No Image

Как рассчитать необходимый напор насоса

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 декабря 2019

При эксплуатации отопительных систем с естественной циркуляцией теплоносителя владельцы квартир и частных домов часто сталкиваются с проблемой недостаточного прогрева радиаторов, установленных в отдаленных комнатах.

Все зависит от протяженности отопительного контура. Если его длина составляет более 30 метров, уровень давления воды становится недостаточным для сохранения необходимой температуры в его максимально удаленных точках.

Чтобы добиться стабильной работы оборудования, используются устройства, обеспечивающие ритмичную циркуляцию теплоносителя. Предварительный расчет насоса для системы отопления дает возможность определить параметры, необходимые для выбора наиболее оптимальной модели.

Для чего необходимы расчеты

Большинство современных систем автономного обогрева, использующихся для поддержания определенной температуры в жилых помещениях, укомплектованы насосами центробежного типа, которые обеспечивают бесперебойную циркуляцию жидкости в отопительном контуре.

За счет увеличения давления в системе можно снизить температуру воды на выходе отопительного котла, сократив тем самым суточный расход потребляемого им газа.

Правильный выбор модели циркуляционного насоса, позволяет на порядок повысить уровень эффективности работы оборудования в отопительный сезон и обеспечить комфортную температуру в помещениях любой площади.

Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность

Чтобы понять сам алгоритм расчета циркулярного насоса, необходимо оттолкнуться от какого-либо параметра, в точности которого сомневаться не приходится. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, в котором планируется установка автономной отопительной системы, и узнать его площадь. Например, возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м².

Следующим шагом будет определение величин, необходимых для расчета.

Нужно узнать три основных параметра:

  • Qn — мощность источника тепла (кВт);
  • Qpu — производительность циркуляционного насоса, показатель объемной подачи теплоносителя для выбранного нами типа помещения (м³/час);
  • Hpu — мощность напора, необходимого для преодоления гидравлического сопротивления системы (м).

Расчет мощности источника тепла (АОГВ)

Для каждого помещения в зависимости от его площади или объема существуют определенные технические нормы мощности источника обогрева.

Для вычисления этого параметра воспользуемся следующей формулой:

Qn = Sn × Qуд ÷ 1000

мощность источника тепла

удельная тепловая потребность помещения

Площадь отапливаемого помещения нам известна (300 м²), а второй показатель зависит от типа сооружения: если это многоквартирный дом, то его значение равно 70 Вт/м², в нашем же случае (отдельно стоящее здание), он составит 100 Вт/м².

Подставим эти значения в формулу и посмотрим, что у нас получится:

300 × 100 ÷ 1000 = 30 кВт.

Итак, мощность отопительного агрегата для нашего помещения составила 30 кВт. Существует еще один метод определения этой величины.

Объем отапливаемого помещения и мощность отопительного агрегата можно найти в следующей таблице.

Обозначение Параметр Единицы измерения

Объем помещения новый дом (м³)

Тепловая мощность Объем помещения старый дом (м³)

Напомню, что объем помещения равен произведению его площади на высоту.

  • V — объем помещения;
  • S — отапливаемая площадь;
  • h — высота комнат.

В нашем случае при высоте потолков 2,5 м, он будет составлять:

Ищем этот показатель во второй графе таблицы и получаем те же 30 кВт.

Расчет производительности насоса

Правильный расчет мощности насоса позволяет обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя в любой ее точке. Определив технические характеристики обогревательного котла, можно вычислить производительность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.

Воспользуемся следующей формулой:

Qpu = Qn ÷ kτ × Δt

мощность источника тепла (АОГВ)

коэффициент теплоемкости жидкости

температурный перепад на входе и выходе системы

Если в качестве теплоносителя используется вода, ее удельная теплоемкость составляет 1,164. Если применяется иная жидкость, то значение этого параметра нужно искать в соответствующих таблицах.

При функционирующей отопительной системе значение температурного перепада (Δt ) можно вычислить методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе системы (Δt = t1 – t2 , где t1 – температура на входе отопительного контура, а t2 – температура на выходе с него).

В противном случае придется использовать стандартные показатели. Разница температур на входе и выходе системы (Δt ) колеблется в пределах 10—20 ⁰С.

Возьмем среднее значение — 15 ⁰С и подставим полученные результаты в формулу:

Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 м³/час

Теперь один из пунктов технической характеристики циркуляционного насоса известен.

Расчет необходимой мощности (высоты) напора

Мощность отопительного котла и производительность насоса известны, следующим шагом будет определение напора теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов отопительной системы.

Для этого берутся в расчет тепловые потери на самом протяженном отрезке контура — от источника тепла до дальнего радиатора. Чтобы доставить тепло в любую его точку, мощность напора подаваемой жидкости должна быть выше суммарного гидравлического сопротивления всех отопительных приборов.

Расчет напора насоса отопления производится по следующей формуле:

Hpu = R × L × ZF ÷ 10000

Обозначение Параметр Единицы измерения

Мощность (высота) напора

Потери в трубах подачи и «обратки»

Протяженность отопительного контура

коэффициент гидравл. сопротивления фасонной и запорной арматуры системы

В зависимости от диаметра труб, значение параметра R находятся в диапазоне 50–150 Па/м (минимальный показатель применим для водопроводных систем с диаметром трубы от 2-х дюймов и выше, для современных пластиковых и металлических труб потери составляют 150 Па/м). Для нашего помещения необходимо использовать максимальное значение.

Если точную длину контура (L) определить сложно, этот параметр рассчитывают, исходя из габаритов отапливаемого помещения. Показатели длины, ширины и высоты дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома составляет 30 м, ширина – 10 м, а высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2,5) × 2, то есть 85 метров.

Самый простой вариант определения значения ZF выглядит следующим образом: при отсутствии термостатического вентиля в системе он равен 1,3, а при его наличии — 2,2.

Для расчета возьмем максимальную величину этого коэффициента и подставим все полученные значения в формулу:

150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 м.

Предложенная методика расчета не является единственной. Для более точного определения напорных показателей насоса существуют формулы, в которых учитывается не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.

Гидравлическое сопротивление

Этим термином выражаются суммарные потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение этой характеристики.

К ним можно отнести:

  • вентили;
  • клапаны;
  • фильтры;
  • измерительные и регулирующие приборы;
  • радиаторы;
  • конвекторы и т. д.

Для точного определения потерь в системе обычно пользуются значениями, указанными в технической документации на каждый компонент отопительного контура.

Если же такой возможности нет, найти эту информацию можно в следующей таблице:

Обозначение Параметр Единицы измерения

В этом случае для расчета высоты напора удобно воспользоваться несколько иной формулой.

H = 1,3 × (R1L1 + R2L2 + Z1 + Z2 + …. + Zn) ÷ 10000, где:

  • R1, R2 – потери в трубах подачи и «обратки» (Па/м);
  • L1, L2 – длина линий трубопровода подачи и «обратки» (м);
  • Z1, Z2 … Zn – потери давления на отдельных элементах системы (Па).

Число, находящееся в знаменателе формулы (10000), – коэффициент пересчета Паскалей в метры.

Выбираем насос

После того, как все необходимые параметры для приобретения циркуляционного насоса определены, можно приступить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражены в графиках соотношения производительности устройства и высоты напора, приложенных к их паспорту. Эти данные можно легко найти в Интернете.

В зависимости от количества скоростей в координатной системе выстроены один, два или три графика с указанием точки оптимального соотношения этих величин. Откладываем по оси Х значение производительности насоса, а по оси Y высоту его напора. Точка пересечения этих параметров должна находиться как можно ближе к точке, указанной на графике – полное их совмещение будет идеальным вариантом.

Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим эксплуатации. Если вы остановитесь на одной из них, то выбор характеристик необходимо проводить по графику, соответствующему второй скорости, то есть среднему. В иных случаях совмещение параметров производится по любому из них.

Цены на разные модели насосов для системы отопления

Как рассчитать насос, если известна мощность котла

Часто возникают ситуации, когда котел приобретается заблаговременно или же насос добавляется в уже функционирующую систему отопления. В этом случае мощность отопительного агрегата известна, и все остальные элементы контура выбираются в зависимости от значения этого показателя.

Для расчета производительности циркуляционного насоса при заданной мощности источника нагрева, пользуются следующей формулой.

Q = N ÷ (t2 — t1), где:

  • Q – производительность насоса (м³/час);
  • N – мощность отопительного устройства (Вт);
  • t2 – температура теплоносителя на входе системы (⁰С);
  • t1 – температура жидкости на выходе из контура (⁰С).

Если возможность точно определить указанные параметры подачи и «обратки» отсутствует, воспользуйтесь средним значением температурного перепада — 15 ⁰С.

Количество скоростей у насосов

По своей конструкции насос циркуляционного типа представляет собой электродвигатель, механически связанный с валом крыльчатки, лопасти которой выталкивают из рабочей камеры нагретую жидкость в магистраль отопительного контура.

В зависимости от степени контакта с теплоносителем, насосы делятся на устройства с сухим и мокрым ротором. У первых в воду погружена только нижняя часть крыльчатки, вторые пропускают весь поток через себя.

Модели с сухим ротором отличаются более высоким коэффициентом полезного действия (КПД), но создают ряд неудобств из-за шума во время работы. Их аналоги с мокрым ротором более комфортны в эксплуатации, но обладают меньшей производительностью.

Современные циркуляционные насосы могут эксплуатироваться в двух или трех скоростных режимах, поддерживая различное давление в отопительной системе. Использование этой опции дает возможность на максимальной скорости быстро прогреть помещение, а затем выбрать оптимальный режим работы и сократить энергопотребление устройства до 50 %.

Переключение скоростей осуществляется с помощью специального рычага, установленного на корпусе насоса. Некоторые модели имеют автоматическую систему регулирования, изменяющую скорость вращения двигателя в соответствии с температурой воздуха в отапливаемом помещении.

Полезные рекомендации

При выборе насоса для системы отопления преимущество стоит отдавать конструкциям с «мокрым» ротором, поскольку они очень тихо работают и выдерживают более высокие нагрузки, чем гидравлические приспособления иных модификаций.

Корме того, обратите внимание на материал корпуса – остановите свой выбор на изделиях из нержавеющей стали, бронзы или латуни. Так же предпочтение стоит отдавать моделям с подшипниками и валом, изготовленными из керамики. Срок эксплуатации такого оборудования превышает 20 лет.

При установке устройства в систему необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался горизонтально, то есть параллельно трубе. Если в процессе работы насоса появляется подозрительный шум, это еще не говорит о его неисправности или фабричном дефекте. Попробуйте спустить воздух, оставшийся в системе после запуска.

Видео

С практическими рекомендациями по расчету насосного оборудования для отопительных контуров можно познакомиться, просмотрев это видео.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 26.10.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

ТД ВиКо В нашей статье Вы найдете подробное описание правильного выбора насоса для скважины, благодаря статье Вы сможете самостоятельно выбрать подходящий Вам насос без лишних затрат, а также избежите ошибок большинства.

Введение

Обвязка скважинного водоснабжения, это весьма трудоемкий процесс, который требует не только физических, но и умственных способностей.

Первое, что нужно знать о выборе скважинного насоса — это параметры скважины. К ним относят:

1. Глубина скважины

2. Дебит скважины (количество пополнения воды в час) Так средне статистическая бытовая скважина производит 1,5-2,0 куба воды в час.

3.Зеркало воды (уровень воды от поверхности земли до начала водяного столба в скважине)

Диаметром скважины зачастую можно пренебречь. Связано это с тем, что в большинстве случаев используется обсадная труба 125мм (120мм скважина), что подходит для стандартных бытовых насосов 3,5" (88,9мм) и 3" (76,2мм). Встречаются насосы 4" (101,6мм) для скважин 135мм или 160мм, но они обычно уже приближены к классу колодезных насосов 6" (152,4мм). Такие насосы рассчитаны на небольшие глубины.

Следует добавить, что выбранный диаметр насоса "впритык" приводит к лишней трате денег. А связано это с тем, что насос охлаждается в процессе работы водой, которая циркулирует в скважине, поэтому нужен запас 20-30мм. Итоговый внутренний диаметр обсадной трубы равен 20-30мм + диаметр насоса в миллиметрах.

Отметим, что расчёт насоса для колодца осуществляется аналогично расчету насоса скважины. Так что, описанный в статье способ расчета насоса скважины отлично подходит для выбора и расчета колодезного насоса.

Сам же диаметр скважины влияет на количество воды имеющейся в запасе столба воды и конечную стоимость насоса. Почему стоимость насоса зависит от диаметра скважины? Дело в том, что если дебет маленький, а расход воды большой, то возникает ситуация, когда столб воды начинает медленно уходить вниз. Это влияет на повышение сопротивления столба поднимаемой воды насосом, что приводит к покупке более мощного и производительного насоса.

Также объем воды в скважине влияет на скорость ее пополнения и количество включений насоса в час. Чем реже насос включается тем лучше. Минимальное расчетное количество не более 30-50 включений в час. Всё это высчитывается из простой зависимости (Расход на потребителей [л/час]/(Дебет скважины [л/час]) x (Расход на потребителей [л/час] / объем столба воды [л]) = кол-во включений/час.

Более подробно, с примерами, про установку с обвязкой погружного насоса в скважину своими руками Вы сможете узнать прочитав статью до конца.

Для подбора скважинного глубинного насоса нужны следующие параметры:

1. Уровень погружения насоса в столбе воды.

Как правило все бытовые насосы центробежного типа могут погружаться в столб воды не более 30 м, но есть бытовые насосы, к примеру Aquatech, которые могут погружаться в столб воды до 80 метров, а вот винтовые насосы погружаются не более чем на 15-20 метров.

Такие параметры заложены не спроста, ведь объем воды, который будет давить на насос, может с легкостью повредить механизм насоса: сальники, корпус и т.д.. Так что перед покупкой скважинного глубинного насоса обязательно ознакомьтесь с этим параметром, который будет прописан в инструкции по эксплуатации насоса.

2. Расстояние от скважины до дома или точки потребления.

Это неотъемлемая часть в подборе погружного скважинного насоса. Ведь каждые 10 метров трубы по горизонтали равны потере давления примерно 0,1 атм. Каждый отвод трубы т.е. угол поворота , это потеря давления около 0.11 атм. Тройник и обратный клапан установленные на скважине до реле давления съедают около 0,39 атм на элемент.

3. Количество точек подключения.

К точкам подключения относят унитаз, стиральные и посудомоечные машины, умывальники , раковины, душевые кабины и т.д. В общем точки — это элементы водоотведения где будет происходить разбор воды.

Усредненный расход воды на точку около 10 литров в минуту.

4. Производительность насоса скважины.

Подбирается от одновременного использования точек воды. Допустим, кухонная мойка и душевая кабина потребляют одновременно около 20 литров в минуту. Следовательно, насос должен обеспечить их бесперебойную работу, и при этом у него было наименьшее число выключений в час.

Если скважинный насос будет сильно мощный, то он будет часто включатся и выключатся, а это большая ошибка при подборе скважинного насоса. Циклы включений и выключений насоса строго регламентированы производителем. Так частые циклы работы насоса вредят его двигателю.

Двигатель у них мощный, но нежный.

Большинство производителей рекомендуют не более 50 циклов в час, однако, на практике лучше придерживаться не более 15-20 включений в час (идеальный вариант). Такой насос прослужит дольше.

Соответственно из этих правил скважинный насос должен работать без прерывно во время пользования "точками разбора воды".

5. Мощность насоса.

Мощность скважинного насоса легко подсчитать, нужно просто соблюсти все выше приведенные пункты.

Выведем формулу расчета скважинного насоса:

А- Глубина скважины

Б- Горизонтальный участок трубы

В- Сопротивление напору (совокупность фильтров, углов, тройников в магистрали)

Г- Зеркало воды от верхнего уровня грунта

Д- Дебет скважины

Т- Количество одновременно используемых точек разбора воды (обычно берется 1т=10л/мин)

Е — Итоговое значение необходимого напора насоса

Д (л/мин) >= Пиковое потребление л/мин (1 м.куб./час = 16,66 л/мин)

Как правильно перевести м.куб. в л.мин >>> XX м.куб.*1000 / 60 = XX л/мин

А+Б+В+Г = Е, при условии Д = Т

Рассмотрим пример расчета погружного скважинного насоса для работы с автоматикой:

Глубина скважины: 30м (А)

Насос всегда поднят от дна скважины на 2-3 метра.

Допустим возьмем подъем 2м. В результате (А = 28м).

Горизонтальный участок трубы (Б) :

От скважины до дома: 20м или 0,2атм по горизонту, (Б = 20м)

Сопротивления напору (В) :

Наличие 5 поворотов трубы (0,5атм = 50м);

обратный клапан (0,39атм = 39м) и фильтр (0,4 атм =40м), (В = 129м)

Необходимо учесть, что если глубина скважины составляет более 60м, то необходимо установить 2 обратных клапана — один ставится непосредственно после насоса, а второй на высоте 45-50м.

Также большинство производителей рекомендуют ставить обратный клапан после насоса через расстояние от 1 до 5 м, но этим можно пренебречь на малых глубинах.

Зеркало воды возьмем: 5м (Г)

Учтем зеркало воды и получим столб воды в котором будет находиться насос 28м-5м=23м (А=23м)

Знаете ли Вы, что насос испытывает нагрузку подъема жидкости начиная с конца столба воды.

В этом примере зеркало 5м — следовательно насосу потребуется преодолеть сопротивление столба воды в 5м по вертикали. Таким образом, сопротивление по напору составит 0,5атм (10м=1атм).

Однако надо учесть сезонные колебания столба воды — это порядка 10м, т.е. добавляем еще 1атм потерь.

В итоге: Г=5+10=15м (Г=15м)

Дебет: 1,8 м.куб./час (Д)

Если Вам неизвестен дебет Вашей скважины, то смело можете брать 1,2-1,4 м.куб/час

Произведем расчет количества воды, производимое скважиной:

Д= 1,8*1000/60 = 30 л/мин

Точек разбора воды: возьмем одну (Т)

Д>Т — значит вода не убывает в скважине, следовательно насосу нет необходимости работать на столб воды в скважине, при ее опустошении ==> (А = 0)

Произведем расчет по имеющимся данным:

Переводим величины горизонтальных потерь в вертикальные (10м по горизонтали = 1м по вертикали):

(Б+В)/100 ==> (20м+129м)/100 = 1,49м ; Г=15м

А+Б+В+Г = Е, при условии Д = Т

15м+1,49м = 16,49м => Е = 16,49м (16,49м/100 = 1,649атм)

1,649м (2атм) эта высота будет потрачена только на подъем воды до реле давления. т.е. мы получим на выходе трубы давление воды не более 0,1 атм.

Исходя из этого нам нужно получить на выходе, т.е. в точке разбора воды около 2,6 атм (26м).

Следует помнить, что если Вы используете автоматику, то давление в гидроаккумуляторе устанавливается всегда на 0,1атм меньше давления включения автоматики . Также необходимо знать, что гидроаккумулятор стабилизирует давление в системе и его сопротивлением можно пренебречь.

Правильно настроенный гидроаккумулятор прослужит дольше.

Если у Вас многоэтажный дом, то необходимо учесть подъем до самой верхней точки разбора, из учета 10м=1атм потерь.

В итоге получаем: 2,6 + 2 + Hверхней точки[атм] = 4,6атм (46м).

Делаем вывод, что подъем насоса должен быть не менее 46 метров.

46м + 10% = 50,6м => Идеальным вариантом будет насос с подъемом 50 метров.

Всегда делаем минимальный запас 5-10% по мощности насоса. Это уменьшит его износ и позволит работать двигателю более стабильно при перепадах напряжения и пусках насоса.

Из полученного расчета получаем список подходящих насосов:

Aquario ASP 1Е 45-90(напор 45 м, КАБЕЛЬ 35м.) — Запас по давлению 24%

Aquatech SP 3.5" 4- 45 (напор 45 м, кабель 25 м) — Запас по давлению 14%

BELAMOS Насос скважинный TF3- 60 (напор 60 м, длина кабеля 35 м) — Запас по давлению 62%

WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м) — Запас по давлению 34%

Самый минимальный подходящий вариант и при этом финансово привлекателен:

WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м) — Запас по давлению 34%

Aquatech SP 3.5" 4- 45 (напор 45 м, кабель 25 м) — Запас по давлению 14%

Самый идеальный вариант:

WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м) — Запас по давлению 34%

С таким скважинным насосом и напор будет хороший и в дальнейшем можно немного расширить длину горизонтального водопровода или добавить большее число точек разбора, без критичных для двигателя нагрузок.

Давайте рассмотрим структурно схему обвязки водопровода с насосом скважины:

Обвязка насоса скважины

Для правильной обвязки скважинного насоса нам понадобится:

  • Насос
  • Обратный клапан ГГ + ниппель (либо обратный клапан ГШ)
  • Муфта ПНД с наружной резьбой
  • Труба ПНД
  • Оголовок герметичный ОГС 113/125 или ОГС 127/165 (зависит от диаметра обсадной трубы)
  • Угол ПНД обжимной (для поворота трубы)
  • Шнур полиамидный 6мм или 8мм (для подвешивания насоса)
  • Автоматика

Бывает три типа автоматики:

1. Блочная (собирается по частям и состоит из Штуцера 5-ти выводного, Штуцера 3-х выводного; Реле давления PM/5G, PA 12 MI; Манометра; Датчика сухого хода; Реле протока воды WATTS)

2. В сборе (Реле давления PM/5-3W, Турбипресс)

3. В сборе с компенсатором гидроударов (Блок автоматики PS-01A, PS-01С)

Следует учесть, что у гидроаккумулятора указывается полный объем.

Помните, основное предназначение — компенсация гидроударов.

Слишком большой объем может привести к эффекту застаивания воды .

Так гидроаккумулятор на 24л будет запасать всего 11,3л.

Если гидроаккумулятор будет удален от автоматики, то дополнительно понадобится Муфта ПНД с наружной резьбой 1" и Муфта ПНД с внутренней резьбой 1"

Муфта ПНД с наружной резьбой 1" для отвода трубы после автоматики

Дополнительные элементы сантехники на Ваше усмотрение (краны, тройники, ниппели и т.д.)

Кессон (На Ваше усмотрение)

Кессон — это колодец, в котором размещается верхняя часть скважины и герметичный оголовок. Применяется как правило для избегания попадания мусора на поверхность участка скважины. Также в декоративных целях, когда скважина находится где-то на участке. Состоит из кольца полимерно-песчаного, конуса, дна и люка.

Крепится на открытые участки трубопровода в скважине (до воды) и трубе проложенной до дома (в утеплителе). Также кабель бывает двух исполнений: наружный кабель (крепится на поверхности трубы) и внутренний кабель (протягивается внутри трубы).

Как правило для наружного кабеля используется не пищевая термоусадка , но для внутреннего кабеля помимо пищевой термоусадки понадобится еще специальный сальник АКС1 для введения кабеля в трубу и тройник с внутренней резьбой под сальник на 3/4 или 1/2. Как правило обычно подходит тройник 1"х3/4х1" или 1"х1/2х1".

Также Вы всегда можете проконсультироваться у наших менеджеров, позвонив по телефону (351)222-10-92, заказать звонок (через форму на сайте) или связаться он-лайн.

Упрощенный расчет напора и производительности насоса

В данной статье мы остановимся на упрощенном расчете напора и производительности.

Напор, создаваемый насосом должен складываться из трех важных значений:

1. При определении требуемого напора насоса нужно помнить, что 1 метр напора по вертикали примерно равен 10 метрам напора по горизонтали (на самом деле на данное отношение влияет множество факторов).

Если в характеристиках насоса написано, что максимальный напор при нулевой производительности достигает Hmax = 48 метров, то значит, что по вертикали данный насос поднимет воду на высоту 48 метров или при нулевой высоте подъема он сможет доставить воду примерно на 480 метров по горизонтали (но при этом вода будет вытекать слабой струйкой).

Например, вы устанавливаете насос в подвале дома или гаража, находящемся на 3 метра ниже уровня земли. До входа системы водоснабжения в одноэтажный дом, куда подается вода — 20 метров. Значит, Вам необходим насос с напором свыше 5-ти метров при определенной производительности:

Но для нормальной работы системы водоснабжения Вам нужен насос с определенными напором и производительностью.

Вы спросите: «Почему при определенной производительности?»

Ответ: «Вам нужно, чтобы вода из шланга или крана не капала (а на насосе указан максимальный напор при нулевой производительности, либо наоборот), а вытекала с производительностью, достаточной для удаления воды из емкости. Для бытовых целей производительности насоса хватит, если максимальный напор, создаваемый насосом (указан в характеристиках насоса) превышает расчетный на 3 метра. В данном случае 8 метров. Опять-таки, не стоит забывать, что в ряде случаев необходим запас по напору, определяющему производительность насоса, то есть напор должен быть существенно больше.

Более точные расчеты напора и производительности насоса в зависимости от сложности системы трубопроводов, дальности перемещения воды и высоты подъема определяется по специальным диаграммам, таблицам или для сложных условий работы системы водоснабжения производятся сложнейшие расчеты, в которых с определенной степенью погрешности учитываются все параметры и характеристики системы.

2. Давление, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления, как правило, для всех потребителей бытового назначения, должно быть от 1,5 до 3,0 бар (bar), что соответствует напору от 15-ти до 30-ти метров Hпотр = (15 . 30) м.

3. Расчетный напор насоса до основных точек потребления (например, до входа системы водоснабжения в одноэтажный дом):

Где: Нрасч — расчетный напор, создаваемый насосом, м;

Hгео — геодезическая высота подъёма воды (расстояние по вертикали от места установки насоса до наиболее высокорасположенного потребителя), м.

Hпотр — напор, который необходимо создать в самой удаленной точке и высоко расположенной точке потребления, м.

Hпот — суммарное гидравлическое сопротивление по всей длине Lтр всасывающего и нагнетательного трубопроводов (суммарные потери напора).**

Чем выше температура воды, тем меньше высота всасывания, и практически при + 65-ти градусах Цельсия (°С) забор воды становится невозможен.

Обычно геометрическая высота всасывания для центробежных насосов составляет не более 5-ти, 7-ми метров и лишь для некоторых типов насосов она доходит до 9-ми метров.

**Точный расчет суммарных гидравлических потерь напора по всей длине Lтр трубопроводов и элементах инсталляционной аппаратуры, элементах управляющей автоматики и т.д. крайне сложен – приходится учитывать очень большое количество факторов.

Для крайне приблизительных и упрощенных расчетов зачастую достаточно принимать, что для горизонтального участка трубопровода длиной 100 метров разница между напором на входе и выходе с учетом потерь напора условно принимаем снижение напора на 10 м, что соответствует падению давления около 1 бар (bar).

Упрощенный пример расчета на уровне «двух пальцев» (за основу взят погружной насос).

а) Приведем пример или задачу:

Длина трубы 25 метров в высоту (от динамического уровня воды до дальней точки потребления). Какой нам нужен напор насоса, чтобы вода достигла точки потребления?

Решение очень простое — нам нужен напор, равный высоте от динамического уровня воды до точки потребления, то есть 25 метров!

Обратите внимание! В задаче указано, что вода должна достигнуть точки потребления, а не литься из трубы фонтаном.

б) Если Вы хотите понять: «Как найти величину напора, чтобы на выходе в точке потребления вода выходила фонтаном?» — решим следующую задачу.

Расстояние от уровня воды до точки потребления составляет 35 метров в высоту. Какой нам нужен напор насоса, чтобы вода выходила из трубы фонтаном или как минимум превысила высоту точки потребления? Решение тоже очень простое! Необходимо, чтобы у насоса высота напора была выше 35 метров!

Но нам необходимо рассчитать напор, достаточный для системы водоснабжения, чтобы на выходе из последней точки потребления создавался минимальный стандартный напор по водопотреблению.

Задача: Длина трубы по вертикали от уровня воды до точки потребления 35 метров. Какой нам нужен напор насоса, чтобы на выходе трубы (или другими словами в точке потребления) создать напор, равный 30 метрам?

Решение: Необходимо, чтобы у насоса был напор, равный 65 метрам! Эта цифра получена путем сложения двух данных: 35 м (длина трубы по вертикали от уровня воды до точки потребления) + 30 м (стандартный, рекомендованный в точке потребления напор – детальнее указано выше) = 65 метров.

4. Потери создаваемого напора — потери напора, снижение давления между входом и выходом элемента конструкции гидросистемы, к которым относятся трубопроводы, арматура, электронасосы, элементы управляющей автоматики и т.д.

Потери напора, создаваемого насосом при перекачивании жидкости, зависят от:

материала, из которого изготовлены элементы трубопроводов;

геометрических характеристик трубопроводов (длины, диаметров, углов изгибов используемых переходников, отводов и т.д.);

наличия клапанов, фильтров (как грубой, так и тонкой очистки), изгибов, приспособлений и других вспомогательных устройств;

фактического технического состояния гидросистемы, в том числе степени шероховатости внутренних поверхностей;

вязкости перекачиваемой жидкости.

Потери создаваемого напора можно приблизительно рассчитать по таблицам, в которых указываются значения уменьшения напора, выраженного в метрах водяного столба.

С учетом того, что:

Нужно при любых расчетах привести все величины к одним единицам измерений.

Заметно снизилось (уменьшилось) давление в системе водоснабжения — попробуем найти причину — обоснуем необходимость замены труб, элементов трубопровода или существующего насоса, а затем изменим внутренний диаметр (следовательно, увеличим сечение трубы) и тип материала, из которого изготовлены трубы системы водоснабжения, или существующий насос.

1) Система водоснабжения была смонтирована из стальных оцинкованных труб с внутренним диаметром d1 = 25 мм.

2) Для перекачивания жидкости в системе водоснабжения применяется условный центробежный насос с производительностью Q = 4,0 м 3 /ч.

3) Общая длина трубопроводов составляет L = 100 м.

4) Для наглядности и упрощения примера не берём во внимание количество и углы изгибов используемых переходников, отводов — считаем только потери напора по длине прямого трубопровода (что имеет мало общего с реальной жизнью, так как в действительности любая система водоснабжения состоит из всевозможных изгибов, переходников, штуцеров, различных элементов запорной арматуры, в том числе кранов, вентилей; о действительном состоянии внутренних стенок стальных труб после определенного срока мы умышленно умалчиваем!).

На сколько изменится создаваемый напор, если при реконструкции системы водоснабжения взамен демонтированных стальных труб будут использоваться трубы из ПХВ с внутренним диаметром

1) По ниже приведенной таблице потерь напора определяем потерю напора при длине L = 100 м трубопровода и производительности Q = 4,0 м 3 /ч для труб из ПХВ с внутренним диаметром d1 = 25 мм.

2) Внизу таблицы в примечании указано, что полученное значение потерь давления для стальных оцинкованных труб нужно умножить на поправочный коэффициент k = 1,5. В результате получим значение потерь давления:

h2 = 21,5 м × 1,5 = 32,25 м (м.в.ст.), что примерно соответствует уменьшению давления на величину: ∆P2 = 3,23 бар (bar). (Это результат на условном трубопроводе длиной 100 метров!)

4) После замены стальных оцинкованных труб с внутренним диаметром d1 = 25 мм на трубы из ПХВ с внутренним диаметром d2 = 38 мм, при одинаковой длине трубопровода L = 100 м и при той же производительности Q = 4,0 м 3 /ч условного насоса (по условию задачи насос не меняли!) получили меньшие потери напора и давления:

Вывод: поменяем трубы для системы водоснабжения, а не насос (насос не «виноват»)!

Таблица расчета потерь напора (в метрах водяного столба) для труб из ПХВ и полипропилена в зависимости от производительности, длины и диаметра трубопровода. (Все числовые значения потерь напора, приведенные в таблице, являются экспериментально установленными, так как не существует простых формул для расчета потерь!)


Таблица расчета потерь напора (в метрах водяного столба) для стальных труб при перекачивании сточных вод в зависимости от производительности, длины и диаметра трубопровода. (Все числовые значения потерь напора, приведенные в таблице, являются экспериментально установленными, так как не существует простых формул для расчета потерь!)


Расчет производительности следует производить по двум основным значениям:

1. Расход в точке потребления.

2. Потери производительности по длине трубопровода от насоса до точки потребления.

Что касается расхода потребления воды, то тут примерно есть приблизительно готовый цифровой стандарт.

Примерный расход воды из потребителей:

умывальник — 6 л/мин;

посудомоечная машина — 8 л/мин;

поливочный кран — 18 л/мин;

стиральная машина — 10 л/мин;

бассейн — 15 л/мин;

полив газонов и цветников требует до 6 л/мин воды на один м 2 , расход при этом зависит также от способа орошения и интенсивности полива;

сауна или баня потребует около 16 л/мин .

На практике обычно считается расход из одного открытого крана равен 10 литрам/минуту.

Возьмем для примера смеситель в ванной. По опыту для комфортного использования смесителя необходимо, чтобы расход воды на выходе примерно равнялся 15 литрам в минуту. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору расхода в данной задаче.

Но ведь у нас не одна точка водоразбора, тогда необходимо рассчитать общий поток для всех точек потребления. Соответственно расход всех точек потребления необходимо суммировать и найти максимальный показатель расхода.

Предположим, у нас имеется две ванны и кухня. И представим, к примеру, что в первой ванной работает душ, во второй — непосредственно смеситель и стиральная машина, на кухне открыт кран и работает посудомоечная машина.

Суммируем расходы из всех точек потребления 10 + 15 + 10 + 6 + 8 = 49 литров в минуту — получили наш расход из пяти основных потребителей.

Можем подбирать необходимую производительность насоса с учетом примерного расхода.

Важно! При расчете максимальной производительности (объемной подачи) насоса или при установке насоса повышения давления необходимо брать запас не менее (40 … 50) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Важно! При расчете фактической производительности (объемной подачи) насоса необходимо учитывать, что все потребители в системе водоснабжения никогда не работают одновременно, соответственно клиент может взять поправочный коэффициент (коэффициент запаса по производительности), равным kзап = 0,8 … 0,9 = (80 … 90) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Элемент системы Потери давления Единицы измерения
Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector