Напор

Еще одним показателем, подлежащим расчету, является величина создаваемого насосом напора (Н, м), обеспечивающего нормативно установленную циркуляцию нагретой воды в системе. Для определения применяется следующая формула:

Н = (R • L + Z) / p • g,

где R – гидравлическое сопротивление, указываемое в технической документации водяного контура, прямого участка трубы (зависит от величины сечения и материала), Па/м;

L – длина укладываемого трубопровода, м;

Z – сопротивление разнообразных факторов, создающих помехи воде при движении (изгибы, повороты, фитинги, запорная арматура и пр.), Па;

р – плотность воды при нужной для расчета температуре, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, ? 9,8 м/сек2.

Для загородных домов, используя графические характеристики, которые можно найти в справочной литературе, обычно выбираются модели насосов, имеющих средний показатель напора до 6 м (0,6 атм.).

Как установить насос на теплый пол

После того как место выбрано, следует приступить к монтажу. Алгоритм действий такой:

1. Сначала в монтируемое место устанавливают байпас – обводную трубу.
2. Для этого необходимо разрезать основную трубу.
3. Сформировать на ее концах резьбу.
4. Поставить шаровой кран и вмонтировать насос.
5. Открыть кран для доступа воды.
6. Открыть винт для стравливания воздуха.
7. После установки циркуляционного насоса на теплый пол нужно обязательно протестировать систему. Сначала работу проверяют на малой скорости.

Определение производительности, мощности

Чтобы подобрать грамотно вид циркуляционного насоса, следует узнать требуемую производительность (кг/ч), учитывая мощность устанавливаемого теплого пола.

G = Q / 1,16 • (tп. – tобр.),

где Q – требуемая мощность водяного контура, Вт;

1,16 – удельная теплоемкость воды, Вт•ч/кг•°С;

tп. – температура воды на подаче, °С;

tобр. – температура в обратке, °С.

Требуемая тепловая мощность приблизительно равняется 100 Вт, умноженным на обогреваемую площадь помещения.

Чтобы определить производительность подбираемого насоса в м3/ч (что чаще указывается в паспорте), нужно полученный результат в кг/ч разделить на плотность воды, определяемую по справочным таблицам при нужной температуре теплоносителя. Например для 80°С плотность составит 971,8 кг/м3.

Если планируется уложить несколько водяных контуров, то расчет ведется по каждому в отдельности, а результаты суммируются. Обычно для избежания проблем расчетный показатель производительности увеличивается на 15-20%, чтобы система могла обеспечить жилище теплом при наступлении сильных холодов.

Учимся подбирать насос

Правила ухода за насосом для теплого водяного пола

Насос для теплого пола отличается долговечностью при условии правильного монтажа и отсутствия заводского брака. Однако он также нуждается в обслуживании. Во время эксплуатации необходимо:

1. Периодически (1-2 раза в месяц) стравливать воздух из контура с помощью специального крана. Если это приходится делать слишком часто, есть ошибки в монтаже. Рекомендуется установить дополнительные сепараторы либо воздушные клапаны.
2. Ежегодно проводить смазку рабочего механизма – в этом особенно нуждается насос с сухим ротором.
3. Что касается мокрого ротора, его необходимо иногда (например, раз в 2-3 года) очищать ее от накипи и других отложений.

Важно! Не следует резко менять давление и температурный режим. Если какое-то место промерзло (либо после длительного перерыва), нагревание проводят очень медленно, чтобы вода постепенно приобрела нужную температуру.

Стандартный циркуляционный насос для водяного теплого пола и его устройство

Устройство обеспечивает равномерное перераспределение теплоносителя в замкнутом контуре, поддерживает постоянное давление в системе. Применение устройства существенно увеличивает эффективность работы системы теплого пола, исключая застой теплоносителя в длинных трубопроводных контурах.

Стандартное устройство, по сути, представляет собой обычный циркуляционный насос, состоящий из следующих базовых элементов:

1. Корпус – основной элемент устройства, который выполняется из высокопрочных материалов. Обычно корпуса изготовляют из различных металлов: нержавеющей стали, бронзы, литого чугуна. В отдельных современных устройствах применяют пластиковые корпуса.
2. Патрубки или фланцы располагаются на корпусе и обеспечивают соединение с вводными и выводными трубами.
3. Лопастная крыльчатка обеспечивает движение теплоносителя за счет своего вращения. Изготовляются из металлов, пластика и современного материала технополимера, который почти не изнашивается.
4. Электромотор обычно размещается на боковой части корпуса и приводит в действие крыльчатку.

Циркуляционные насосы следует закреплять так, чтобы ротор располагался в горизонтальном состоянии. Если вал расположить вертикально потери мощности составят до 40%.

Основные характеристики циркуляционных насосов

Определяющими критериями при выборе агрегата для водяного теплого пола являются показатели его производительности и напора.

Производительность агрегата рассчитывается в кубометрах (литрах) в час. В нормальном режиме агрегат за 1 час должен прокачивать теплоноситель, превышающий в 3 раза объем всей системы теплого водяного пола. Производительность агрегата должна быть тем выше, чем больше площадь укладки трубопровода теплого пола. Запас производительности должен составлять 15-20%. Это увеличит срок эксплуатации агрегата и предотвратит проблемы, связанные со слабым обогревом в холодный период.

Напор, выдаваемый агрегатом, второй важный показатель. Он должен быть достаточным для преодоления всех узких мест и изгибов трубопровода, чтобы доставлять теплоноситель до самых отдаленных точек помещения. Расчетная производительность при этом должна оставаться неизменной. Для бытового использования обычно достаточно применять агрегат с напором до 6 м водяного столба.

Как подобрать агрегат по расчетному напору?

Так как напором преодолевается гидравлическое сопротивление всех элементов системы, нужно учитывать эти показатели персонально:

• материал и диаметр трубы влияют на сопротивление, содержатся в инструкции к агрегату;
• коэффициент увеличения сопротивления на вентиле – 1,7;
• коэффициент сопротивление на арматуре и фитингах – 1,2;
• коэффициент сопротивления на смесительном узле – 1,3.

Формула расчета напора такова: Н=(ПхL+ЕК)/1000 где:

• Н-напор агрегата;
• П- сопротивление 1 м погонного трубы;
• Па/м,L- длина самого длинного контура, м;
• К- коэффициент запаса мощности.

Длину контура умножают на показатель гидравлического сопротивления в 1 м трубы. Полученное в кило паскалях (кПа) значение переводят в атмосферы 100 кПа = 0,1атм. Результат умножают на коэффициенты сопротивления всех элементов системы. Итогом будет рабочая точка агрегата.

Затем по каталогу или паспорту моделей находят эту характеристику, выполненную графически. У правильно выбранной модели агрегата рабочая точка должна размещаться в средней трети графика. При установке 3-х скоростного агрегата подбор насоса производится по 2-ой скорости, что даст возможность эксплуатировать насос в оптимальном режиме.

Как выбрать насос, рассчитав объем теплоносителя?

Обычно подбор необходимого агрегата производят специалисты по монтажу, но можно это сделать и индивидуально, произведя некоторые расчеты. Выполняем их по формуле Q=0,86хPн/(T п -Tоб), где

• Q – объем теплоносителя, в кубометрах в час;
• 0,86 – коэффициент преобразования;
• Pн – мощность контура теплого пола, требуемая для компенсации тепловых потерь;
• (Тп-Тоб) – разница между температурами теплоносителя, поступающего в систему трубопоровода и выходящего по обратным трубам.

Исходные данные тепловых потерь и температур берутся из строительных справочников. Таким образом, узнается объем расхода теплоносителя в определенном контуре. Имея информацию о расходе теплоносителя и сопротивлении системы и применив параметры из инструкции производителя, мы сможем выбрать подходящий агрегат.

Какой тип насоса выбрать?

Рассчитав технические показатели агрегата, необходимые для того, чтобы циркуляция в системе была правильной, нужно определиться с типом насоса. Для бытового применения используют два типа агрегатов:

• с мокрым ротором;
• с сухим ротором.

Агрегаты с мокрым ротором обладают не очень большой мощностью, но ее вполне достаточно, чтобы обеспечить работоспособность системы теплого водяного пола не превышающую по площади 400 м2. Ротор называется мокрым из-за крыльчатки, располагающейся прямо в теплоносителе. Посредством него обеспечивается смазка и охлаждение мотора. Такие устройства имеют преимущества за счет:

• бесшумной работы;
• малой энергопотребляемости;
• надежности (имеют запас моторесурса);
• простота экпслуатации (не требуют дополнительного обслуживания).

Агрегаты с сухим ротором обладают большой мощностью. Ротор располагается в индивидуальном герметичном корпусе. При эксплуатации, требуется периодическое техническое обслуживание (смазка, чистка). В работе агрегат с сухим ротором ведет себя довольно шумно.

В индивидуальном частном строительстве для обустройства системы водяного теплого пола практически всегда останавливаются на варианте насоса с мокрым ротором.

Материал корпуса и маркировка

Выбирая циркуляционный насос для теплого пола нужно обращать внимание на материал корпуса и маркировку. Обычно материал корпуса значения не имеет, так как при правильном выборе труб и замкнутой системе кислорода выделяется мало. Однако чтобы, перестраховаться от окислительных процессов, лучше отдать предпочтение корпусу из нержавейки или полимерных материалов.

Маркировка, нанесенная на корпусе насоса, состоит из 2-3-х цифр, например 25/60-130 или 32/80. Первый показатель – диаметры входных/выходных отверстий в миллиметрах, на примере 25мм и 32 мм. Второй показатель – высота подъема, обеспечиваемая данным агрегатом. В нашем случае 6 м, 8 м. При переводе метров в атмосферы получится 0,6 и 0,8 атм. Третий показатель – размер устройства, его монтажная длина. В примере этот показатель равен 130 мм.

Нюансы монтажа циркуляционного насоса

Самая популярная схема установки агрегата при монтаже теплого водяного пола это его расположение на подающем трубопроводе, после смесительного узла. Иногда насос ставят на обратку или в байпасе подмеса. Для двухуровневых строений рекомендовано применять два автономно работающих агрегата. Так проще управлять напором каждой ветки.

Выбранный агрегат, независимо от того где он установлен, должен располагаться так, чтобы его ротор находился в горизонтальном положении. При вертикальном расположении ротора потеря мощности составляет до 30%.