Содержание

подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

  1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
  2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.
Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

  • общую потребность здания в тепловой энергии;
  • суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

  • частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м2;
  • многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м
    2
    площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м2.

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

  • отопительный котел – 1000–2000 Па;
  • сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
  • термоклапан – 5000–10000 Па;
  • прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

Оценка статьи:

Загрузка. ..

Поделиться с друзьями:

Расчет мощности циркуляционных насосов для систем отопления

Циркуляционный насос – это наиболее простой и эффективный способ повысить производительность отопительной системы. Установка небольшого насоса способна решить проблему неравномерного прогрева на разных участках контура, но для этого необходимо подобрать агрегат с подходящими характеристиками.

Формула расчета параметров насоса

Подбирать циркуляционный насос для отопительной системы, нужно исходя из таких параметров как производительность, напор и мощность. Оптимальный уровень производительности вычисляют по формуле: Q=0,86R/TF-TR. Значение параметров следующее:
  • Q — объем перекачиваемой воды в м³/ч;
  • R — необходимый уровень тепловой мощности в кВт;
  • TF — разница температуры воды на входе и на выходе из системы.

Тепловую мощность вычисляют, беря за основу площадь дома и минимальные температурные показатели самого холодного времени года, используя стандартные значения. Для домов с 1-2 этажами на 1 м² площади необходимо 173-177 Вт/м² при температуре на улице около -30°C. Для зданий с 3-4 этажами необходимо около 97-101 Вт на м².

Умножив нормативные значения на площадь отапливаемого помещения, можно вычислить тепловую мощность. Кроме того, при расчете параметров насоса нужно учитывать мощность котла.

Преимущества установки насоса

Правильные расчеты помогут подобрать насос, который сделает работу системы более продуктивной. Его установка дает целый ряд преимуществ:

  • повышает эффективность и снижает расходы на содержание системы отопления;
  • дает возможность использовать трубы с меньшим диаметром, что снижает теплопотери в целом;
  • позволяет реализовать самые сложные схемы прокладки труб;
  • обогрев помещений, даже удаленных от котла происходит значительно быстрее и равномернее;
  • насос поддерживает постоянное давление, снижая вероятность образования воздушных пробок;
  • повышается производительность котла, поскольку ему не нужно прогревать большие объемы воды и выталкивать ее в трубы, вода поступает в него частями, прогревается и при помощи насоса выходит в систему, снижая энергопотребление котла.

Расчет насосного оборудования лучше доверить профессионалам. За консультацией можно обратиться в официальное представительство компании ДАБ в России в городе Москва.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Казалось бы, в чем проблема выбрать циркуляционный насос для отопления? Но на практике это оказывается действительно проблема. Приходишь в магазин просишь помочь в подборе циркуляционного насоса.

В ответ слышишь либо рекламу фирмы производителя, либо ряд технических вопросов про объем системы отопления, гидравлический расчет и т.д. В результате либо так и не удается выбрать циркуляционный насос, либо приобретается заведомо более мощный и дорогой чем требуется.

Мощный циркуляционный насос для отопления, безусловно, хорошо, да и переплата не очень уж и значительная. Но такой подход как минимум просто не рационален, а как максимум вызовет различные проблемы при эксплуатации. К примеру, повышенная скорость теплоносителя вызывает значительный шум системы отопления, что для жилого помещения очень не хорошо.

И так попробуем разобраться, как же правильно подбирать циркуляционный насос для отопления, что бы избежать пусть и не критичных, но достаточно не приятных последствий неправильного выбора.

Вначале разберемся в назначении циркуляционного насоса и его основных характеристиках. Задача циркуляционного насоса для отопления состоит в том, что бы осуществлять прокачку теплоносителя через всю систему отопления. При этом у насоса есть две основные характеристики: подача и напор.

Расчет подачи и напора циркуляционного насоса.

Подача или производительность циркуляционного насоса характеризует количество прокачиваемого теплоносителя в единицу времени и измеряется м3/ч. Чем больше подача, тем больший объем теплоносителя сможет прокачать циркуляционный насос.

Другими словами подача циркуляционного насоса влияет на объем теплоносителя, который обеспечивает достаточный перенос тепла от элемента нагревания до радиатора отопления. Если подача не достаточна, то радиаторы отопления не будут достаточно нагреваться и в помещении будет холодно. Если подача избыточна, то теплоноситель не будет успевать остывать в системе и тем самым возрастут расходы на отопление, за счет избыточного подогрева теплоносителя.

Расчет необходимой подачи циркуляционного насоса осуществляется по формуле:

V=(Sопп×Qуд)/(1,16×?T)

V – подача циркуляционного насоса, м3/ч.
Sопп – полезная площадь отапливаемого помещения, м2.

Qуд – удельная теплопотребность зданий, Вт/м2. Определяется расчетным путем в зависимости от климатических факторов и конструкции здания. Для упрощения принимают, что Qуд для одиночных зданий 100Вт/м2.
?T – разница между температурой теплоносителя выходящего из отопительного котла и температурой теплоносителя входящего в кател. Для систем автономного отопления эта величина составляет 15…20 °С.

Напор фактически это величина гидравлического сопротивления системы отопления, которое может преодолеть циркуляционный насос. Дело в том, что каждый элемент системы отопления радиаторы отопления, краны и винтили, переходники, трубы создают гидравлическое сопротивление, т. е. препятствуют движению теплоносителя. Для того что бы через систему циркуляционный насос смог прокачать теплоноситель при этом с заданной скоростью необходимо что бы напор был больше, чем общее гидравлическое сопротивление системы.

Соответственно если напор не достаточен, то циркуляционный насос не справится со своей задачей. Если же напор избыточен, то скорость движения теплоносителя может достигнуть критического значения, при котором появится шум в системе отопления, что для жилого помещения крайне не желательно.

Полный расчет гидравлического сопротивления системы отопления не сложная, но трудоемкая задача. Поэтому для подбора циркуляционного насоса, особенно если система отопления уже смонтирована можно использовать приближенные вычисления.

Методика расчета напора циркуляционного насоса базируется на определении всех гидравлических сопротивлений в наиболее удаленном нагруженном контуре.

Вообще (упрощенно) гидравлическое сопротивление зависит от скорости протекания теплоносителя и диаметра трубопровода. Поэтому для определения гидравлических потерь задаются оптимальной скоростью движения теплоносителя для металлических труб 0,3…0,5 м/с, для полимерных 0,5…0,7 м/с. При такой скорости движения теплоносителя гидравлическое сопротивление на прямолинейных участках трубопровода будет составлять 100…150 Па/м, в зависимости от диаметра труб, чем труба толще, тем потери меньше.

Потери давления на местных сопротивлениях определяются по формуле:

Z=∑ζ×V2×ρ/2

ζ – коэффициент местных потерь. Как правило, для определенных типов деталей (муфт, кранов и т.д.) у различных производителей примерно одинаковы. Поэтому без труда можно найти эти характеристики на сайтах производителей трубопроводов и запорной арматуры.
V – скорость движения теплоносителя, м/с.
ρ – плотность теплоносителя.

Далее суммируются величины всех местных сопротивлений и величины сопротивлений прямолинейных участков. Полученная величина будет минимально допустимым напором. Если система сильно разветвленная, то следует провести расчет для каждой ветки системы отопления.

Выбор циркуляционного насоса.

Циркуляционные насосы бывают двух видов со ступенчатым регулирования мощности и сплавным регулированием. Циркуляционные насосы с плавным регулированием обычно применяются с системой автоматики. Насосы со ступенчатым регулированием нашли наиболее широкое применение в частном строительстве. Рассмотрим, как же выбрать циркуляционный насос со ступенчатым регулированием скорости вращения ротора.

Для этого ранее мы определили подачу и напор. Задача выбора циркуляционного насоса сводится к тому, что бы он полностью обеспечивал расчетные параметры нашей системы отопления на средней скорости вращения, что бы обеспечить запас мощности насоса. Тем самым насос не будет перегружен и прослужит значительно дольше, а система отопления будет работать бесперебойно и эффективно.

В случае если вы не хотите разбираться в формулах, обращайтесь к нашим менеджерам и они подберут правильный насос для вашей системы отопления.

8 800 511 47 48 бесплатно для РФ
+7 499 899 08 71
WhatsApp +7 919 231 04 32

Как рассчитать и выбрать циркуляционный насос по мощности и напору

Качественная работа автономной отопительной системы, не требующей постоянного присутствия человека рядом, невозможна без циркуляционного насоса. Этот прибор делает работу техники эффективнее, а обогрев лучше.

Российский рынок переполнен множеством моделей и отечественных, и зарубежных компаний. Вы с лёгкостью сможете подобрать оборудование для обогрева дома, которое подойдёт по техническим характеристикам к определённой системе. Однако для верного выбора необходимо учитывать некоторые особенности и произвести расчёт циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос с мокрым ротором

Необходимость насоса циркуляции

Многим жильцам верхних этажей высоток знакома ситуация, когда радиаторы отопления греются очень слабо. Причина на это – малое давление. Потому что если в системе отсутствует насосное оборудование, то вода движется по трубам медленно, остывая на определённых этажах. Теперь вы понимаете важность верного расчёта производительности циркуляционного насоса на отопление.

Такая же ситуация знакома и проживающим в загородных домах – в отдалённых уголках системы обогрева батареи более холодные, чем на старте. Лучшим решением этой проблемы станет именно установка насоса циркуляции. Суть в том, что маленьких по площади домах системы с естественной циркуляцией жидкости довольно эффективны. Однако и в подобном случае не будет лишним задуматься о покупке насосной системы, так как при правильной настройке работы этого оборудования, затраты на отопление станут меньше.

