Jak vypočítat výkon čerpadla pro dům?

Od roku 1997 strojírenská společnost Intech GmbH LLC (LLC Intech GmbH) dodává jak jednotlivé konstrukční díly a zařízení, tak komplexně řeší inženýrské problémy pro průmyslové podniky v různých průmyslových odvětvích a je připravena vyvíjet a dodávat různá čerpací zařízení a potrubí dle vaše individuální technické specifikace

Základní principy výběru čerpadla
- Technologické a konstrukční požadavky
- Povaha čerpaného média
- Hlavní konstrukční parametry
- Oblasti použití (výběr) čerpadel na základě vytvářeného tlaku
- Oblasti použití (výběr) čerpadel podle výkonu
- Pístová čerpadla
- Zubová čerpadla
- Šneková čerpadla
- Odstředivá čerpadla
- výpočet objemové účinnosti plunžrového čerpadla
- výpočet potřebného výkonu elektromotoru dvoupístového čerpadla
- výpočet tlakové ztráty třípístového čerpadla
- výpočet objemové účinnosti šnekového čerpadla
- výpočet tlaku, průtoku a čistého výkonu odstředivého čerpadla
- výpočet proveditelnosti čerpání vody odstředivým čerpadlem
- výpočet průtoku zubového (zubového) čerpadla
- určit, zda dané čerpadlo splňuje požadavky na rozběhový moment
- výpočet užitečného výkonu odstředivého čerpadla
- výpočet maximálního zvýšení průtoku čerpadla
Základní principy výběru čerpadla

Volba čerpacího zařízení je kritickou fází, na které budou záviset jak technologické parametry, tak výkonové vlastnosti navrženého zařízení. Při výběru typu čerpadla lze rozlišit tři skupiny kritérií:

1) Technologické a konstrukční požadavky

2) Charakter čerpaného média

3) Základní konstrukční parametry

Technologické a designové požadavky:

V některých případech může být výběr čerpadla diktován některými přísnými požadavky na řadu konstrukčních nebo procesních parametrů. Odstředivá čerpadla na rozdíl od pístových čerpadel dokážou zajistit rovnoměrný přívod čerpaného média, přičemž pro splnění podmínek rovnoměrnosti na pístovém čerpadle je nutné jeho konstrukci výrazně zkomplikovat umístěním více pístů na klikovou hřídel, vykonávajících vratné pohyby s určitým zpožděním. od sebe navzájem. Technologickým požadavkem přitom může být i dodávka čerpaného média v diskrétních částech daného objemu. Příkladem definování konstrukčních požadavků je použití ponorných čerpadel v případech, kdy je nutné nebo pouze možné umístit čerpadlo pod hladinu čerpané kapaliny.

Technologické a konstrukční požadavky na čerpadlo jsou málokdy rozhodující a rozsahy vhodných typů čerpadel pro různé specifické aplikace jsou známy na základě zkušeností nashromážděných lidstvem, takže není třeba je podrobně vypisovat.

Druh čerpaného média:

Charakteristiky čerpaného média se často stávají určujícím faktorem při výběru čerpacího zařízení. Různé typy čerpadel jsou vhodné pro čerpání široké škály médií, která se liší viskozitou, toxicitou, abrazivitou a mnoha dalšími parametry. Šneková čerpadla jsou tedy schopna čerpat viskózní média s různými vměstky bez poškození struktury média a lze je s úspěchem použít v potravinářském průmyslu pro čerpání džemů a past s různými plnivy. Korozní vlastnosti čerpaného média určují materiálové provedení vybraného čerpadla a toxicita určuje úroveň jeho utěsnění.

Hlavní konstrukční parametry:

Provozní požadavky různých průmyslových odvětví lze splnit několika typy čerpadel. V takové situaci se dává přednost typu čerpadla, který je nejvhodnější pro konkrétní hodnoty hlavních konstrukčních parametrů (výkon, tlak a příkon). Níže jsou uvedeny tabulky, které obecně odrážejí aplikační limity nejběžnějších typů čerpadel.

Oblasti použití (výběr) čerpadel na základě vytvářeného tlaku

Aby byl výběr čerpadla pro zásobování vodou soukromého domu proveden kompetentně, musíte k tomuto okamžiku přistupovat „matematicky“.

Jak vybrat správné oběhové čerpadlo pro topný systém soukromého domu?

Předpokládejme například, že plocha dvoupatrového domu je 180-200 metrů čtverečních. V prvním a druhém patře se plánuje instalace radiátorů a vyhřívaných podlah.

Výběr čerpadla začíná určením charakteristik budoucího topného systému.

Stanovení tepelného výkonu systému.

Potřebný výkon otopné soustavy se rovná tepelné ztrátě domu. Skrz stěny, okna, podlahy a střechy – všechny obklopující konstrukce. Nejoblíbenější metodou je přibližný výpočet na základě měrných tepelných ztrát na metr čtvereční. Měrná tepelná ztráta se obvykle bere jako 100 wattů na metr čtvereční plochy domu. Plocha dvoupatrového domu v našem příkladu je 200 metrů čtverečních.

200 x 100 = 20 000 wattů nebo 20 kilowattů. Poté můžeme vypočítat požadovaný výkon čerpadla. Výkon čerpadla odpovídá množství teplé vody, které je potřeba přečerpat topným systémem, aby se předalo dostatek tepla do radiátorů pro kompenzaci tepelných ztrát. Toto množství se nazývá průtok topného systému. Musíme také přesně vzít v úvahu, jaké množství tepla budeme odebírat z vody v radiátorech. Jedná se o rozdíl mezi teplotou přívodu z kotle do radiátorů a teplotou zpátečky z radiátorů do kotle. Může se také nazývat teplotní delta.

Vzorec vypadá takto: Q = (0,86xP) / dt

Q – výkon čerpadla

P – výkon topného systému

0,86 je koeficient tepelné kapacity vody.

dt je teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou.

Celkem, (20 x 0,86) / 20 = 0,9 kubických metrů vody.

Nyní o druhém parametru, tlaku.

Tlak je tlak, který musí čerpadlo vytvořit, aby překonalo hydraulický odpor, který vzniká při nuceném pohybu vody v topném systému. Odolnost systému se skládá z odporu všech jeho prvků – rohy, T-kusy, zúžení, regulační ventily, drsnost potrubí. Při zjednodušeném výpočtu není třeba brát z referenčních knih a sčítat odpory všech prvků, použijeme empirické koeficienty.

Vzorec: H = Z x R x L

N – požadovaný tlak čerpadla

Z – odolnost prvků systému

R – odpor potrubí

L je délka potrubí.

Z pro dvoutrubkový systém s jednoduchými ventily se předpokládá 1,3. To je minimální požadovaná rezerva 30 %. Pro radiátory s tepelnými hlavicemi se použije koeficient 1,7. Koeficienty se násobí. Nejoblíbenějším systémem je slepý dvoutrubkový systém s tepelnými hlavicemi na radiátorech. Vynásobíme tedy 1,3 a 1,7 a dostaneme Z rovno 2,2.

R, odpor potrubí. Odpor potrubí se správně zvoleným průměrem nepřesahuje 150 Pascalů na běžný metr. Pro usnadnění je převedeme na metry vodního sloupce, to bude 0,015 metru na metr potrubí.

Zbývá jedna proměnná, L, délka potrubí. Jak to správně určit? Není třeba sčítat délku všech potrubí v topném systému. Délka diktovací větve je dostatečná. Toto je potrubí od čerpadla k nejvzdálenějšímu radiátoru. Největší hydraulický odpor má diktovací větev. Je nutné přesně změřit diktující větev, pečlivě ji zobrazit na plánu nebo vypočítat její maximální možnou délku na základě rozměrů domu. Postavme si dlouhou diktující větev 60 metrů.

Dosadíme čísla do tlakového vzorce:

V u2,2d Z x R x L u0.015d 60 x 2 x XNUMX uXNUMXd XNUMX metru vodního sloupce.

Máme tedy dva hlavní parametry našeho systému. Produktivita Q – 0,9 m2 a tlak N – XNUMX metry vodního sloupce. Jejich kombinace se nazývá pracovní bod čerpadla.

Přejděme k výběru konkrétního modelu čerpadla. Katalog produktů Shinhoo obsahuje grafy hydraulických charakteristik čerpadla. Pro náš případ je vhodné čerpadlo BASIC S.

Najdeme graf charakteristik tohoto čerpadla. Na ose X je výkon čerpadla Q, na ose Y tlak čerpadla N. Tři sestupné čáry představují rychlost čerpadla. Nízká je první rychlost, střední je druhá a vysoká je třetí. Čím větší produktivita, tím menší tlak a naopak. Jak je známo, pracovní bod by měl být v oblasti maximální účinnosti. V našem případě to bude odpovídat středu výkonových křivek.

Začněme náš výběr nejmenším čerpadlem v řadě – BASIC S 25-4S. Položíme 0,9 kubických metrů podél osy produktivity, 2 metry podél tlakové osy, dostaneme pracovní bod na grafu (zvýrazněný červeně). Vezměte prosím na vědomí, že jak průtok, tak tlak v bodě, který jsme našli, jsou nad grafem průměrné druhé rychlosti čerpadla. Ve skutečnosti se tedy parametry budou lišit. Musíme posunout pracovní bod k nejbližší horní linii rychlosti čerpadla. Proto ve skutečnosti, aby byl zajištěn maximální možný průtok v systému a zároveň překonán největší odpor, což se děje v nejchladnějších dnech, bude toto čerpadlo pracovat na třetí rychlost. Když se oteplí, radiátory se začnou zavírat, průtok systémem se sníží a provozní bod se odpovídajícím způsobem posune doleva od plánu čerpadla a bude nutné přepnout na druhou rychlost.

Proto volíme čerpadlo BASIC S 25-4S.