Cómo elegir una bomba para calefacción

Cómo elegir una bomba de circulación. Rápido, sencillo, correcto.

Cómo elegir una bomba de circulación. Rápido, sencillo, correcto.

Por ejemplo, tienes una casa de dos pisos con un área de 180-200 metros cuadrados, hay gas. Está planeando instalar radiadores en el primer y segundo piso y hacer pisos cálidos en algunos lugares. En la mayoría de las tiendas de plomería, junto con la caldera, se le ofrecerá un kit de sala de calderas típico: una flecha hidráulica, un colector y tres grupos de bombas de montaje rápido. Un grupo de bombeo por planta para radiadores y otro más para suelo radiante. ¿Qué le falta a este conjunto? En la mayoría de los casos, todo aquí es superfluo. Y una flecha hidráulica, y un colector de distribución con grupos de bombas y tres bombas. En la opción más barata, 60 mil gastos extras de forma inmediata y un gasto excesivo de luz constante para siempre.

Al mismo tiempo, en la mayoría de las casas, todo el sistema de calefacción puede funcionar con una bomba integrada en la caldera. La caldera se cuelga en la cocina en el juego de cocina, todas las tuberías están ocultas, no se necesita la sala de calderas.

Una buena opción para un minimalismo razonable y ahorro de metros cuadrados. Solo si el área de calefacción por suelo radiante es grande, necesitará una unidad de mezcla de calefacción por suelo radiante con una bomba adicional. Y eso es. Si la bomba integrada en la caldera es suficiente o no, puede verificarlo fácilmente después de un cálculo simple.

Comenzamos la selección, el caso más sencillo. La casa antes mencionada, un área de 180-200 metros cuadrados, solo radiadores en el sistema de calefacción, pisos cálidos o no, o hay pocos, 15-30 metros cuadrados. El esquema del sistema del radiador es de dos tubos, sin salida. En este caso su bomba 25-40. Sin ningún cálculo. Esta bomba aún vendrá con un margen.

Cómo leer la marca de la bomba, qué es 25-40? El primer número, 25, es el tamaño de la conexión, en milímetros. El número 40 es la cantidad de presión, o cabeza, creada por esta bomba. Cuarenta decímetros, o 4 metros de columna de agua. Este parámetro a menudo se denomina elevación. Esto no es un error, pero para las bombas de circulación, levantar es un término dañino. La bomba de circulación en el sistema de calefacción no eleva el agua. Cualquiera que sea la altura del edificio, el sistema es un anillo vertical completamente lleno de agua. El anillo está equilibrado, el agua presiona por igual sobre la bomba desde ambos lados, la diferencia es cero. Por lo tanto, la bomba solo empuja agua a través del sistema, proporcionando circulación. La capacidad de la bomba para vencer la resistencia hidráulica del sistema se denomina cabeza. La selección de la bomba comienza con la determinación de las características del futuro sistema de calefacción.

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Lo primero que debe saber el propietario de la casa es la salida de calor del sistema.

La potencia requerida del sistema de calefacción es igual a la pérdida de calor de la casa. A través de paredes, ventanas, piso y techo, todas las estructuras de cerramiento. El método más popular es un cálculo aproximado basado en la pérdida de calor específica por metro cuadrado. La pérdida de calor específica generalmente se toma como 100 vatios por metro cuadrado de área de la casa. ¿De dónde salieron esos 100 vatios? De los requisitos para el aislamiento de edificios. La pérdida de calor específica no debe exceder los 100 vatios por metro cuadrado de área total. No tienen nada que ver con la pérdida real de calor en el hogar. Pero para evaluar la potencia máxima de calefacción, está permitido usarlos. Tome una casa de dos pisos bastante grande con un área de 250 metros cuadrados.

250 x 100 = 25 vatios o 000 kilovatios. Todo, conocemos la potencia máxima de calentamiento y podemos calcular el rendimiento requerido de la bomba. El cálculo es muy simple. El rendimiento de la bomba corresponde a la cantidad de agua caliente que debe bombearse a través del sistema de calefacción para transferir suficiente calor a los radiadores para compensar las pérdidas de calor. Esta cantidad se llama flujo en el sistema de calefacción. También debe tener en cuenta exactamente cuánto calor tomaremos del agua en los radiadores. Es la diferencia entre la temperatura de ida de la caldera a los radiadores, y la de retorno de los radiadores a la caldera. También se le puede llamar delta de temperatura.

La fórmula es la siguiente: Q = (0,86xP) / dt

Q – rendimiento de la bomba

Р – potencia del sistema de calefacción

0,86 es el coeficiente de capacidad calorífica del agua.

dt – diferencia de temperatura entre impulsión y retorno.

Sabemos la cantidad requerida de calor, esta es la potencia del sistema de calefacción. Multiplicamos la potencia por el coeficiente de capacidad calorífica del agua: 0,86. El resultado se divide por delta t, generalmente 20 grados.

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Total, (25 x 0,86) / 20 = 1 metro cúbico de agua.

Dos palabras sobre la temperatura delta. De la fórmula, vemos que si reducimos el delta, el rendimiento aumentará. Muchos en los cálculos lo reducen, en reserva.
Por ejemplo, para los sistemas de radiadores toman 15 grados en lugar de veinte. No necesitas hacer esto. El stock necesario ya se ha establecido, y en todas las etapas. Hay una reserva en la potencia del sistema de calefacción, los fabricantes de bombas y tuberías ponen un margen en las características, también hay un margen en las fórmulas. Si aumenta los márgenes durante el diseño, los cálculos pierden sentido y no difieren en nada de la selección a simple vista. A los vendedores e instaladores incompetentes les gustan mucho las acciones. La tubería es más gruesa, la bomba es más grande, el resultado es un sistema costoso y al mismo tiempo que no funciona. No haremos eso.

Ahora sobre el segundo parámetro, la presión.

La presión es la presión que la bomba debe crear para vencer la resistencia hidráulica que se produce cuando el movimiento forzado del agua en el sistema de calefacción. La resistencia del sistema consiste en las resistencias de todos sus elementos: esquinas, tes, estrechamientos, válvulas de control, rugosidad de la tubería. En un cálculo simplificado, no es necesario tomar de los libros de referencia y sumar las resistencias de todos los elementos, usaremos coeficientes empíricos.

Formula H = Z x R x L

Н – presión de bomba requerida

Z – resistencia de los elementos del sistema

R – resistencia de la tubería

L – longitud de la tubería.

Z para un sistema bitubo con válvulas simples, se supone que es 1,3. Este es el margen mínimo requerido del 30% Para disipadores con cabezales térmicos, se aplica un coeficiente de 1,7. Los coeficientes se multiplican. El sistema más popular es un sistema sin salida de dos tubos con cabezas térmicas en los radiadores. Así que multiplicamos 1,3 y 1,7 y obtenemos Z igual a 2,2.

R, resistencia de la tubería. La resistencia de una tubería de diámetro correctamente seleccionado no supera los 150 Pascales por metro lineal. Por comodidad, los traduciremos a metros de columna de agua, serán 0,015 metros por metro de tubería.

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Queda una variable, L, la longitud de la tubería. ¿Cómo definirlo correctamente? No es necesario sumar la longitud de todas las tuberías en el sistema de calefacción. La longitud de la rama de dictado es suficiente. Esta es una tubería desde la bomba hasta el radiador más lejano. La rama que dicta tiene la más alta resistencia hidráulica. Es lógico que si la bomba crea una presión suficiente para calentar el radiador más alejado, entonces todo el resto estará aún más caliente. Puede medir con precisión la rama que dicta representándola cuidadosamente en el plano. O puede calcular su longitud máxima posible, en función de las dimensiones de la casa. Digamos que la bomba está ubicada en la esquina de la casa en la planta baja. El radiador más lejano estará en la esquina opuesta de la casa en el segundo piso. La tubería a este radiador no puede ser más larga que la suma de la longitud, el ancho de la casa y la altura del punto superior del radiador desde el piso del primer piso. La altura del punto superior del radiador en el segundo piso es aproximadamente la altura del alféizar de la ventana. Planta baja + superposición, + metro hasta el alféizar de la ventana: unos 4,5 metros. El área de un piso de nuestra casa teórica es de 125 metros, las dimensiones son de 10 por 12,5 metros. Sumamos el largo y el ancho de la casa, les agregamos la altura de la instalación del radiador superior sobre la bomba. La cantidad recibida debe duplicarse, por lo que debe calcular la longitud total de la ruta, desde la bomba hasta el radiador y viceversa. Consideramos El, la longitud de la rama que dicta es (10 +12,5 +4,5) x 2 = 54 metros

Sustituimos los números en la fórmula de presión:

H u2,2d Z x R x L u0.015d 54 x 1,8 x XNUMX uXNUMXd XNUMX metros de columna de agua.

Entonces, tenemos dos parámetros principales de nuestro sistema. Productividad, Q – 1 metro cúbico y presión, H – 1,8 metros de columna de agua. Su combinación se denomina punto de funcionamiento de la bomba. Cuando las válvulas de todos los radiadores están abiertas y la calefacción está funcionando a plena capacidad, la bomba debe bombear al menos 1 metro cúbico de refrigerante por hora, mientras crea una presión de al menos 1,8 metros. Comienza la diversión, la elección de un modelo de bomba específico. El catálogo de cada fabricante contiene gráficos de las características hidráulicas de la bomba. Queremos, por ejemplo, comprar una bomba Grundfos. En la mayoría de los casos, los vendedores de una casa de este tipo recomendarán una bomba SAI 25-60.

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Encontramos la gráfica de las características de esta bomba. En el eje x está el rendimiento de la bomba, Q, en el eje y está la cabeza de la bomba, N. Las tres líneas descendentes son las velocidades de la bomba. La inferior es la primera velocidad, la intermedia la segunda y la superior la tercera. Cuanto mayor sea el rendimiento, menor será la presión, y viceversa. Tres líneas jorobadas desde el origen son los valores de eficiencia para cada una de las velocidades. Baja para la primera velocidad, media para la segunda y alta para la tercera. Las partes superiores de las jorobas: máxima eficiencia. Cerca de ellos debe haber un punto de trabajo.

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En el eje de productividad apartamos 1 metro cúbico, en el eje de presión apartamos 1,8 metros, obtenemos el punto de operación en el gráfico. Tenga en cuenta que tanto el caudal como la presión del punto que encontramos están debajo ya la izquierda del gráfico de la primera velocidad más pequeña de la bomba. Por lo tanto, en realidad, los parámetros serán diferentes. Debemos mover el punto de operación a la línea más cercana de velocidades de la bomba. La curva característica hidráulica de la red, la línea roja, nos ayudará en esto. La intersección del gráfico de la red con el gráfico de la bomba será el punto de funcionamiento real. ¿Qué vemos? Incluso a la primera velocidad, el rendimiento de la bomba en el sistema de calefacción de esta casa no será de 1, sino de 1.2 metros cúbicos, un 20% más de lo necesario. La presión no es de 1,8 metros, sino de 2,5 metros, ¡hasta un 40% más! Esto es a la máxima potencia del sistema de calefacción, en las heladas más severas. Cuando hace más calor, los radiadores comenzarán a cerrarse, el flujo a través del sistema disminuirá. Cuando el caudal se reduce a la mitad, el punto de funcionamiento se desplazará a la izquierda de la curva de la bomba. Y la presión volará hacia el cielo. Esto está garantizado para proporcionarnos un estruendo en las tuberías. No, no necesitamos tal bomba, es demasiado grande. ¡Resulta que la bomba más popular 25-60 no es adecuada para el sistema de radiador de una casa así!

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Nos fijamos en las características de una bomba más débil, SAI 25-40.

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Repetimos, en el eje de productividad apartamos 1 metro cúbico, en el eje de presión apartamos 1,8 metros, obtenemos el punto de operación en el gráfico. Resulta que esta bomba es demasiado grande para nuestro sistema, preferiría verla justo arriba ya la derecha del segundo gráfico de velocidad. Pero al menos para esta bomba, el punto de funcionamiento está más cerca de la mitad de las características. Estimemos los parámetros reales del punto de funcionamiento a la segunda velocidad. No es tan diferente del calculado como con la bomba 25-60. Y cuando hace calor afuera, es posible cambiar a una velocidad más baja. Y la eficiencia de la bomba a la segunda velocidad se ve perfecta, la proyección en la misma joroba del gráfico, no la ajusté, simplemente sucedió. Entonces elegimos una bomba 25-40.

Entonces, conclusiones.

En la mayoría de los casos, las bombas que ofrecen los proveedores son de gran tamaño. Para todo el sistema de radiadores de una casa particular estándar, incluso la bomba más pequeña de la línea doméstica es más que suficiente.

No es necesario multiplicar las bombas en el sistema instalando una bomba separada en cada piso o bombas adicionales en una caldera montada en la pared. El sistema de radiadores de edificios de dos, tres, cuatro y tantos pisos como desee funcionará completamente con una bomba seleccionada adecuadamente.

Una gran cantidad de bombas en el sistema, la división del sistema de radiadores en muchos circuitos, la instalación de flechas hidráulicas donde no se necesitan, habla de una cosa: la incompetencia de quienes ofrecen tales esquemas y la falta de conocimientos elementales en la profesión. La hidráulica es un área donde el exceso de existencias no garantiza el rendimiento, sino que conduce a costos iniciales innecesarios, costos operativos y desgaste acelerado del equipo.

Habiendo tratado los gráficos de rendimiento de la bomba, queda claro que los sistemas de calefacción modernos con radiadores que se cierran automáticamente requieren un ajuste de la potencia de la bomba durante los cambios climáticos fuertes. Cuando hace frío, es deseable establecer una velocidad más alta, cuando se calienta, una más baja.

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