Автоматизация насосного оборудования
Для нормального функционирования такие насосы должны потреблять электроэнергию. На сегодняшний день электричество не является дешевым, поэтому многие задумываются о том, как сделать работу насоса более экономной с точки зрения потребления электроэнергии.
Устройство отопительной системы в частном доме — дело нужное и крайне важно, когда вы хотите создать максимально комфортные температурные условия проживания в нем. Наиболее эффективно работающим тепловым блоком является обвязка с принудительной циркуляцией теплоносителя по магистрали
Чтобы реализовать такую задачу, следует дооборудовать систему насосной установкой. Вот только вся проблема в том, что необходимо подобрать подобное оборудование по производительности, ведь именно от этого зависит эффективность функционирования всего контура. А как правильно рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, вы узнаете из этой статьи.
Расчет мощности отопительного насоса
Как рассчитать мощность отопления насоса? Выбирая насос для отопительной системы, необходимо обратить внимание на ту рабочую точку, с которой начинается его работа. В этой же точке будет произведена его установка
Расход и напор воды будут показателями, характеризующими позицию насоса. Для измерения расхода воды используется такое значение, как кубические метры воды в час (скорость насоса в системе отопления), а напор измеряется в метрах. Такие показатели во многом зависят от того, какими характеристиками обладает насос.
Производя расчет насоса для отопления, лучше всего выбрать такой вариант, при котором мощность его начальной точки будет приравнена к той мощности, которую потребляет сама система отопления.
Данную закономерность можно отследить только на особом графике. Эта процедура поможет определить, если тот или иной насос по своим показателям мощности подходит для вашей отопительной системы.
Ниже приведена формула, которая поможет узнать мощность циркуляционного насоса для отопления:
P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД
Р
– уровень плотности воды;
Q
– уровень расхода воды;
Н
– уровень напора воды.
Таким образом и делается расчет мощности насоса для отопления.
Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения
Кавитация – это такой процесс, во время которого в отопительной установке благодаря уменьшению давления образуются молекулы пара. Такой процесс имеет место в том случае, если в трубах снизится или повысится скорость потока жидкости.
Если отопительная система характеризуется слишком низкими или слишком высокими температурами, то такое явление может сказаться отрицательным образом. Пар, который образуется, собирается в пузырьки, и если они лопаются, то, тем самым, наносят повреждение материалу, из которого изготовлены трубы или другие компоненты системы отопления.
Если у вас не получается самостоятельным образом произвести такие операции, как как рассчитать насос для отопления, или вы сомневаетесь в их правильности, то лучше доверить это дело профессионалу в данной области. Специалист не только поможет с выбором помпы или произведением расчетов, но также займется непосредственно и установкой насоса.
Конструктивные особенности и принцип работы
Центробежный насос дренажного типа – это компактное устройство, главными элементами конструкции которого являются:
- корпус, изготавливаемый из прочных и износостойких материалов – чугуна, нержавеющей и обычной стали, пластика (выбор материала зависит от назначения и технических характеристик устройства);
- электрический двигатель, приводящий во вращение рабочий вал;
- рабочее колесо, на внешней поверхности которого зафиксированы изогнутые лопатки (вращение рабочего колеса обеспечивается приводным валом, на котором такое колесо и фиксируется).
Устройство дренажного насоса
Погружной дренажный насос, находящийся в процессе эксплуатации в толще перекачиваемой им жидкой среды, дополнительно оснащается сетчатым фильтром, который защищает такую помпу от попадания в ее внутреннюю камеру твердых частиц, размер которых превышает допустимое значение.
Размеры внутренней камеры дренажных насосов, используемых для откачки грунтовых вод из подвальных помещений и погребов, а также откачивающих грязную воду из колодцев или наземных резервуаров, рассчитываются таким образом, чтобы через нее могли свободно проходить твердые включения, содержащиеся в составе перекачиваемой жидкости.
Нижняя часть дренажного насоса должна легко сниматься для очистки рабочего колеса
В качестве элементов дополнительного оснащения, защищающих дренажные насосы от последствий нештатных ситуаций, а также позволяющих организовать их функционирование в автоматическом режиме, могут использоваться:
- температурные реле, которые автоматически отключают насосное оборудование в случае его перегрева;
- датчики, защищающие электронасос от работы вхолостую.
Датчики холостого хода представляют собой поплавковые выключатели, автоматически останавливающие работу оборудования в том случае, если уровень откачиваемой воды падает ниже критической отметки. Безпоплавковый насос, не оснащенный такими датчиками, требует постоянного внимания со стороны пользователей для контроля за условиями его эксплуатации
Устанавливая такие датчики, важно правильно определить глубину их погружения. Это необходимо для того, чтобы насос отключался и включался именно в те моменты, когда это требуется
Принцип работы поплавковых выключателей
В качестве насоса погружного для грязной воды преимущественно используется центробежное оборудование. Основным элементом его конструкции является рабочее колесо с лопатками, которое, перемещая перекачиваемую грязную воду по внутренней камере, создает центробежную силу, увеличивающую давление жидкой среды, за счет чего и происходит выталкивание последней через напорный патрубок. При этом в средней части рабочей камеры центробежного электронасоса создается разрежение воздуха, что обеспечивает всасывание в такую камеру новой порции откачиваемой грязной воды.
Наилучшими с точки зрения работы с загрязненными водами центробежные насосы считаются по целому ряду причин.
Благодаря высокой надежности такой насос не нуждается в частом техническом обслуживании.
Электронасосы рассматриваемого типа обладают высокой производительностью и способностью формировать поток жидкой среды с хорошим напором, что особенно важно для устройств, через которые перекачивается мутная и грязная вода.
На рынке можно найти множество разных моделей, что позволяет оптимально подобрать центробежный насос, исходя из характера тех задач, для решения которых он приобретается.
Универсальность такого насосного оборудования позволяет использовать его не только для дренажа, но и как насос для откачки воды из колодца или скважины, а также для ее дальнейшей транспортировки по трубопроводной системе к точкам водозабора.
Центробежный дренажный насос с чугунным корпусом
Подбор центробежного насоса
Для подбора центробежного насоса используют графическую зависимость напора от подачи, которая индивидуальна для каждой модели и приводится в каталогах производителей.
Методика подбора центробежного насоса зависит от возложенных на него задач. Чтобы подобрать повысительный насос — задаются подачей и с оси абсцисс проводят перпендикуляр на кривую характеристики насоса, полученная рабочая точка определит напор при заданной подаче.
Циркуляционный насос подбирают, накладывая на характеристику насоса, гидравлическую характеристику циркуляционного кольца, отображающую зависимость потерь напора от протекающего расхода. Рабочая точка будет находиться в точке пересечения характеристик насоса и циркуляционного кольца.
Если заданным параметрам соответствует несколько моделей, выбирают менее мощный насос работающий в режиме с большим КПД. Подбирая центробежный насос для сети с изменяющимся расходом воды, лучше отдать предпочтение модели с более пологой напорной характеристикой и широким диапазоном подачи.
Шумовые характеристики, часто становятся преобладающим параметром при подборе насосов для установки в жилых домах. В таких случаях рекомендуется выбрать насос с электродвигателем меньшей мощности и частотой вращения не более 1500 оборотов в минуту.
Классификация насосов по типу конструкции
Многообразие насосного оборудования делят на две категории: поверхностные и погружные агрегаты.
Модели поверхностного исполнения
Поверхностные агрегаты предназначены для установки над резервуаром. Корпус устройств такого типа размещается на ровной поверхности в сухом месте. Откачка воды осуществляется через опущенный в резервуар рукав: ПВХ трубу или резиновый шланг.
Поверхностные насосы мобильны и просты в эксплуатации: их удобно переносить по участку, устанавливая в нужном месте временно или стационарно
Любая модель поверхностного исполнения имеет две трубы:
- входная – обеспечивает поступление сточной воды из заполненной емкости;
- выходная – отводит стоки за пределы опустошаемого сооружения.
Функционировать такие приборы могут в автоматическом режиме. Для реализации автоматической работы к тумблеру включения присоединен поплавковый механизм, реагирующий на уровень жидкости в резервуаре.
Его погружают в откачиваемую жидкость вместе со шлангом. При поднятии воды выше определенной пометки срабатывают датчики поплавка, распоряжающегося запуском насоса.
Главными достоинствами агрегатов погружного исполнения являются:
- простота установки и демонтажа;
- обслуживание устройства сводится лишь к своевременной чистке и смазке деталей.
Но такие агрегаты не пригодны для глубоких источников. Они рассчитаны на работу при высоте всасывания в пределах 8-12 м.
Следует также учитывать, что при подключении такого насоса к канализационной системе, нужно точно знать сечение трубопровода, поскольку агрегат присоединяется к ней с помощью патрубков.
Погружные дренажные устройства
Приборы погружного исполнения действуют практически так же, как работают и поверхностные дренажные насосы. Но они больше предназначены для откачки воды из глубоких траншей или чистки колодцев.
Перекачка сточных вод осуществляется самим насосом без задействования шлангов и патрубков. Расположенный в днище насоса сетчатый фильтр защищает элементы агрегата от твердых пород грунта, песка и нерастворимых частиц.
Максимальная глубина погружения насосов у разных моделей обычно не превышает и 50 м. Но их нельзя задействовать при опустошении мелких резервуаров и водоемов, глубина которых не достигает 20 м. Для возможности работы погружных устройств в неглубоких траншеях, приходится применять дополнительное охлаждение двигателя водой.
Погружные агрегаты устанавливают на дно резервуара, а вода засасывается непосредственно через решетку, размещенную в нижней части корпуса
Глубина установки агрегата зависит от типа резервуара. Но существует простая закономерность: чем ниже расположен погружной насос, тем легче с ним будет работать.
Среди основных достоинств устройств погружного исполнения стоит выделить:
- высокая мощность и производительность в сравнении с поверхностными агрегатами;
- возможность осушения глубоких резервуаров в несколько десятков метров;
- тихий ход – погруженные в емкость агрегаты в процессе работы практически не производят шума.
Особенностью установок этого типа является то, что они работают автоматически. Оснащение устройства поплавковым механизмом или пластиковым пузырем обеспечивает бесперебойную работу помпы в автоматическом режиме. Он отключает двигатель насоса при достижении заданного уровня воды.
Наличие поплавкового выключателя особо актуально при необходимости откачивания жидкости из медленно заполняемых резервуаров
Постоянная работа устройства под водой требует надежной изоляции автоматики и герметизации электродвигателей прибора. Поэтому при изготовлении агрегатов погружного исполнения используются только стойкие к коррозии материалы, которые способны выдерживать механические повреждения.
Материалом изготовления для узловых деталей в зависимости от предназначения и воспринимаемых нагрузок могут выступать:
- полимеры и конструкционные пластмассы;
- электротехнические, легированные и углеродистые сплавы и стали.
В дорогих моделях для герметизации электродвигателя прибора используются сальники, выполненные из керамических манжет, либо же с масляным замком.
Единственным недостатком погружных устройств является то, что для обслуживания и ремонта дренажного насоса, его приходится извлекать из резервуара на поверхность. Да и за счет герметичности корпуса их довольно проблематично обслуживать и ремонтировать.
Напор насосного оборудования циркуляционного типа
Напор создается од действием насосного устройства для того чтобы противостоять гидродинамическим потерям, возникающим в трубах, радиаторах, вентилях, соединениях. Другими словами, напор – величина гидравлического сопротивления, которое агрегат должен преодолеть. Для обеспечения оптимальных условий для перекачки теплоносителя по системе показатель гидравлического сопротивления должен быть меньше показателя напора. Слабый водяной столб не сможет справиться с поставленной задачей, а слишком сильный — может стать причиной возникновения шума в системе.
Расчет показателя напора циркуляционного насоса требует предварительного определения гидравлического сопротивления. Последнее зависит от диаметра трубопровода, а также скорости перемещения по нему теплоносителя. Чтобы рассчитать гидравлические потери, нужно знать скорость движения теплоносителя: для полимерных трубопроводов – 0,5-0,7м/с, для труб, выполненных из металла, – 0,3-0,5м/м. На прямых участках трубопровода показатель гидравлического сопротивления будет находиться в пределах 100-150Па/м. Чем больше диаметр труб, тем меньше потери.
Для расчета потерь давления при сопротивлении местном применяют формулу:Z = ∑ζ x V2 x ρ/2
При этом ζ обозначает коэффициент местных потерь, ρ – показатель плотности теплоносителя, V – скорость перемещения теплоносителя (м/с). Далее необходимо суммировать показатели местных сопротивлений и величины сопротивлений, которые были рассчитаны для прямолинейных участков. Полученное значение будет отвечать минимально допустимому напору насоса. Если в доме сильноразветвленная система отопления, расчет напора следует произвести по каждой ветки отдельно.
— котел – 0,1-0,2; — теплорегулятор – 0,5-1; — смеситель – 0,2-0,4.
Как вариант можно рассчитать напор циркуляционного насоса для отопления по следующей формуле:Hpu =RxLxZF/10000
При этом Hpu – напор насоса, R – потери, которые были вызваны трением в трубах (измеряется Па/м, за основу можно принять значение 100-150 Па/м), L – протяженность обратного и прямого трубопроводов самой длинной ветки или сумма ширины, длины и высоты дома умножена на 2 (измеряется в метрах), ZF – коэффициент для термостатического вентиля (1,7), арматуры/фасонных деталей( 1,3), 10000 — коэффициент пересчета единиц (м и Па).
Краткое описание системы АПТ
Цель гидравлического расчета — определение расхода воды на пожаротушение, диаметров распределительных, питающих и подводящих трубопроводов и необходимого требуемого давления и расхода для насосной установки.
Гидравлический расчет выполнен по техническим данным представленным в Приложение А (Гидравлическая схема расчета параметров)
Параметры установки пожаротушения торгового центра и других помещениях в подтрибунных пространствах принято в соответствии с требованиями СТУ:
— помещения объекта относятся к I группе помещений;
— интенсивность орошения — 0,12 л/(с·м2);
— минимальная площадь для расчета расхода воды — 120 м2;
— продолжительность подачи воды — 60 мин;
— максимальная площадь, защищаемая одним оросителем — 12 м2;
— расход воды на внутреннее пожаротушение здания от пожарных кранов составляет 2 струи с расходом каждой не менее 5 л/с.
Рабочей документацией предусмотрена защита от пожара автоматической установкой водяного пожаротушения со спринклерными оросителями RA1325 Reliable с коэффициентом производительности 0,42.
На магистральной сети трубопровода предусмотрен монтаж пожарных кранов на питающих и распределительных трубопроводах диаметром DN 65. Расстановка пожарных кранов выполнена с учетом орошения каждой точки защищаемых помещений двумя струями с высотой компактной струи не менее 12 м для помещений здания. При этом расход от одного пожарного крана составляет не менее 5,2 л/с, а требуемый напор у пожарного крана — не менее 19,9 м. вод. ст. (согласно табл. 3 СП10.13130.2009).
Трубопроводы установки пожаротушения выполнены из электросварных и водогазопроводных труб по ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 3262-75 различного диаметра.
Источником холодного водоснабжения проектируемого объекта является проектируемый водовод. Напор в существующей сети водопровода равен 2,6 атм. (26,0 м).
Расчетная площадь для определения параметров насосной станции пожаротушения принята на отм.+21,600 (6 этаж), расположение распределительного трубопровода на отм.+28,300 (под перекрытием) с монтажным положением оросителей вертикально вверх. Участок принят для расчета по причине того, что является наиболее удаленным, тупиковым и высоко поднятым по отношению к другим участкам данной секции.
Внутренний противопожарный водопровод выполнен совмещенным со спринклерным водяным пожаротушением, общая насосная группа.
Для определения параметров насосной станции пожаротушения принято расположение основания для пожарных насосов на отм.-0,150 (1 этаж).
Максимальное расстояние между спринклерами 2,7-3,0 м (в форме квадрата с учетом технических требований и эпюры орошения или прямоугольной формы с соблюдением охвата орошения). Диаметр окружности, защищаемая одним оросителем 4,0м, соответственно один ороситель защищает площадь 12,5 м2.
Свободный напор в наиболее удаленном и высокорасположенном оросителе должен быть не менее 12 м (0,12 МПа). Расход через диктующий ороситель Qmin = k√ Н = 0,42√12 =1,455 л/с.
На защищаемой площади 120 м2 требуется не менее 16 (120/(2,76*2,76)) оросителей, минимальная интенсивность орошения 0,12 л/(с·м2), тогда расход воды каждого оросителя должен составить: л/с, где м2 — площадь орошения, — число оросителей, л/(с·м2) — нормативная интенсивность орошения.
Калькулятор расчета необходимого напора для дренажного насоса
Автоматический подсчет напора насоса.
Любой насос имеет ограничения по глубине, из которой он может закачать жидкость. Другой важный показатель – производительность. Она показывает объем жидкости, который способен перекачать агрегат. Самые слабые аппараты имеют производительность, не превышающую 100 л/мин. Выбор по этому параметру зависит от условий, в которых предстоит работать оборудованию.
Если перекачивают большие объемы, производительность выбирают по возможности большую. Для откачивания прибывающей понемногу воды хватает малопроизводительного оборудования. Главное, чтобы в накопительном резервуаре собиралось жидкости меньше, чем может откачать насос.
При расчете необходимого напора учитывают:
- разницу в высоте между уровнем забора воды и высшей точкой магистрали;
- горизонтальное расстояние от нижней точки приемного шланга до окончания трубопровода;
- диаметр труб, шлангов.
В предлагаемом калькуляторе необходимо указать все параметры и получить результат.
Что еще влияет на выбор
На подбор насоса для системы отопления, кроме основных его параметров (напора и подачи) могут влиять и некоторые другие факторы, например, такие как: производитель, качество изготовления, долговечность, максимальная температура эксплуатации, стоимость, и др. Зачастую они связаны между собой. Качественные насосы надежных производителей, таких как «Grundfos», «Wilo», «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo», обычно, имеют большую стоимость. Китайские или отечественные модели, как правило, намного дешевле, но нет гарантии в их надежности и длительной работе. Тут уже все зависит от личного выбора: то ли качественное надежное изделие по более высокой цене или более дешевый, но менее надежный циркуляционный насос, который, возможно, в скором времени придется менять. Иногда, чтобы сэкономить, приобретают б/у «Grundfos» или «Wilo». Часто, они нормально работают дольше новых китайских, но если приобретены у проверенных специалистов, которые могут дать определенную гарантию.
Еще один параметр технической характеристики, который может быть важным при выборе циркуляционного насоса – максимально допустимая температура его эксплуатации, которая также должна быть в его паспорте или инструкции по эксплуатации
Это особенно важно, если насос предполагается установить в системе отопления с твердотопливным котлом на подающей трубе. Максимально допустимая температура эксплуатации его, в этом случае, должна быть не менее 110 о С
Если же, он будет устанавливаться на обратной магистрали, то этот параметр не столь важен, так как температура теплоносителя в этом месте редко превышает 70 о С.
Система отопления в частном или загородном доме нуждается в специальном насосе, который будет помогать теплоносителю, циркулировать по трубам. Благодаря такому циркуляционному насосу удается добиться того, что все помещения в доме нагреваются наиболее равномерным образом. Установка такого устройства предполагает проведение некоторых расчетов. Расчет насоса для отопления может зависеть от некоторых определенных обстоятельств. Для начала, необходимо определиться с типом насоса. Насос может быть «мокрым» или «сухим». Их отличие состоит в том, что у первого насоса рабочая область находится под слоем воды, то есть, в перекачиваемой среде.
Такой насос не нуждается в дополнительной смазке или увлажнении. Однако необходимо учесть, что водяной напор или сопротивление во многом могут оказывать влияние на функциональную мощность агрегата. Разберемся же, как рассчитать насос для отопления.
Универсальность бытовых дренажных насосов
Канализационные насосные устройства – универсальное оборудование. Основное назначение – перекачка грязной воды, но при необходимости ими пользуются для подъема чистой из колодцев, скважин, резервуаров. Максимальный размер включений в жидкости зависит от модели оборудования. Для бытовых аппаратов это не более 10 мм, профессиональные агрегаты справляются с твердыми частицами диаметром 140-300 мм.
По прямому назначению дренажные насосы применяют в таких случаях:
- откачивают стоки и разжиженный ил из септиков;
- осушают почву, затопленную весенними паводками;
- организуют полив приусадебного участка;
- откачивают жидкость из бассейнов, фонтанов, других искусственных водоемов и наполняют их;
- устраивают открытую или закрытую дренажную систему;
- осушают затопленные подвалы, погреба, строительные котлованы;
- чистят колодцы от накопившейся грязи, углубляют.
Дренажные помпы используют везде, где нужно откачать грязную или чистую воду, наполнить ею резервуар.
Необходимые данные для ввода
Изначально требуется указать, сколько метров составляет расстояние непосредственно от самой станции до динамического уровня жидкости в источнике, расположенном на территории участка. Обычно после рытья колодца или бурения скважины хозяину становится известна глубина. К ней остается прибавить высоту, на которой находится насосная станция.
Однако это не единственный параметр, который следует ввести. Некоторое сопротивление имеется и в горизонтальных трубопроводах, ведущих от источника прямо к месту расположения устройства. Сила трения будет зависеть также от диаметра используемых элементов и материала изготовления. Трубы сечением более 1 дюйма обладают низким сопротивлением, поэтому исключаются из основных вычислений.
Перечисленные зависимости были взяты в расчет при создании данного калькулятора. При получении значения, превышающего параметры приобретаемых моделей, стоит задуматься о технических способах решения проблемы. К примеру, можно расположить станцию в непосредственной близости к источнику, применяя при этом трубы из пластика с большим сечением.
Основное оборудование находится в подвальном помещении
При необходимости организовать место для насосной станции можно в кессоне, устроенном под землей. Такой вариант размещения оборудования считается наиболее удачным, так как позволяет обеспечить подъем воды с максимальной глубины. Однако при слишком большом расстоянии до рабочей среды все же лучше использовать погружные насосы, которые в связке с гидроаккумулятором облегчают жизнь потребителям. В каждом конкретном случае все будет зависеть от глубины колодца или скважины.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