Как выглядит конструкция насоса? Это техника, которая состоит из мотора с ротором, погружённым в воду. Суть работы такова: ротор вращается и двигает нагретую до определённой температуры жидкость по отопительной системе с конкретной скоростью, как результат – необходимо давление.

Работа насосов возможна в различных режимах. Если провести монтаж насоса в системе обогрева на максимальную работу, то жильё, которое остынет во время отсутствия хозяев, прогреть можно будет в самые короткие сроки. Потом потребители восстановят настройки и получат при наименьших затратах нужное количество тепла.

Чтобы знать, как выбрать циркуляционный насос для отопления, необходимо знать, что бывают устройства с сухим (частичное погружение в теплоноситель) и мокрым ротором (полное погружение). Приборы с мокрым ротором практически не издают шума – в этом их отличие.

Как подобрать циркуляционный насос для ГВС?

Нужно знать при выборе, что циркуляционный насос должен справляться со следующими задачами:

  1. Формирование в системе ГВС напора, которое в силах справиться с гидросопротивлением, что появляется в некоторых элементах.
  2. Обеспечение требуемой производительности и содействие движению по системе тепла, которого было бы достаточно для отопления жилья.

Исходя из целей, расчёт циркуляционного насоса для системы отопления необходим для того, чтобы установить потребности дома в теплоэнергии и всей системы в гидросопротивлении. Если вы не будете знать подобные параметры, подобрать прибор будет невозможным.

Рассмотрите таблицу, чтобы знать, как подобрать насос циркуляции для отопления.

Таблица тепловой мощности насосов циркуляции

Как рассчитать циркуляционный насос для отопления?

Производительность такого устройства, как правило, отмечают буквой Q. Эта величина – тепла, перемещённое за единицу времени.

Для расчёта используют такую формулу:

Q = 0,86R : TF-TR

Параметры, что используются в этой формуле, указаны в таблице.

ОбозначениеПараметрЕдиница измерения
QРасход теплоносителям³/час
RТребуемая для отопления помещения тепловая мощностькВт
TFТемпература жидкости в трубе линии подачи°С
TRТемпература в трубах на выходе из системы°С

В странах Европы показатель R зависит от эксплуатационных условий, его рассчитывают в связи с определёнными нормами.

А именно:

  1. В домах с количеством квартир не больше двух, мощность циркуляционного насоса для отопления берут за 100 Вт/м².
  2. В многоквартирных постройках – 70 Вт/м².

При расчёте насосного оборудования для помещений с плохой тепловой изоляцией, показания вышеприведённых показателей увеличивают. При хорошем утеплении, значения R берут в районе 30-50 Вт/м².

Как рассчитать гидравлическое сопротивление?

Уже шла речь о том, что на подбор циркуляционного насоса для системы отопления непосредственно влияет и такой важный параметр, как гидравлическое сопротивление, которое создаётся отдельными элементами системы обогрева, позволяет произвести расчёт высоты всасывания насоса и, как следствие, даёт возможность выбрать модель техники по мощности и создаваемому напору. Для расчёта всасывания насоса (обозначается буквой Н) используют такую формулу:

H = 1,3 x (R1L1 + R2L2 + Z1……..Zn) / 10000

Параметры, используемые в этой формуле, указаны в таблице.

ОбозначениеПараметрЕдиница измерения
R1, R2Потери давления, создаваемого насосом циркуляции, в подающей магистрали трубопровода и в обраткеПа/м
L1, L2Длина подающей части трубопровода и обратким
Z1… ZnГидравлическое сопротивление, которое создают отдельные элементы системы отопленияПа

Значения R1и R2, которые применяются этой таблице, стоит выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидросопротивления, что создаётся разными устройствами, применяемыми для оснащения отопительных систем, как правило прописываются в техдокументации на них. Если подобные сведения в паспорте устройства отсутствуют, то можно взять примерные показания гидравлического сопротивления (см. таблицу).

Отопительный приборГидравлическое сопротивление, Па
Отопительный котёл1000–2000
Сантехнический смеситель2000–4000
Термоклапан5000–10000
Прибор для определения количества тепла1000–1500

Есть специальные информационные таблицы, позволяющие узнать гидросопротивление почти для любого элемента оснащения обогревательных систем.

Зная высоту всасывания, для расчёта которой применяется вышеприведённая формула, можно быстро подобрать насос циркуляции по его мощности и узнать необходимый его напор.

Как выбрать насосное оборудование по количеству скоростей?

С выбором напора и мощности циркуляционного насоса для отопления частного дома определились, теперь остановимся на функциях регулировки скорости работы, которые имеются во многих моделях. Обычно это трёхскоростные приборы, которые позволяют управлять объёмом тепла, направляемым на отопление комнат. При быстром похолодании увеличивают скорость работы устройства, а в случае потепления делают её меньше, тогда как температура в помещениях остаётся комфортной для проживания.

Для переключения скорости есть рычаг, что расположен на корпусе насосного оборудования. Популярностью пользуются насосы с автоматической системой регулирования этого показателя исходя от температуры за пределами здания.

Рекомендации специалистов

Так как на рынке имеются насосы, которые укомплектованы сухим либо мокрым ротором, с механическим либо автоматическим способом управления скоростями, мастерами рекомендуется покупать оборудование, ротор которого погружён в жидкость целиком. И свой выбор стоит основывать не только за счёт пониженного шума, но и потому, что он выдержит нагрузку лучше. Циркуляционный насос стоит устанавливать таким образом, чтобы вал ротора быть в горизонтальном положении.

Для изготовления прибора высокого качества используют прочную сталь и керамический вал. Минимальный эксплуатационный период данного насосного оборудования равен 20 годам. Для горячего водяного снабжения не стоит выбирать прибор с корпусом из чугуна, потому что он быстро разрушается при работе в данных условиях. Лучше приобретать оборудование из нержавеющей стали, латуни либо бронзы.

Если во время функционирования в насосной системе слышится шум, это не означает о стопроцентном присутствии неисправности. Зачастую шум может возникать из-за скопившегося воздуха в систему после включения. Потому перед запуском системы обогрева необходимо стравливать воздух с помощью специальных клапанов. Нужно дать системе поработать несколько минут, а затем повторить эту процедуру и настроить насос.

При запуске насоса с механическим способом регулирования, устройство ставят на максимальную скорость, в то время как в регулируемых моделях попросту отключают блокировку.

Вывод: чтобы мощный циркуляционный насос для отопления работал долго и эффективно, необходимо произвести расчёт двух параметров – напора и производительности. Не нужно стремиться постичь сложную инженерную математику. Дома хватит и приблизительного расчёта. Все получившиеся дробные числа округляют в большую сторону.

Как видите, расчёт циркуляционного насоса для отопления и ГВС можно произвести и самостоятельно.

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Правильно рассчитанная и установленная система индивидуального отопления функционирует долго и безаварийно, равномерно прогревая всю площадь дома или квартиры. Для этого нужно, чтобы в системе были установлены и грамотно соединены все необходимые компоненты: котёл, трубы, радиаторы отопления, коллектор, арматура безопасности. Если в котле отопления нет циркуляционного насоса, надо установить отдельное устройство.

Но иногда, уже в процессе эксплуатации, можно заметить, что, например, одна из комнат не прогревается так, как нужно. Тогда в существующий контур отопления необходимо установить дополнительный насос. Рассчитать требуемую производительность поможет калькулятор расчёта производительности циркуляционного насоса.

Естественно, устанавливать дополнительную помпу можно только после тщательной диагностики, если она покажет, что в системе отопления нет неисправностей. Тогда монтаж циркуляционного насоса может улучшить ситуацию. Если в контуре отопления уже есть такое устройство, но оно не справляется со своими функциями, то после расчёта требуемой мощности насос надо будет заменить. Правильно рассчитать производительность циркуляционного насоса можно, только учитывая характеристики всей системы и помещения.

Для расчёта существует распространённая формула:

Q = N / (T2-T1) х К.

В этой формуле:

  • Q обозначает производительность,
  • T1 и T2 — температура теплоносителя в трубах на входе котла и на выходе, соответственно. Температура жидкости на выходе обычно составляет 90°С, на входе — 70 °С. N — это мощность котла.
  • К— коэффициент, который учитывает теплоёмкость воды или другого теплоносителя. Для воды эта цифра составляет 1,16.

Кроме параметров производительности циркуляционного насоса, нужно учитывать и другие факторы: энергопотребление, рабочее давление, шумность, тип, фирму-производителя. Также при расчёте надо взять во внимание гидравлическое сопротивление системы, которое будет отличаться, в зависимости от количества радиаторов отопления, наличия конвекторов, системы тёплого пола.

Рассчитывать требуемые параметры вручную не всегда удобно. Чтобы сделать это проще и быстрее при помощи специального калькулятора. Ниже есть калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса. С его помощью можно учесть все необходимые параметры и сделать расчёт за считанные минуты.

]]>

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Введите заправшиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать требуемую минимальную производительность насоса»


Укажите мощность отопительного котла

Рассчитать требуемую минимальную производительность насоса

Требуемая производительность насоса куб. метров в час
— или литров в минуту

 

Просмотры: 423

какая мощность является оптимальной для ежедневной работы насоса

Отопительная система частного дома не может обойтись без специального насоса, обеспечивающего циркуляцию жидкости по трубам. Он необходим для того, чтобы вся установка, а значит и все комнаты, обогревались равномерно и постепенно.

Для того чтобы такой агрегат установить, необходимо произвести специальный расчет циркуляционного или другого вида насоса для системы отопления.

Эта процедура зависит от нескольких факторов. Прежде всего, следовало бы разобраться, какая именно помпа будет установлена. Так называемый, «мокрый» насос отличается от «сухого» тем, что рабочая его часть расположена в перекачиваемой среде, то есть под слоем воды.

Поэтому его составляющие не нуждаются в специальной смазке или дополнительном увлажнении. Но необходимо учитывать, что на функциональную мощность такого устройства влияет уровень напора воды и степень её сопротивления.

Производим расчет мощности насоса отопления

При подборе подходящего насоса отопления, нужно учитывать рабочую точку, от которой начинает свою работу агрегат и в которой он будет установлен. Эта позиция характеризуется двумя показателями: расходом и напором.

Расчёт мощности котла отопления. Нажмите для увеличения.

Первый измеряется в метрах кубических за час, а второй – в метрах. Эти показатели зависят от особенностей работы насоса в системе, его характеристик.

Когда осуществляется расчет конкретного насоса, предназначенного для отопления, стремятся подобрать такой вариант, при котором начальной точке приравняются мощность самого агрегата и мощность потребления отопительной системы.

Проследить такую закономерность удастся лишь на специальном графике. С помощью такой процедуры можно просчитать, достаточно ли мощный насос для этой системы потребления.

Для того чтобы узнать мощность потребления отопительного насоса, следует воспользоваться специальной формулой. Выглядит она таким образом:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД.

Значение р представляет собой уровень плотности воды, которая перекачивается. Q характеризирует уровень расхода, а Н – соответственно, уровень напора.

Уровень производительности помпы

Если вы всерьёз заинтересовались тем, как рассчитать насос для отопления, то вам понадобится формула, предназначенная для подсчёта уровня производительности потенциального насоса по теплу. Она имеет такой общий вид:

Q = S * Qуд / 1000.

Из неё следует, что S демонстрирует площадь, которую обогревают, а Qуд показывает уровень удельного потребления тепловой энергии. Этот показатель немного отличается у многоквартирных и частных домов. Для первых удельное теплопотребление составляет 70 Ватт на квадратный метр, тогда как для частных домов — это 100 Ватт.

Показатель подачи

Для подсчёта степени подачи жидкости, понадобится формула:

V = Q / (1,16 * T), в которой V – это собственно уровень подачи, значение 1,16 считается стабильной теплоёмкостью воды, а Т являет собой определённую температурную разницу (для среднестатистического помещения такая где-то от десяти до двадцати градусов).

Уровень напора

Напор помпы просчитывается с помощью формулы:

H = R * L * ZF / 10000.

В ней степень сопротивления имеющегося трубопровода и системы отопления представлен как R, самый длинный отрезок системы помечается буковкой L, а ZF означает коэффициент запаса. Кстати, для традиционной схемы отопления этот коэффициент имеет значение 2,2, а для систем поставки горячей воды он увеличивается на 0,4.

Явление кавитации в системе отопления и водоснабжения

Кавитацией называется процесс, при котором, из-за уменьшения давления в установке отопления, образовываются молекулы пара. Такое может произойти, к примеру, из-за возрастания или спадания скорости потока в трубах.

Явление это отрицательно сказывается на отопительных системах с очень высокими или слишком низкими температурами. Дело в том, что пузырьки пара образовываются и лопаются, что провоцирует повреждение материала, внутренней поверхности труб и составляющих установки водоснабжения. Из-за этого она может быстро портиться и выходить из строя.

Для того чтобы такой проблемы избежать, нужно следить за давлением в трубах. Чтобы кавитацию устранить, можно попробовать поднять уровень давления помпы и уменьшить температуру жидкости, которая задействована. Следите за тем, чтобы число оборотных моментов насоса соответствовало типу жидкости, которая используется, и характеру труб, их диаметру.

Если устройство выбрано правильно и все расчёты соответствуют действительности, то работа общей системы водоснабжения или отопления будет благоприятной и продуктивной с любой позиции.

Если вы не можете разобраться в том, как рассчитать мощность насоса отопления или сделать это самостоятельно не получается, то обратитесь за помощью к квалифицированному специалисту, который сможет не только просчитать и подобрать вам насос, но и установить его.

Автоматизация насосного оборудования

Необходимо учитывать и тот факт, что помпы для своей работы требуют много электроэнергии, ведь почти весь год они находятся в действии.

Автоматизация насосного оборудования. Нажмите для увеличения.

Чтобы уровень этого электропотребления снизить, необходимо использовать прибор автоматического регулирования потребления. Работа такого прибора позволит сэкономить электроэнергию практически в половину. Хотя уровень такой экономии зависит и от типа насоса.

Есть модели, которые в тандеме с прибором автоматизации насосной работы, могут сократить потребление электроэнергии вплоть до 80%. Это возможно с использованием усовершенствованных помп нового уровня.

Делается это благодаря тому, что автоматизированная система контролирует потребительские возможности устройства, а также его гидравлические особенности.

Экономия происходит, благодаря неполной нагрузке на насос и отопление, ведь потенциал такой установки, как правило, используется не в полном объёме. Это вы увидите, если разберётесь в том, как рассчитать насос для отопления.

Преимуществом автоматизированной работы насоса можно считать и то, что, регулируя напор и давление жидкости в агрегате, устраняется основная причина гидравлического шума установки, а значит работа отопительного насоса становится тихой.

Этот фактор имеет необычайное значение, если речь идёт об отоплении частного дома. Бесшумное протекание жидкости в системе отопления здания обеспечит спокойствие и уют в доме, не станет раздражать хозяев и создавать им лишние проблемы.

Обогрев должен быть экономным, в чём вам поможет расчет мощности насоса отопления. Комфорт должен быть ненавязчивым, что обеспечит вам автоматизация насосного оборудования.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Правила расчета циркуляционного насоса для системы отопления

Отопительная система это важнейшая коммуникация в современном доме.

Климат в нашей стране таков, что минимум полгода она обеспечивает комфортную температуру в доме.

Поэтому необходимо внимательно подходить к её проектированию и работоспособности.

Целесообразность использования

Циркуляционные насосы в системе отопления двухэтажного дома

При небольшом помещении работа отопительной системы может осуществляться самотеком. Плотность горячей воды ниже, поэтому циркуляция воды происходит под воздействием гравитации – вся холодная вода скапливается внизу, где она подогревается котлом.

Но в случае с большой квартирой или частным домом, такой способ плохо работает – скорость циркуляции снижается. Поэтому, при включении отопления, ближние радиаторы успевают полностью прогреться, в то время как дальние только начинают нагреваться.

При этом они не смогут работать в полную мощность, так как теплоноситель будет остывать раньше, чем успеет смениться.

Чтобы этого не допускать, скорость циркуляции увеличивают принудительно, устанавливая циркуляционные насосы. Они позволяют существенно увеличить скорость течения воды в трубах и достигнуть своевременной смены теплоносителя.

Это позволяет увеличить теплоотдачу системы отопления, так как время движения от котла до радиатора существенно сократится, и скорость прогрева помещения увеличится. (Кстати, об установке циркуляционных насосов в системе отопления частного дома Вы можете прочитать здесь).

Расчет мощности теплового насоса для дома: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/raschet-moshhnosti-teplovogo-nasosa.html

Технические критерии

Для расчета мощности необходимо знать общую площадь обогрева

Перед тем, как приступить к расчету мощности насоса, необходимо уточнить, какие критерии необходимо учесть:

  1. Площадь помещений. За рубежом при расчете системы отопления используют значение в 100 Вт на кв.м. То есть, чтобы обогреть помещение в 20 кв м. необходимо 2 кВт тепла в час. В нашей стране цифры несколько отличаются: 1-2 этажные здания рассчитываются 173-177 Вт на кВ. м.
  2. Разность температур. Нормальная разность температуры между входом в систему отопления и выходом считается 20 градусов. То есть на выходе из котла и на входе в систему, например, температура воды 80 градусов, а на входе в котел и на выходе из системы 60 градусов.
  3. Плотность воды. Расчет производится в килограммах, а параметр насоса обычно в куб.м/ч, поэтому необходимо знать плотность воды при 80 градусах – 971,8 кг/куб.м.

Мощность

Зная все исходные данные, можно спокойно посчитать необходимую мощность насоса при помощи двух формул:
  • G=(Q/1,16)*DT
  • G=(3,6*Q)/(c*DT)

Первая формула используется зарубежными проектировщиками, вторая отечественными. Буквы означают следующие параметры:

Q – количество необходимой теплоты. Оно рассчитывается, исходя из площади обогреваемого помещения.

c – удельная теплоемкость. Для воды это значение равно 4,2 кДж/кг*С

DT – разность температур на входе и выходе в градусах.

Таким образом, для обогрева одноэтажного здания с площадью 70 кв м. необходим насос со следующим показателем:
G=(3,6*70*173)/(4,2*20)=519

Переводим это в куб. м/час получаем:
519/971,8=0,53 куб. м./час.

Для стабильной и надежной работы насоса необходимо иметь небольшой запас по мощности. Обычно это 10-15%, которые позволят обеспечить циркуляцию воды в случае небольшого количества отложений солей на должном уровне.

Поэтому минимальный показатель насоса для дома из нашего примера должен быть равен 0,65 куб. м/ч.

Скорость воды

Как сделать систему отопления без насоса: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/bez-nasosa.html

Отдельные участки системы отопления имеют разное сопротивление

Второй показатель, который необходимо рассчитать – это напор воды или скорость, с которой она будет проходить.

Для этого необходимо разбить всю систему отопления на отдельные участки и рассчитать их сопротивление.

В зависимости от конфигурации они принимают следующие значения:

  1. Прямая труба. Сопротивление 1 м составляет 0,01 – 0, 015 Па. Соответственно, умножаем длину прямых участков без каких-либо элементов на это значение и получаем первое слагаемое.
  2. Фитинги и различная арматура. Эти элементы увеличивают необходимый напор на 30%. То есть значение сопротивление в пределах 0, 013 – 0,02 Па. Умножаем это значение на количество фитингов и получаем второе слагаемое.
  3. Каждый терморегулирующий вентиль увеличивает сопротивление на 70 процентов. Показатель соответственно составит 0,017 – 0,025 Па. Умножаем количество терморегулируемых кранов на сопротивление и получаем третье слагаемое.

Маркировка циркуляционного насоса. (Для увеличения нажмите)

После этого суммируем все участки и получаем конечную цифру. Для надежности, специалисты рекомендуют увеличить её на 20 – 30%, чтобы перекрыть неучтенные факторы. Именно это значение должен выдавать циркуляционный насос для нормального обмена воды на всех участках системы отопления.

Таким образом, при выборе циркуляционного насоса необходимо знать всего два параметра: напор и мощность. Зная их можно легко и просто подобрать подходящую модель.

При этом, если выбор стоит между более мощной моделью, но дорогой и менее мощной, но дешевой, спокойно берите дешевую. Расчет производится для пиковых нагрузок, которые возникают считанные разы при запуске системы, остальное время такой потребности нет.

Как установить дополнительный насос в систему отопления: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/dopolnitelnyj-nasos.html

А потреблять электроэнергию насос будет все время. Поэтому выбор менее мощной модели позволит сэкономить на расходе электроэнергии, а циркуляция будет на должном уровне.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как правильно сделать расчет циркуляционного насоса для системы отопления дома:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как рассчитать коэффициент теплопередачи теплового насоса

Вы, наверное, слышали, что геотермальные тепловые насосы являются наиболее эффективным способом обогрева и охлаждения вашего дома. Но что эта фраза на самом деле означает для вашего дома и ваших счетов за отопление? Что означает энергоэффективность? Как это измеряется? Как рассчитывается? Что такое тепловой насос COP? Это то, что мы собираемся рассмотреть сегодня.

Эффективность — это количество энергии, которое вы получаете от устройства, по сравнению с тем, сколько энергии вы вкладываете в его работу. Печь с КПД 97% возвращает 97% энергии, которую вы вкладываете в нее, в виде тепла для вашего дома, остальные 3% теряются в дымоходе.Поскольку у электрического плинтуса нет дымохода, 100% энергии, поступающей внутрь, остается в вашем доме в виде тепла. Чем выше эффективность вашей системы, тем меньше ваши счета за отопление.

Продолжайте читать, чтобы узнать об эффективности геотермального теплового насоса, о том, как ее рассчитать, и о том, что это означает для ваших счетов за отопление.

Расчет вашего геотермального теплового насоса COP

Эффективность геотермального теплового насоса традиционно измеряется с помощью коэффициента, называемого «КПД» (COP).КПД геотермального теплового насоса — это отношение мощности нагрева или охлаждения к энергии, потребляемой для работы машины. Высокий коэффициент COP, превышающий 1,0, означает, что ваш тепловой насос работает очень эффективно, а ваши счета за отопление будут низкими. Тепловой насос — единственное устройство для обогрева и охлаждения, у которого КПД превышает 1,0.

Давайте подробнее рассмотрим, как рассчитать коэффициент теплопередачи теплового насоса для отопления.

Расчет коэффициента полезного действия

Во-первых, вам понадобятся две вещи:

  1. Энергопотребление или ожидаемая мощность теплового насоса.
  2. Energy In, или сколько энергии требуется для работы теплового насоса.

Используя эти два значения, мы можем завершить приведенную ниже формулу:

В этой формуле выходная энергия — это мощность теплового насоса в британских тепловых единицах в час, а входящая энергия — это энергия, необходимая для работы теплового насоса, измеряемая в ваттах.

Давайте сделаем пример расчета с использованием нашего стандартного четырехтонного теплового насоса вода-воздух. Вся необходимая информация доступна в руководстве к этому тепловому насосу, которое находится на странице продукта серии R. Необходимые нам данные находятся на странице 35 руководства.

Четырехтонный тепловой насос вода-воздух, работающий в режиме нагрева на замкнутом контуре заземления, имеет производительность 35900 БТЕ / час, когда компрессор работает на стадии 2. Первое, что нам нужно сделать, это преобразовать выходную мощность БТЕ / час. в ватты. Одна британская тепловая единица / час равна 0,293 Вт.

35900 БТЕ / час x 0,293 = 10518 Вт

Теперь у нас есть часть формулы «выход энергии» в ваттах, а из руководства мы видим, что тепловой насос потребляет 2700 ватт для работы.Это «входящая энергия» в формуле COP.

Теперь мы можем включить это в расчет: COP = выходная энергия / энергия в

КОП = 10 518/2700 = 3,89

По нашим расчетам, тепловой насос вода-воздух мощностью четыре тонны, работающий в режиме отопления на ступени 2, будет иметь КПД 3,89. Это означает, что на каждый ватт электроэнергии, использованной для работы этой машины; вы получите 3,89 Вт тепловой энергии от теплового насоса. Дополнительная выходная мощность — это бесплатная энергия, полученная тепловым насосом из контура заземления.С точки зрения упомянутой выше эффективности, четырехтонный тепловой насос серии R имеет КПД 389% при нагреве на ступени 2.

Коэффициент полезного действия и счета за отопление вашего дома

По сравнению с электрическим плинтусом или масляной печью, геотермальная энергия очень и очень эффективна. Высокий КПД означает, что ваши счета за отопление будут ниже, но насколько меньше?

Мы составили таблицу, в которой сравнивается эффективность электрического обогрева плинтуса, геотермального отопления и теплового насоса воздух-вода, а также их влияние на ваши счета за отопление:

Электрический плинтус Воздушный тепловой насос Геотермальный тепловой насос
COP 1.00 2,92 3,89
КПД 100% 292% 389%
Годовое потребление электроэнергии 4000 долларов 1369 долларов 1028 долларов

Коэффициент полезного действия и изменение условий

COP вашего теплового насоса изменяется в зависимости от условий эксплуатации. Вот несколько факторов, которые повлияют на эффективный COP вашего теплового насоса:

Будь то сезон отопления или охлаждения

Поскольку мощность теплового насоса изменяется в режиме охлаждения, изменяется и COP.Если вы посмотрите наши руководства, мы рассчитаем отдельные COP для каждого теплового насоса как в режиме нагрева (COPh), так и в режиме охлаждения (COPc), чтобы учесть эту разницу.

Находится ли тепловой насос на первой или второй ступени

Все тепловые насосы Nordic имеют двухступенчатые спиральные компрессоры, которые позволяют тепловому насосу изменять свою мощность в зависимости от потребностей в обогреве или охлаждении. Поскольку мощность изменяется в зависимости от того, на какой ступени работает тепловой насос, формула изменяется, как и результирующий COP.В наших руководствах это учитывается, и мы рассчитываем отдельные COP для каждого этапа.

Например, четырехтонный тепловой насос вода-воздух, который мы рассмотрели выше, имеет КПД 4,10 на ступени 1 и 3,89 на ступени 2 в режиме обогрева по замкнутому контуру. Вы можете оценить средний COP, сложив эти два вместе и разделив на два:

(4,20 + 3,89) / 2 = 4,05

Отдельные условия эксплуатации

Существует множество индивидуальных условий эксплуатации, которые влияют на фактический КПД вашего теплового насоса.Такие переменные, как температура вашего контура заземления, температура буферного бака (если вы используете теплый пол) и то, работаете ли вы в открытом или замкнутом контуре, влияют на фактический КПД вашего теплового насоса.

К счастью, все эти переменные будут иметь минимальное влияние на фактическую производительность вашего теплового насоса, и вы можете полагаться на значения COP, указанные в наших руководствах по тепловым насосам, в качестве основы для того, как ваша система будет работать при правильной установке или как в приведенном выше примере вы можете рассчитать это самостоятельно!

Ищете дополнительную информацию о том, как геотермальное отопление может снизить счета за коммунальные услуги в вашем доме до 75%? Загрузите нашу бесплатную электронную книгу: «Геотермальная энергия: постоянство, удобство и экономичность».




Кредит на фото

Расчет мощности насоса — пример задачи

Расчет мощности насоса — постановка задачи

Рассчитайте мощность насоса и мощность двигателя, необходимую для перекачивания 200 000 кг / ч воды, доступной при температуре 25 0 ° C и атмосферном давлении из накопительного бака. Требуемый номинальный дифференциальный напор составляет 30 м.

Предположим, что механический КПД насоса составляет 70%.

Предположим, что КПД двигателя равен 90%.

Решение

Сначала мы рассчитаем теоретическую потребляемую мощность, используя уравнение мощности накачки. Это мощность , необходимая насосу и обеспечиваемая двигателем . Затем мы разделим эту требуемую мощность на КПД двигателя, чтобы получить значение для расчета мощности, необходимой для двигателя .

Давайте шаг за шагом рассмотрим эти расчеты мощности накачки.

Шаг 1

Первый шаг — определить важные физические свойства воды в заданных условиях.Единственное важное физическое свойство для решения этой задачи — это массовая плотность воды.

Используя калькулятор плотности жидкости EnggCyclopedia, плотность воды при 25 0 C = 994,72 кг / м 3

Используя плотность воды, массовый расход преобразуется в объемный расход.

Объемный расход = 200000 / 994,72 = 201,06 м 3 / час

Также дифференциальное давление определяется с помощью дифференциального напора, как,

ΔP = ρgΔh = 994.72 × 9,81 × 30/10 5 = 2,93 бар

Шаг 2

Следующим шагом является расчет теоретической требуемой мощности накачки. Согласно уравнению мощности насоса, потребляемая мощность является произведением объемного расхода (Q) и перепада давления (ΔP).

Потребляемая мощность = Q × ΔP = 201,06 / 3600 м 3 / с × 2,93 × 10 5 Н / м 2

Теоретическая потребляемая мощность = 16350 Вт = 16,35 кВт

Step3

Требуемая мощность на валу насоса = теоретическая требуемая мощность / КПД насоса.

Для насоса, который уже был куплен или заказан для производства, эффективность может быть определена с помощью кривых производительности насоса, предоставленных производителем насоса. Здесь в постановке задачи указан КПД насоса 70%.

Следовательно, требуемая мощность на валу насоса = 16,35 кВт / 0,7 = 23,36 кВт

Аналогично, требуемая мощность двигателя = Требуемая мощность на валу насоса / КПД двигателя

Аналогично эффективности насоса, коэффициент полезного действия электродвигателя для уже приобретенных или заказанных двигателей может быть предоставлен производителем двигателя.Однако для задачи этого примера эффективность должна быть принята равной 90% в соответствии с постановкой задачи.

Требуемая мощность двигателя = 23,36 / 0,9 = 25,95 кВт = 25,95 × 1,3596 л.с. = 35,28 л.с.

Электродвигатели доступны для следующих стандартных номиналов лошадиных сил .

1 1,5 2 3 5 7,5 10 15 20 25 30 40 50
60 75 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600
700 800 900 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 3000 3500 4000

Следовательно, для удовлетворения требований к минимальной мощности приобретаемый двигатель должен иметь номинальную мощность 40 л. с. или выше.

5.3. Соображения мощности накачки | EME 811: Солнечная тепловая энергия для коммунальных служб и промышленности

Щелкните, чтобы увидеть стенограмму.

ВЕДУЩИЙ: Итак, в предыдущем примере рассчитывалась энергия откачки и мощность, необходимая для откачки воды на 10 метров. В большинстве случаев в солнечной батарее используются горизонтальные, а не вертикальные трубопроводы. Вы прокачиваете жидкость через коллектор через большую горизонтальную поверхность. Так что для этого по-прежнему требуется энергия из-за трения в трубе.Так как же, по сути, перевести это в эквивалентную потерю напора? И мы делаем это с помощью уравнения Дарси-Вайсбаха, которое говорит — давайте посмотрим здесь — уравнение Дарси-Вайсбаха, в котором говорится, что потеря напора из-за трения равна коэффициенту трения Дарси, который можно найти на основе различных жидкостей. параметры, такие как число Рейнольдса, турбулентный или ламинарный поток, и тому подобное, умноженные на длину вашей трубы. Так что, если вы прокачиваете 1000 метров, это сразу же войдет во внутренний диаметр вашей трубы.Вернемся к коэффициенту трения Дарси, который также имеет отношение к шероховатости трубы. Таким образом, если у вас очень гладкая труба, коэффициент трения будет ниже. Умноженное на квадрат средней скорости жидкости. Разделите на 2 раза ускорение на Земле, 9,81 метра в секунду в квадрате. Итак, вы уже можете видеть, что голова здесь — h sub f, то, что мы вычисляем, зависит от квадрата скорости, который показывает, что по мере увеличения скорости в вашей жидкости у вас будет много более высокая потеря головы, что из предыдущего расчета показывает, что у вас гораздо больше энергии.Итак, если у нас есть коэффициент трения Дарси, скажем, 0,2, и это безразмерно, и мы хотим сказать, сделаем трубу длиной 1000 метров с внутренним диаметром около дюйма, 0,03 метра, мы собираемся сделать это для двух разных философии здесь. Итак, предположим, что средняя скорость для первого раунда составляет 3 метра в секунду. И мы знаем, что g составляет 9,81 метра на секунду в квадрате. И мы подставляем все эти значения — 0,02 умножить на 1000 метров, диаметр 0,03 метра. Скорость составляет 3 метра на секунду в квадрате.2 раза по 9,81 метра на секунду в квадрате. Итак, вы можете увидеть, как некоторые из этих единиц сокращаются: метры, метры, секунды в квадрате, секунды в квадрате. У нас есть метры в квадрате, метры в знаменателе, поэтому в итоге мы получим метры, потому что два метра вверху, один внизу. В конце концов, это эквивалентно единицам измерения. Как только мы вычислим числа, умноженные на 1000, деленные на 0,03, умноженные на 3 в квадрате, деленные на 2, разделенные на 9,81, мы получим 306 метров потери напора. Это говорит о том, что одна труба длиной 1000 метров и диаметром один дюйм со скоростью 3 метра в секунду имеет те же энергетические требования, что и перекачка жидкости без потерь на трение, но на высоте 306 метров вертикально на Земле.На Луне это потребовало бы меньше энергии, как примечание, потому что Луна имеет 1/6 гравитационной постоянной. Так что это имеет значение, хотя я сомневаюсь, что вы сейчас будете устанавливать солнечный коллектор на Луне. Но небольшое примечание: все эти мелкие детали имеют значение. Итак, давайте посмотрим, как это изменится, если вместо средней скорости 3 метра в секунду мы возьмем, скажем, среднюю скорость 1/2 метра в секунду. Итак, здесь это 3 изменится на 0,5, и мы снова запустим это вычисление.И мы получим — давайте посмотрим — 0,2 умножить на 1000 умножить на 0,5 в квадрате вместо 3 в квадрате, разделенных на 2 и 9,81. Подожди. Я забыл разделить на 0,3-0,03, то есть. Итак, мы идем. Это лучший номер. Там для второй версии этого расчета получаем около 8,5 метров. Итак, вы можете видеть, что при уменьшении скорости потока до 0,5 мы получаем намного меньше потерь напора или меньше требуемой энергии перекачки. Таким образом, на самом деле это означает, что вы можете сэкономить много энергии, если качаете медленнее. В то же время в приложении для сбора солнечной тепловой энергии это означает, что ваша жидкость будет нагреваться намного быстрее. И поэтому при определенных обстоятельствах это может быть хорошо, а в других — плохо, потому что ваша жидкость может перегреться, если она будет проходить через ваш коллектор слишком медленно. Таким образом, это становится проблемой оптимизации, когда вы должны уравновесить все эти разные вещи, происходящие одновременно, поток жидкости, а также скорость поглощаемой энергии, а также то, каковы эти максимальные пороговые значения температуры для хорошей работы вашей системы без ущерба. жидкость или любые другие компоненты, а также.Это своего рода тонкая грань, которую нужно пройти, чтобы убедиться, что ваша система работает правильно. Надеюсь, это даст вам некоторое представление об этом на более техническом уровне. И спасибо за внимание.

зданий | Бесплатный полнотекстовый | Метод почасового расчета работы теплового насоса с воздушным источником

2.1. Тепловые насосы
Тепловые насосы получают все большее распространение в европейских странах [32] благодаря нескольким факторам (политика, инфраструктура, исследования и разработки) [33]. Недавние международные директивы, касающиеся энергетических характеристик зданий, во многом способствовали созданию таких устройств.

В целом тепловой насос следует принципу обратного цикла Карно, состоящего из двух изотерм и двух адиабатических преобразований.

Трудности, возникающие при практическом выполнении обратного цикла Карно, могут быть преодолены путем выполнения идеального цикла обратного сжатия пара [34]. В этом случае, как показано на плане энтропийной температуры (ST) на рисунке 1, поглощение тепла продолжается до достижения состояния сухого насыщенного пара (точка 2), так что последующее изэнтропическое сжатие происходит в зоне перегретых паров (сегмент 1 –2).

После сжатия жидкость охлаждается и конденсируется, превращаясь в насыщенную жидкость, проходящую в конденсаторе (сегмент 2–3) и выделяющую тепло во внешнюю среду. После сегмента 3–4 жидкость расширяется через расширительный клапан. Наконец, попадая в испаритель (сегмент 4–1), жидкость поглощает тепло и снова превращается в насыщенный пар. В этом отношении компрессионный холодильный цикл лучше подходит для использования в качестве теплового насоса.

Производительность теплового насоса определяется с учетом COP и EER в сезоны нагрева и охлаждения соответственно.

COP и EER определяются соотношением между полезным эффектом (Q h , зимой или Q c , летом) и потребляемой энергией (Вт) по следующим формулам: В идеальном случае, используя обратный цикл Карно, зная, что: Идеальные значения COP и EER определяются по: куда:
  • T c — абсолютная температура холодного резервуара (K),

  • T h — абсолютная температура горячего резервуара (K).

С помощью нескольких простых шагов можно получить прямую связь между идентификатором COP id и EER id следующим образом:

COPid = ThTh − Tc = Th − Tc + TcTh − Tc = 1 + TcTh − Tc = 1 + EERid

(6)

2.2. Расчетная модель
Проведенная работа направлена ​​на определение методологии почасового расчета производительности теплового насоса и соответствующего потребления. Модель разработана на основе международного стандарта EN 15316-4-2: 2008 [35], где месячные погодные данные сортируются по дискретным группам (метод ячеек), адаптированным для почасового расчета.В частности, имеет место следующее соотношение: где η II — эффективность второго закона.

Для определения значения эффективности второго закона при известных значениях температуры теплоотвода и источника холода, соответственно, необходимо выполнить двойную интерполяцию, начиная с двух известных значений температуры теплоотвода T ч. , 1 и T h, 2 , и два известных значения температуры для источника холода, T c, 1 и T c, 2 , обычно поставляемые производителем.

Следовательно, следующее уравнение:

ηII (Th / Tc) = ηII (Th, 1 / Tc, 1) + ηII (Th / Tc, 2) −ηII (Th / Tc, 1) (Tc, 2 − Tc, 1) · (Tc − Tc, 1)

(8)

куда:

ηII (Th / Tc, 1) = ηII (Th, 1 / Tc, 1) + ηII (Th, 2 / Tc, 1) −ηII (Th, 1 / Tc, 2) (Th, 2-Th, 1) · (Чт – Чт, 1)

(9)

ηII (Th / Tc, 2) = ηII (Th, 1 / Tc, 2) + ηII (Th, 2 / Tc, 2) −ηII (Th, 1 / Tc, 2) (Th, 2-Th, 1) · (Чт – Чт, 1)

(10)

Температуры T h и T c рассчитываются для выполнения почасового расчета EER. Для расчета этих температур необходимо знать термодинамические свойства хладагента, используемого тепловым насосом, в данном случае R410A.

Процедура определения температур T h и T c довольно сложна и основана на ряде предположений. Однако внедрение итеративного процесса позволяет снизить до приемлемого уровня ошибки, связанные с начальными приближениями.

Согласно информации производителя, перегрев хладагента установлен на 7 K за кривой насыщенного пара (сегмент 1–1 ‘на рисунке 2), чтобы предотвратить попадание хладагента в компрессор в жидком состоянии, поскольку реальный цикл менее предсказуем, чем идеальный цикл.В случае, вместо процесса расширения, практика проектирования рекомендует переохлаждать хладагент на 5 К за кривой насыщенной жидкости (сегмент 3–3 ‘на рисунке 2), чтобы повысить общую эффективность системы. Температуру хладагента в точках насыщения получают, зная термодинамические свойства хладагента вдоль кривой, образованной точками насыщенной жидкости и пара, путем пересечения ее с энтальпией насыщения или соответствующим давлением. В это время была реализована процедура расчета, касающаяся того, какой общий цикл охлаждения берется (Рисунок 2), который должен быть репрезентативным для общего цикла холодильной машины, проиллюстрированного в плане энтальпии-давления (p-H).

В отличие от цикла хладагента, необходимо действовать в обратном порядке, начиная с точки 1, чтобы определить положение реального цикла на диаграмме.

Необходимо знать потребности в энергии, т. Е. Количество тепла, отводимого из окружающей среды, на каждый час и для заданной температуры.куда:
  • Q H, nd — потребность в энергии ограждающей конструкции здания,

  • q — массовый расход охлаждающей жидкости.

Когда Δh 41 известно, исходя из перегретого пара в точке 1 и при неизвестном давлении, определяется энтальпия в точке 4.

Учитывая, что процесс расширения, основанный на принципе сохранения энергии, происходит изоэнтальпийным образом, без учета ошибки, обусловленной необратимостью процесса, определяется следующее уравнение:

Можно графически построить точку 3, пересекающую изоэнтальпию, проходящую через точку 4, с изобарой, отрезок 3–3 ‘которой равен 5 K, что соответствует разнице между температурой переохлажденной жидкости (точка 4) и температурой насыщенная жидкость в 3 ‘, определенная производителем.

Чтобы определить Δh 23 , которое точно соответствует энтальпии пароохладителя (сегмент 2–2 ‘) конденсации (сегмент 2’– 3’) и переохлаждения (сегмент 3’– 3), энтальпия генерированного за счет сжатия жидкости в процессе 1–2 необходимо сначала рассчитать.

Фаза сжатия следует изоэнтропической кривой в идеальном цикле (сегмент 1–2 ’’). В реальном случае происходит рассеяние энергии из-за КПД компрессора η c , указанного производителем и равного 0.8. Когда энтальпия и давление, соответствующие точке 1, известны, энтальпия в точке 2 » может быть вычислена, пересекая изэнтропу в точке 1 и изобару в точке 3. Следовательно, точка 2 может быть получена путем обращения следующей формулы :

ηc = WidWr = h3 ″ −h2h3 − h2

(13)

куда:
  • W id — идеальная работа процесса сжатия;

  • W r — реальная работа процесса сжатия;

  • h 2 ’’ — удельная энтальпия хладагента, полученная в конце процесса идеального сжатия;

  • ч 1 — удельная энтальпия хладагента, полученная в начале процесса сжатия;

  • ч 2 — удельная энтальпия хладагента, полученная в конце реального процесса сжатия.

Точка 2, а затем Δh 23 могут быть вычислены, зная энтальпию и давление, соответствующие точкам 2 и 3, соответственно.

Затем, снова применяя полученные соотношения через термодинамические свойства, вычисляются реальные значения давления, p h и p c , и фактические температуры хладагента, T h и T c . На этом этапе можно определить EER согласно уравнению (7).

2.3. Тестовый пример

Описанная модель расчета была проверена путем сравнения расчетных данных с данными, отслеживаемыми во внешней тестовой ячейке, расположенной в штаб-квартире ITC-CNR недалеко от Милана.

Испытательная камера с внутренними размерами 2,8 м × 5 м × 2,5 м (Ш × Д × В) с более короткой стороной, обращенной на юг, построена с бетонными несущими стенками, изолированными пенополистиролом. Причем южная стена оборудована застекленной поверхностью площадью 3 м 2 .Система отопления / охлаждения представляет собой инверторный тепловой насос, который может работать в различных конфигурациях: охлаждение, осушение, вентиляция и обогрев. Номинальная мощность охлаждения составляет 2,60 кВт при потребляемой электрической мощности 0,65 кВт. Внутренний воздушный поток можно отрегулировать до трех различных значений: 250, 300 и 500 м 3 / ч. Хладагент — R410A. В таблице 1 содержится информация производителя. Расход жидкости непрерывно регулируется инвертором, который изменяет скорость компрессора в зависимости от тепловой нагрузки.В испытательной камере установлено несколько датчиков для определения параметров окружающей среды в помещении (температуры воздуха, температуры излучения, скорости воздуха и относительной влажности), как показано на рисунке 3. Мониторинг параметров окружающей среды и энергии испытательной камеры проводился с апреля. по октябрь 2014 года. Следующие ниже анализы относятся к типичной летней неделе с 13 по 19 августа, что позволяет лучше понять результаты (рис. 4). Тепловая модель огибающей фокусируется на идее использования максимальной концентрации сосредоточенного раствора. важные особенности для создания модуля 3R1C (рис. 5), подходящего для представления притока тепла, потерь и динамического отклика отдельного элемента ограждающей конструкции здания.Затем собирается вся система RC-схемы, соединяющая эти модули в соответствии со структурой ограждающей конструкции здания через узел внутренней температуры воздуха.

Тепловая масса системы накапливает и выделяет тепло в соответствии с мгновенными граничными условиями, определяемыми как внутренним пространством (узел T i, s ), так и внешней средой (узел T e, s ). Узел температуры наружного воздуха T e является граничным условием. Этот узел подключен к T e, s с общим коэффициентом теплопередачи H o, e (Вт / K), представляющим конвективный и лучистый поверхностный теплообмен вместе.Внутренняя температура определяется с помощью значений температуры поверхности, T i, s , что касается рабочей температуры, которая описывает внутренние условия в соответствии с радиационным и конвективным теплообменом поверхностей, H o, i (EN ISO 13790). Полученные результаты предварительно подтверждаются почасовыми данными измерений.

Расчет теплового насоса: расчет нагрузки теплового насоса

Во многих домах в районе залива Сан-Франциско используется тепловой насос для энергоэффективного отопления и кондиционирования воздуха.Летом тепловой насос работает как обычный центральный кондиционер; зимой цикл охлаждения меняется на обратный, чтобы перекачивать тепло с улицы в ваш дом. Вместо топлива для сжигания тепловые насосы используют электричество и хладагент для передачи тепла снаружи внутрь.

При покупке нового теплового насоса первое, что вам следует сделать, это определить, какой тип теплового насоса вы хотите и насколько он должен быть большим, чтобы обеспечить достаточное отопление и охлаждение в вашем доме. Если вы не знаете, что вам нужно, вот несколько советов по выбору теплового насоса в соответствии с конкретными потребностями вашего дома.

Негабаритные блоки

Учтите затраты на негабаритный тепловой насос. Более крупные агрегаты не только дороже в установке и эксплуатации, но и могут создавать множество проблем с комфортом.

Короткие циклы (когда блок часто включается и выключается) обычно происходит, когда система HVAC была слишком большой для вашего дома. Негабаритный тепловой насос, который часто включается и выключается, изнашивается намного быстрее, что приводит к увеличению счетов за электроэнергию и ненужному износу устройства.Это плохо для вашего дома, теплового насоса или кошелька.

Для оптимального комфорта и эффективности вы хотите, чтобы тепловой насос работал в стабильном темпе, а не продувал дом слишком большим количеством кондиционированного воздуха одновременно.

Блоки меньшего размера

Тепловые насосы меньшего размера недостаточно велики, чтобы должным образом кондиционировать воздух в помещении. В конечном итоге они постоянно работают, что приводит к проблемам, аналогичным проблемам негабаритных устройств. Установки меньшего размера увеличат ваш счет за электроэнергию и вызовут постоянные проблемы.

Тепловые насосы ненадлежащего размера приводят к:
  • Не соответствует номинальной эффективности
  • Пониженная производительность (до 30%)
  • Снижение комфорта
  • Недостаточное осушение
  • Пыль и потери энергии из-за негерметичности воздуховода
  • Плохое распределение воздуха
  • Нежелательное напряжение на установке
  • Более высокие счета за электроэнергию
  • Больше ремонтов систем отопления и кондиционирования
  • Сокращенный срок службы
  • Потенциально аннулированная гарантия производителя

Наем подходящей компании по ОВК для выполнения расчетов нагрузки теплового насоса имеет важное значение для получения максимальной отдачи от ваших инвестиций.

Как правильно выбрать размер теплового насоса

Чтобы правильно определить размер теплового насоса, первым делом необходимо выполнить расчет нагрузки. По сути, возьмите общий объем отапливаемых комнат (в кубических метрах), а затем определите необходимое количество БТЕ в зависимости от размера, площади, изоляции и т. Д. Расчет нагрузки теплового насоса должен выполняться только квалифицированными подрядчиками по ОВК.

Некоторые установщики HVAC просто заменяют ваш тепловой насос на такой же по размеру, предполагая, что первый блок изначально был правильного размера.Даже если бы он был правильного размера, изменения в вашем доме могли бы потребовать большего или меньшего размера.

Что входит в ручной J-осмотр?

Manual J является сертифицированным ACCA (Американской ассоциацией подрядчиков по кондиционированию воздуха) требованиями для правильного расчета нагрузки HVAC. Чтобы правильно выбрать размер теплового насоса, в Руководстве J приведены инструкции по измерению уровней вентиляции и изоляции, герметичности воздуховодов, размера вашего дома и многого другого.

Только после завершения ручной проверки J технический специалист может выбрать необходимую мощность HVAC.

Когда профессиональный техник учтет все, он может определить количество кВт (преобразованное в БТЕ), необходимое для обогрева или охлаждения этой конкретной комнаты.

Профессиональная калибровка

Причина, по которой так важно вызвать профессионала, заключается в том, что некоторые вещи, такие как плохо изолированные окна, трещины в фундаменте, протечки в воздуховодах и другие проблемы, могут повлиять на общий размер.

Кроме того, выбранный вами тип теплового насоса должен быть эффективным при подключении к существующему воздуховоду и воздуховоду.Специалисты по обслуживанию могут провести эти измерения и убедиться, что выбрано устройство подходящего размера.

СОВЕТ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ:

  • Перед установкой нового теплового насоса улучшите теплоизоляцию вашего дома. Это может позволить вам сэкономить деньги заранее и в долгосрочной перспективе с меньшим агрегатом.
  • Подпишитесь на план обслуживания дома. Дважды в год Service Champions будет проводить полную очистку и настройку систем отопления, вентиляции и кондиционирования, обеспечивая надежное и энергоэффективное отопление и кондиционирование воздуха.

Если вы не уверены в чем-либо, связанном с определением размеров систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и выбором нового теплового насоса для вашего дома в Северной Калифорнии, обратитесь в службу поддержки для оценки. Мы выполним расчет полной нагрузки и представим вам варианты нового теплового насоса на основе нашего осмотра.

Связанные ресурсы:

Обратитесь к специалистам по обслуживанию для дружелюбных сертифицированных Diamond Certified HVAC техников в районах Ист-Бэй и Саут-Бэй.

Во многих домах в районе залива Сан-Франциско используется тепловой насос для энергоэффективного отопления и кондиционирования воздуха.Летом тепловой насос работает как обычный центральный кондиционер; зимой цикл охлаждения меняется на обратный, чтобы перекачивать тепло с улицы в ваш дом. Вместо топлива для сжигания тепловые насосы используют электричество и хладагент для передачи тепла снаружи внутрь.

При покупке нового теплового насоса первое, что вам следует сделать, это определить, какой тип теплового насоса вы хотите и насколько он должен быть большим, чтобы обеспечить достаточное отопление и охлаждение в вашем доме. Если вы не знаете, что вам нужно, вот несколько советов по выбору теплового насоса в соответствии с конкретными потребностями вашего дома.

Негабаритные блоки

Учтите затраты на негабаритный тепловой насос. Более крупные агрегаты не только дороже в установке и эксплуатации, но и могут создавать множество проблем с комфортом.

Короткие циклы (когда блок часто включается и выключается) обычно происходит, когда система HVAC была слишком большой для вашего дома. Негабаритный тепловой насос, который часто включается и выключается, изнашивается намного быстрее, что приводит к увеличению счетов за электроэнергию и ненужному износу устройства.Это плохо для вашего дома, теплового насоса или кошелька.

Для оптимального комфорта и эффективности вы хотите, чтобы тепловой насос работал в стабильном темпе, а не продувал дом слишком большим количеством кондиционированного воздуха одновременно.

Блоки меньшего размера

Тепловые насосы меньшего размера недостаточно велики, чтобы должным образом кондиционировать воздух в помещении. В конечном итоге они постоянно работают, что приводит к проблемам, аналогичным проблемам негабаритных устройств. Установки меньшего размера увеличат ваш счет за электроэнергию и вызовут постоянные проблемы.

Тепловые насосы ненадлежащего размера приводят к:
  • Не соответствует номинальной эффективности
  • Пониженная производительность (до 30%)
  • Снижение комфорта
  • Недостаточное осушение
  • Пыль и потери энергии из-за негерметичности воздуховода
  • Плохое распределение воздуха
  • Нежелательное напряжение на установке
  • Более высокие счета за электроэнергию
  • Больше ремонтов систем отопления и кондиционирования
  • Сокращенный срок службы
  • Потенциально аннулированная гарантия производителя

Наем подходящей компании по ОВК для выполнения расчетов нагрузки теплового насоса имеет важное значение для получения максимальной отдачи от ваших инвестиций.

Как правильно выбрать размер теплового насоса

Чтобы правильно определить размер теплового насоса, первым делом необходимо выполнить расчет нагрузки. По сути, возьмите общий объем отапливаемых комнат (в кубических метрах), а затем определите необходимое количество БТЕ в зависимости от размера, площади, изоляции и т. Д. Расчет нагрузки теплового насоса должен выполняться только квалифицированными подрядчиками по ОВК.

Некоторые установщики HVAC просто заменяют ваш тепловой насос на такой же по размеру, предполагая, что первый блок изначально был правильного размера.Даже если бы он был правильного размера, изменения в вашем доме могли бы потребовать большего или меньшего размера.

Что входит в ручной J-осмотр?

Manual J является сертифицированным ACCA (Американской ассоциацией подрядчиков по кондиционированию воздуха) требованиями для правильного расчета нагрузки HVAC. Чтобы правильно выбрать размер теплового насоса, в Руководстве J приведены инструкции по измерению уровней вентиляции и изоляции, герметичности воздуховодов, размера вашего дома и многого другого.

Только после завершения ручной проверки J технический специалист может выбрать необходимую мощность HVAC.

Когда профессиональный техник учтет все, он может определить количество кВт (преобразованное в БТЕ), необходимое для обогрева или охлаждения этой конкретной комнаты.

Профессиональная калибровка

Причина, по которой так важно вызвать профессионала, заключается в том, что некоторые вещи, такие как плохо изолированные окна, трещины в фундаменте, протечки в воздуховодах и другие проблемы, могут повлиять на общий размер.

Кроме того, выбранный вами тип теплового насоса должен быть эффективным при подключении к существующему воздуховоду и воздуховоду.Специалисты по обслуживанию могут провести эти измерения и убедиться, что выбрано устройство подходящего размера.

СОВЕТ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ:

  • Перед установкой нового теплового насоса улучшите теплоизоляцию вашего дома. Это может позволить вам сэкономить деньги заранее и в долгосрочной перспективе с меньшим агрегатом.
  • Подпишитесь на план обслуживания дома. Дважды в год Service Champions будет проводить полную очистку и настройку систем отопления, вентиляции и кондиционирования, обеспечивая надежное и энергоэффективное отопление и кондиционирование воздуха.

Если вы не уверены в чем-либо, связанном с определением размеров систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и выбором нового теплового насоса для вашего дома в Северной Калифорнии, обратитесь в службу поддержки для оценки. Мы выполним расчет полной нагрузки и представим вам варианты нового теплового насоса на основе нашего осмотра.

Связанные ресурсы:

Обратитесь к специалистам по обслуживанию для дружелюбных сертифицированных Diamond Certified HVAC техников в районах Ист-Бэй и Саут-Бэй.

Расчеты насосов — The Engineering Mindset

Расчет насосов, как рассчитать скорость насоса, напор, об / мин, объемный расход, диаметр рабочего колеса

В этой статье мы узнаем, как выполнять расчеты насоса как в британских, так и в метрических единицах измерения, чтобы оценить производительность насоса после изменения расхода, скорости насоса, напора и мощности. Эти формулы являются общепринятыми практическими правилами и предоставляют теоретические значения, от которых фактические значения, вероятно, будут отличаться. Видеоурок YouTube внизу страницы.

Чтобы рассчитать новый расход насоса по увеличению или уменьшению скорости вращения насоса, можно использовать следующую формулу и расчет.

Расчет расхода насоса по увеличению или уменьшению скорости вращения насоса. Об / мин.

Для расчета нового расхода насоса по увеличению или уменьшению диаметра рабочего колеса можно использовать следующую формулу и расчет.

Расчет скорости потока насоса по изменению диаметра рабочего колеса

Для расчета новой скорости вращения насоса по увеличению или уменьшению скорости потока можно использовать следующую формулу и расчет.

Расчет скорости вращения насоса при увеличении или уменьшении расхода

Для расчета нового напора насоса при увеличении или уменьшении скорости вращения насоса можно использовать следующую формулу и расчет.

Расчет давления напора для увеличения или уменьшения скорости насоса об / мин.

Для расчета нового напора насоса при увеличении или уменьшении расхода можно использовать следующую формулу и расчет.

Расчет давления напора насоса для увеличения или уменьшения расхода

Для расчета нового давления напора насоса при увеличении или уменьшении скорости вращения насоса (об / мин) можно использовать следующую формулу и расчет.

Расчет напора для увеличения или уменьшения скорости вращения насоса об / мин.

Для расчета диаметра рабочего колеса нового насоса в соответствии с изменением производительности насоса следует использовать следующую формулу и расчет.

Расчет нового диаметра рабочего колеса насоса в соответствии с изменением расхода

Как рассчитать КПД гидравлического насоса и двигателя

Большинство читателей этой колонки хорошо осведомлены о том, что вязкость гидравлической жидкости на углеводородной основе обратно пропорциональна температуре. При повышении температуры вязкость жидкости уменьшается, и наоборот. Это не идеальная ситуация по нескольким причинам. Фактически, идеальная гидравлическая жидкость должна иметь индекс вязкости (изменение вязкости жидкости относительно температуры), представленный горизонтальной линией, пересекающей ось Y на расстоянии 25 сантистокс.

Эта температура-вязкость показывает, что идеальная гидравлическая жидкость не будет показывать изменения вязкости независимо от температуры.

К сожалению, такой жидкости для повышения эффективности и долговечности гидравлических машин не существует.И вряд ли такая жидкость будет разработана при моей жизни. Но если бы такая жидкость была разработана и запатентована , ее создатель стал бы ключом к золотому руднику. На данный момент у нас есть всесезонное гидравлическое масло. Эти жидкости имеют высокий индекс вязкости, поэтому их вязкость менее чувствительна к изменениям температуры, чем у однотипных масел.

Непредвиденные последствия

Вязкость жидкости является одним из факторов, определяющих, будет ли достигнута и сохранена пленочная смазка.Если нагрузка и поверхностная скорость остаются постоянными, но повышенная рабочая температура приводит к падению вязкости ниже требуемой для поддержания гидродинамической пленки, происходит граничная смазка; это создает возможность трения и адгезионного износа.

С другой стороны, существует диапазон вязкости, в котором трение жидкости, механическое трение и объемные потери оптимальны для работы гидравлической системы. Это диапазон вязкости, в котором гидравлическая система будет работать наиболее эффективно: самое высокое отношение выходной мощности к входной.

Чтобы проиллюстрировать вышесказанное, рассмотрим следующий пример: В поисках снижения расхода топлива производитель мобильной гидравлической машины с приводом от двигателя заменил свой насос фиксированного рабочего объема, приводящий в действие навесное оборудование машины, на агрегат переменного рабочего объема. Ходовой привод на машине уже использовал поршневой насос переменной производительности (гидростатическая трансмиссия), поэтому модернизация гидравлического контура навесного оборудования до более эффективной конфигурации казалась инженерам-разработчикам машины логическим продолжением.

При испытании этой модификации инженеры были шокированы, обнаружив, что на самом деле расход топлива увеличился на от 12 до 15%! После анализа увеличение расхода топлива было объяснено увеличением вязкости масла, вызванным падением рабочей температуры масла на 30 ° C. Другими словами, «более густое» масло привело к дополнительному сопротивлению гидростатической трансмиссии, приводящей в действие ходовой привод, в результате чего машина потребляла больше топлива.

В машине использовался двухсекционный комбинированный теплообменник для гидравлического масла и охлаждающей жидкости двигателя.Охлаждение двигателя было улучшено за счет термостатического гидравлического привода вентилятора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Секция маслоохладителя была рассчитана на оригинальный гидравлический насос с фиксированным рабочим объемом.

Недостатком такой конструкции является то, что охлаждение двигателя регулируется термостатически, а гидравлическая система нет, поток воздуха через комбинированный теплообменник полностью зависит от температуры двигателя. Это означает, что снижение тепловой нагрузки за счет замены насоса с постоянным рабочим объемом агрегатом с регулируемым рабочим объемом привело к значительному снижению температуры гидравлического масла, что обычно хорошо!

Инженеры заблокировали большую часть секции гидравлического масла охладителя и снова провели испытание.Это вернуло расход топлива к исходному уровню, но значительного улучшения не произошло.

Был сделан вывод, что испытанная модификация может дать небольшую экономию средств за счет уменьшения размера маслоохладителя. Но с учетом того, что расход топлива важнее любой скромной экономии охлаждающей способности, идея платить больше за насос, в результате которого масло поддерживалось при более низкой рабочей температуре, но увеличивался расход топлива, была непримирима для инженеров машины.

Усвоенный урок

Этот рассказ иллюстрирует влияние температуры гидравлического масла (и, следовательно, вязкости) на расход топлива. Подытоживая ключевые моменты:

  • Уменьшена тепловая нагрузка на гидросистему (увеличен КПД) путем замены стационарного насоса на агрегат переменной производительности;
  • Это привело к значительному падению рабочей температуры гидравлического масла;
  • Возникшее в результате увеличение вязкости гидравлического масла привело к значительному увеличению расхода топлива.

Другими словами, если ваше гидравлическое масло слишком густое, вы заплатите за него через топливный насос или счетчик электроэнергии. Однако предостерегающий оборот здесь заключается в том, что если ваше масло слишком жидкое, вы заплатите за него в ремонтной мастерской.

Если предположить, что это испытание проводилось при одинаковой температуре окружающей среды для обоих вариантов насоса, падение температуры гидравлического масла на 30 ° C (54 ° F) является весьма значительным. Частично это можно объяснить установленным на машине комбинированным теплообменником.По мере увеличения вязкости гидравлического масла двигатель работает активнее (сжигает больше топлива), поэтому вентилятор охлаждения (контролируемый температурой двигателя) работает сильнее. Это означает, что гидравлическое масло отводит больше тепла и, следовательно, вязкость гидравлического масла увеличивается. Это вязкий круг.

Еще один вывод из этой истории, который имеет отношение к проектировщикам машин и людям, покупающим их машины, заключается в том, что большинство конструкторов не рассматривают масло как ключевой компонент гидравлической системы, которой оно является.Вязкость гидравлического масла, индекс вязкости или оптимальное число вязкости для гидравлических компонентов системы, по-видимому, не учитывались во время испытания. Это говорит о том, что базовый, нормальный расход топлива машины был просто счастливым совпадением.

Даже после того, как было обнаружено, что расход топлива возрастает с увеличением вязкости масла, и хотя возможность снижения установленной охлаждающей способности была признана и рассматривалась, очевидно, что не рассматривалось изменение вязкости масла до соответствует более высокой эффективности (следовательно, более низкая рабочая температура) системы. Если бы более эффективный насос с существующей охлаждающей способностью сочетался с жидкостью подходящей вязкости, вероятно, экономия топлива машины была бы выше, чем у исходной системы.

Другими словами, конструкторы машин не смогли должным образом учесть всех четырех сторон гидравлической машины, которую я называю алмаз энергоэффективности .

Алмаз энергоэффективности

Энергоэффективность означает отношение выходной мощности к входящей.Девяносто кВт из 100 кВт — это эффективность 90%. Девяносто кВт из 110 кВт — это эффективность 82%. А 90 кВт из 120 кВт — это эффективность 75%. Обратите внимание, что во всех трех случаях выходная мощность остается прежней: 90 кВт. Просто потребляемая мощность — следовательно, потребление топлива или электроэнергии первичного двигателя, необходимое для его получения, — продолжает расти!

Квадранты алмаза энергоэффективности гидравлической машины взаимосвязаны. Изменение любого из них влияет на симметрию алмаза.

Четыре стороны алмаза энергоэффективности гидравлической машины взаимосвязаны; измените любой, и это повлияет на симметрию алмаза.

Расчетная эффективность отражает «естественную» эффективность оборудования, выбранного для системы. Это оборудование включает в себя ряд присутствующих устройств, расходующих энергию, таких как пропорциональные клапаны, регуляторы потока и редукционные клапаны. Он также включает потери, «рассчитанные» по размерам и конфигурации всех необходимых проводников: труб, шлангов, фитингов и коллекторов.

На противоположной стороне ромба: Установленная холодопроизводительность в процентах от непрерывной входной мощности, должно отражать проектную или собственную эффективность гидравлической системы. Другими словами, чем ниже собственный КПД, тем выше установленная охлаждающая способность.

Рядом с установленной охлаждающей способностью находится температура окружающего воздуха , в которой работает гидравлическая машина. Это напрямую влияет на рабочую температуру масла в гидравлической системе, которая в значительной степени определяет вязкость масла , что составляет бриллиант энергоэффективности.

Разработчик станка не может контролировать температуру окружающего воздуха, хотя ей необходимо знать, каков этот диапазон. Но она определяет (или, по крайней мере, должна) определять другие три переменные; расчетная эффективность, установленная холодопроизводительность и вязкость масла. Как показано на графическом изображении бриллианта энергоэффективности (и показано в приведенном выше тематическом исследовании), ни одна из этих переменных не может рассматриваться изолированно.

Глядя на алмаз энергоэффективности с точки зрения владельца машины, полезно понимать, что даже после того, как машина была спроектирована, изготовлена ​​и залита маслом, ее эффективность, установленная мощность охлаждения и температура окружающего воздуха являются движущимися целями — движущимися целями. которые влияют на вязкость рабочего масла и, как следствие, на энергопотребление.

Возможность изменения температуры окружающего воздуха, особенно если машина перемещается между местами с разными климатическими условиями, довольно очевидна. И хотя конструкция КПД не меняется, фактическая эффективность работы обычно со временем ухудшается из-за износа. Точно так же, хотя установленная холодопроизводительность не меняется со временем в процентах от потребляемой мощности, эффективность ее может быть снижена из-за износа компонентов контура охлаждения и — в случае воздушно-дутьевых теплообменников — колебания температуры окружающего воздуха и высоты над уровнем моря.

Таким образом, чтобы достичь оптимального уровня энергоэффективности гидравлической машины, требуется продуманный дизайн. Для его сохранения необходимо, чтобы изменение зависимых переменных было минимальным. В обоих случаях алмаз энергоэффективности может быть полезен как разработчикам машин, так и владельцам гидравлического оборудования в понимании поставленной задачи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *