Cálculo de la presión de la bomba de circulación de calefacción. Calculadora para calcular el rendimiento de una bomba de circulación para calefacción.

Aquí descubrirás:

• ¿Para qué sirve el cálculo de la bomba del sistema de calefacción?
• Selección de una bomba según sus principales características.
• Cómo calcular la bomba de circulación de calefacción a partir de la potencia de la caldera.
• Cómo elegir una bomba de circulación según los datos obtenidos
• Tabla de selección de bombas empíricas
• Cavitación en el sistema de calefacción y en el sistema de suministro de agua.
• Recomendaciones de instalación de bombas

La tarea principal de la bomba de circulación es mejorar la circulación del refrigerante a través de los elementos del sistema de calefacción. El problema del agua ya enfriada que ingresa a los radiadores de calefacción es bien conocido por los residentes de los pisos superiores de los edificios de apartamentos. Situaciones similares están asociadas con el hecho de que el refrigerante en tales sistemas se mueve muy lentamente y tiene tiempo de enfriarse hasta que alcanza las secciones del circuito de calefacción que se encuentran a una distancia considerable.

Al operar sistemas de calefacción autónomos en casas de campo, cuya circulación de agua se lleva a cabo de manera natural, también puede encontrar un problema cuando los radiadores instalados en los puntos más alejados del circuito apenas se calientan. Esto también es una consecuencia de la presión insuficiente del refrigerante y su lento movimiento a través de la tubería. La instalación de equipos de bombeo de circulación permite evitar tales situaciones tanto en edificios de apartamentos como en casas privadas. Al crear a la fuerza la presión requerida en la tubería, tales bombas proporcionan una alta velocidad de movimiento del agua caliente incluso a los elementos más distantes del sistema de calefacción.

La bomba aumenta la eficiencia de la calefacción existente y le permite mejorar el sistema agregando radiadores adicionales o elementos de automatización.

Los sistemas de calefacción con circulación natural de un líquido que transfiere energía térmica muestran su eficacia cuando se utilizan para calentar viviendas de un área pequeña. Sin embargo, si equipa dichos sistemas con una bomba de circulación, no solo puede aumentar la eficiencia de su uso, sino también ahorrar en calefacción, reduciendo la cantidad de energía consumida por la caldera.

Por su diseño, la bomba de circulación es un motor, cuyo eje transmite la rotación al rotor. Se instala una rueda con palas en el rotor, un impulsor. Al girar dentro de la cámara de trabajo de la bomba, el impulsor empuja el líquido calentado que ingresa en la línea de descarga, formando un flujo de refrigerante con la presión requerida. Los modelos modernos de bombas de circulación pueden operar en varios modos, creando diferentes presiones de refrigerante que se mueven a través de ellos en los sistemas de calefacción. Esta opción le permite calentar rápidamente la casa al inicio del clima frío haciendo funcionar la bomba a la máxima potencia y luego, cuando se forme una temperatura agradable del aire en todo el edificio, cambie el dispositivo a un modo de operación económico.

Dispositivo de bomba de circulación para calefacción.

Todas las bombas de circulación utilizadas para equipar sistemas de calefacción se dividen en dos amplias categorías: dispositivos con rotor "húmedo" y "seco". En las bombas del primer tipo, todos los elementos del rotor están constantemente en el medio refrigerante, y en los dispositivos con un rotor "seco", solo una parte de tales elementos está en contacto con el medio bombeado. Las bombas con rotor "seco" difieren en mayor potencia y mayor eficiencia, pero hacen mucho ruido durante el funcionamiento, lo que no se puede decir de los dispositivos con rotor "húmedo", que emiten una cantidad mínima de ruido.

¿Para qué sirve el cálculo de la bomba del sistema de calefacción?

La mayoría de los sistemas de calefacción autónomos modernos que se utilizan para mantener una determinada temperatura en las viviendas están equipados con bombas centrífugas que garantizan la circulación ininterrumpida de líquido en el circuito de calefacción.

Al aumentar la presión en el sistema, es posible reducir la temperatura del agua a la salida de la caldera de calefacción, reduciendo así el consumo diario de gas que consume.

La elección correcta del modelo de bomba de circulación permite un orden de magnitud para aumentar el nivel de eficiencia de operación del equipo durante la temporada de calefacción y proporcionar una temperatura agradable en las habitaciones de cualquier área.

Selección de una bomba según sus principales características.

Las principales características técnicas de cualquier bomba para calefacción son:

Estos parámetros deben asegurar una circulación suficiente del refrigerante para una transferencia eficiente de energía térmica desde la caldera a los radiadores, por lo que deben corresponder tanto a la potencia del sistema en sí como a la resistencia hidráulica en él durante la circulación del refrigerante. Por lo tanto, para realizar la selección correcta de una bomba para un sistema de calefacción, debe conocer ambos valores.

Sus cálculos exactos, que utilizan los especialistas, son bastante engorrosos y complicados. Por lo tanto, con la autoselección, puede usar cálculos simplificados utilizando las fórmulas simples a continuación y los indicadores promedio recomendados que le permitirán seleccionar las características óptimas de la bomba de circulación. Además, casi todo el mundo puede hacer esos cálculos.

Tres opciones para calcular la potencia térmica

Pueden surgir dificultades con la determinación del indicador de potencia térmica (R), por lo que es mejor centrarse en los estándares generalmente aceptados.

Opción 1... En los países europeos, se acostumbra tener en cuenta los siguientes indicadores:

• 100 W / cuadrado - para casas particulares de área pequeña;
• 70 W / m2. - para edificios de gran altura;
• 30-50 W / cuadrado - para viviendas industriales y bien aisladas.

opcion 2... Los estándares europeos son adecuados para regiones con climas templados. Sin embargo, en las regiones del norte, donde hay heladas severas, es mejor centrarse en las normas de SNiP 2.04.07-86 "Redes de calefacción", que tienen en cuenta la temperatura exterior hasta -30 grados Celsius:

• 173-177 W / m2 - para edificios pequeños, cuyo número de plantas no exceda de dos;
• 97-101 W / m2 - para casas de 3-4 pisos.

Opcion 3... A continuación se muestra una tabla mediante la cual puede determinar de forma independiente la potencia térmica requerida, teniendo en cuenta el propósito, el grado de desgaste y el aislamiento térmico del edificio.

Tabla: cómo determinar la producción de calor requerida

Cómo determinar la potencia del sistema de calefacción y el flujo de bomba requerido

La potencia térmica requerida del sistema de calefacción depende de la cantidad de calor que se requiere para una calefacción confortable de la casa y está en proporción directa a su tamaño y las propiedades de aislamiento térmico de los materiales de los que se encuentran sus paredes, techo, techo, piso, Se hacen ventanas, puertas. No es difícil calcular el tamaño de una casa o parte de ella climatizada. Una cinta métrica y una calculadora son suficientes aquí.

Es más difícil calcular con precisión la pérdida de calor a través de estructuras externas, ya que aquí se deben tener en cuenta su material, espesor y características de diseño. Por lo tanto, para un cálculo simplificado, puede usar los valores promedio recomendados de 1-1.5 kW de potencia térmica por 10 m2 de una habitación con calefacción con una altura de techo de hasta 3 m. Si la habitación está bien aislada, entonces puede usar un valor menor, y si no está aislado o no es suficiente, entonces es mejor usar un valor mayor.

Por ejemplo, para una casa bien aislada con un área de 120 m2, se necesitarán aproximadamente 12 kW de energía térmica.Si la selección de una bomba de circulación se realiza para un sistema de calefacción de circulación natural existente, entonces se puede tener en cuenta la potencia de la caldera instalada.

Cálculo de la capacidad de bomba requerida

Una vez que haya decidido la potencia térmica de la calefacción, puede comenzar a calcular el flujo (capacidad) de la bomba de circulación. Para hacer esto, puede usar dos fórmulas simples. El primero de ellos: P = Q / (1,16 x ΔT), (kg / ho l / h) Donde:

• Q– potencia de calefacción previamente calculada (W);
• ΔT es la diferencia entre la temperatura de la tubería de suministro y el "retorno", que para los sistemas convencionales, por regla general, está dentro de los 20 ° C, y para la calefacción por suelo radiante, aproximadamente 5 °;
• 1.16 - coeficiente teniendo en cuenta el calor específico del agua, W × h / kg × о С (para otros refrigerantes (anticongelante, aceite) será algo diferente y, si es necesario, se puede encontrar en libros de referencia o en Internet) .

Otra fórmula: P = 3.6 x Q / (s × ΔT), (l / h) Donde: s es la capacidad calorífica del portador de calor (para agua 4.2 kJ / kg × ° С). Usando cualquiera de estas fórmulas, es posible determinar que, por ejemplo, para un sistema de dos tubos con una potencia térmica de 12 kW, se requerirá una bomba con la siguiente capacidad (suministro): P = 12000 / (1,16 × 20) = 517 l / ho 0,5 m3 / h

Cálculo de la altura requerida para superar la resistencia hidráulica.

Para seleccionar una bomba de circulación para un sistema de calefacción, además de la capacidad, es necesario determinar su altura (presión), que debe crear para superar la resistencia hidráulica existente. Pero primero necesitas conocer la magnitud de esta resistencia. Para un cálculo simplificado, puede usar la fórmula: J = (F + R × L) / p × g (m) Donde:

• L es la longitud de la tubería hasta el radiador más distante (m);
• R es la resistencia hidráulica específica de la sección de tubería recta (Pa / m);
• p es la densidad del refrigerante (para agua - 1000 kg / m3);
• F - aumento de la resistencia en las válvulas de conexión y cierre (Pa);
• g - 9,8 m / s 2 (aceleración de la gravedad).

Los valores exactos de R y F para diferentes tuberías, válvulas de conexión y cierre de diferentes tipos se pueden encontrar en la literatura de referencia. Para nuestro cálculo simplificado, puede utilizar los datos promedio de estos valores obtenidos experimentalmente: R - 100-150 Pa / m (cuanto mayor sea el diámetro de las tuberías y más lisa su superficie interna, menor resistencia); F se puede tomar dependiendo del tipo de accesorios:

• además, hasta el 30% de las pérdidas en una tubería recta, para cada accesorio de conexión en esta sección;
• hasta 20% - para un mezclador de tres vías o dispositivos similares;
• hasta 70% - para el regulador.

También puede utilizar la fórmula propuesta por los especialistas del conocido fabricante de bombas Wilo para el cálculo: J = R × L × k, m Donde: k es el coeficiente que tiene en cuenta el aumento de resistencia en el control y cierre -válvulas de cierre:

• 1.3 - sistemas de calefacción simples con una cantidad mínima de accesorios;
• 2.2 - en presencia de válvulas de control;
• 2.6 - para sistemas complejos.

Debe tenerse en cuenta que si la circulación en un sistema con dos o más circuitos de cableado (derivaciones) será proporcionada por una sola bomba, entonces se debe tener en cuenta su resistencia total para seleccionar su presión. Si cada circuito está provisto de una bomba separada, entonces el cálculo de la potencia térmica y la resistencia de cada uno de ellos debe realizarse por separado. El número de pisos de un edificio, al calcular la presión, no juega un papel importante. Porque en un sistema de calefacción cerrado, la columna de líquido de la línea de suministro se equilibra con la columna de "retorno".

Número de velocidades de la bomba de circulación

La mayoría de los modelos modernos de bombas de circulación están equipados con la capacidad de ajustar la velocidad del dispositivo. La mayoría de las veces, estos son modelos de tres velocidades, con los que puede ajustar la cantidad de calor que ingresa a la habitación. Entonces, con una fuerte ola de frío, la velocidad de la bomba aumenta y, en caso de calentamiento, se reduce para que la temperatura del aire en las habitaciones sea cómoda para vivir.

Para el cambio de marcha, hay una palanca especial ubicada en el cuerpo del dispositivo. Los modelos de bombas de circulación son muy populares, equipados con un sistema de control automático de la velocidad del dispositivo, dependiendo del cambio en la temperatura del aire exterior.

Cabe señalar que esta es solo una de las opciones para este tipo de cálculos. Algunos fabricantes utilizan un método de cálculo ligeramente diferente al seleccionar una bomba. Puede pedirle a un especialista calificado que realice todos los cálculos, informándole de los detalles del dispositivo de un sistema de calefacción específico y describiendo las condiciones para su funcionamiento. Normalmente, se calculan los indicadores de carga máxima a los que funcionará el sistema. En condiciones reales, la carga en el equipo será menor, por lo que puede comprar de manera segura una bomba de circulación, cuyas características son ligeramente más bajas que los indicadores calculados. No es recomendable la compra de una bomba más potente, ya que esto generará costos innecesarios, pero el sistema no mejorará el rendimiento.

Una vez obtenidos todos los datos necesarios, se deben estudiar las características presión-flujo de cada modelo, teniendo en cuenta las diferentes velocidades de funcionamiento. Estas características se pueden presentar en forma de gráfico. A continuación se muestra un ejemplo de dicho gráfico, en el que también se marcan las características calculadas del dispositivo.

Con este gráfico, puede seleccionar un modelo adecuado de una bomba de circulación para calefacción de acuerdo con los indicadores calculados para el sistema de una casa privada en particular.

El punto A corresponde a los indicadores requeridos y el punto B indica los datos reales de un modelo de bomba específico, lo más cerca posible de los cálculos teóricos. Cuanto menor sea la distancia entre los puntos A y B, mejor será el modelo de bomba adecuado para las condiciones operativas específicas.

Control de velocidad de la bomba de circulación

Las velocidades de la bomba son la capacidad del instrumento para variar el rendimiento. Es fácil conocer la disponibilidad de modos: no se indicará una potencia en la descripción, sino varias (generalmente tres).

Leer más: Cómo calcular un aerogenerador usando las fórmulas

De la misma forma, la velocidad de rotación y la productividad se indican en tres versiones. Por ejemplo: 70/50/35 W (potencia), 2200/1900/1450 rpm (velocidad de rotación), cabezal 4/3/2 m.

Hay modelos que cambian automáticamente la velocidad de trabajo (y por tanto el rendimiento), en función de la temperatura ambiente.

Hay un interruptor especial en el cuerpo de la bomba para cambiar el modo. Se recomienda a los modelos manuales que establezcan el modo de potencia máxima y lo reduzcan si es necesario. En dispositivos automáticos, solo necesita quitar el regulador de la cerradura.

La presencia de modos de velocidad no es solo para aumentar la comodidad. También está económicamente justificado. Un dispositivo de modo puede ahorrar hasta un 40% de energía en comparación con uno convencional.

La mayoría de los modelos de bomba de circulación tienen una función para ajustar la velocidad del dispositivo. Como regla general, estos son dispositivos de tres velocidades que le permiten controlar la cantidad de calor que se envía para calentar la habitación. En el caso de una fuerte ola de frío, la velocidad del dispositivo aumenta y, cuando se calienta, se reduce, mientras que el régimen de temperatura en las habitaciones sigue siendo cómodo para permanecer en la casa.

Para cambiar la velocidad, hay una palanca especial ubicada en la carcasa de la bomba. Los modelos de dispositivos de circulación con un sistema de control automático de este parámetro en función de la temperatura exterior del edificio tienen una gran demanda.

Para cambiar la velocidad, hay una palanca especial ubicada en la carcasa de la bomba. Los modelos de dispositivos de circulación con un sistema de control automático de este parámetro en función de la temperatura exterior del edificio tienen una gran demanda.

La mayoría de los modelos de bomba de circulación tienen una función para ajustar la velocidad del dispositivo. Como regla general, estos son dispositivos de tres velocidades que le permiten controlar la cantidad de calor que se envía para calentar la habitación.En el caso de una fuerte ola de frío, la velocidad del dispositivo aumenta y, cuando se calienta, se reduce, mientras que el régimen de temperatura en las habitaciones sigue siendo cómodo para permanecer en la casa.

Cómo calcular la bomba de circulación de calefacción a partir de la potencia de la caldera.

A menudo sucede que la caldera se compró por adelantado y los elementos restantes del sistema se seleccionan más tarde, centrándose en los indicadores de potencia del calentador declarados por el fabricante. A menudo, se compra una bomba de circulación para la modernización de los sistemas de calefacción de circulación natural a fin de garantizar la posibilidad de acelerar el movimiento del refrigerante.

Si se conoce la potencia de la caldera, utilice la fórmula: Q = N / (t2-t1)

Q - caudal de la bomba en metros cúbicos / h;

N es la potencia de la caldera en W;

t2 - temperatura del agua en grados Celsius a la salida de la caldera (entrada al sistema);

t1 - en la línea de retorno.

¿Cómo calcular la resistencia hidráulica?

Para no contar manualmente, use nuestra calculadora.

Ya se ha discutido que la selección de una bomba de circulación para el sistema de calefacción está directamente influenciada por un parámetro tan importante como la resistencia hidráulica, que es creada por elementos individuales del sistema de calefacción, le permite calcular la altura de succión de la bomba y, como resultado, permite elegir un modelo de equipo en términos de potencia y presión generada. Para calcular la succión de la bomba (indicada por la letra H), use la siguiente fórmula:

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

Los parámetros utilizados en esta fórmula se muestran en la tabla.

Los valores R1 y R2 que se aplican a esta tabla deben seleccionarse de una tabla de información especial.

Los valores de la resistencia hidráulica que crean varios dispositivos utilizados para equipar sistemas de calefacción generalmente se prescriben en la documentación técnica para ellos. Si no hay tal información en el pasaporte del dispositivo, puede tomar las lecturas aproximadas de la resistencia hidráulica (ver tabla).

Existen tablas de información especiales que le permiten conocer la resistencia hidráulica de casi cualquier elemento del equipamiento de los sistemas de calefacción.

Conociendo la altura de succión, para cuyo cálculo se utiliza la fórmula anterior, puede seleccionar rápidamente una bomba de circulación de acuerdo con su potencia y averiguar su altura requerida.

Cómo elegir una bomba de circulación según los datos obtenidos

Después de completar los cálculos y determinar los principales parámetros (caudal y presión), procederemos a la selección de una bomba de circulación adecuada. Para ello, utilizamos gráficos de sus características técnicas (B), que se pueden encontrar en el pasaporte o en las instrucciones de funcionamiento. Dicho gráfico debería tener dos ejes con los valores de altura (normalmente en m) y caudal (capacidad) en m3 / h, l / ho l / s. En este gráfico trazamos los datos obtenidos durante el cálculo, en la dimensión adecuada y en su intersección encontramos el punto (A). Si está por encima de la curva característica de la bomba (A3), entonces este modelo no nos conviene. Si el punto cae en el gráfico (A2) o está debajo de él (A1), entonces esta es una opción adecuada. Pero hay que tener en cuenta que si el punto es sensiblemente más bajo que el gráfico (A1), entonces esto significa que la bomba tendrá una reserva de marcha excesiva, lo que tampoco es práctico, ya que consumirá más electricidad y su coste también lo hará. será más alto que el modelo, el gráfico característico que será lo más cercano posible a nuestro punto.

Hay modelos de bombas que no tienen una, sino 2-3 velocidades.Los gráficos de sus características no tendrán una, sino, respectivamente, 2 o 3 líneas. En este caso, la selección de la bomba debe hacerse de acuerdo con el cronograma de la velocidad que se utilizará o teniendo en cuenta todas las líneas si se utilizan todas las velocidades.

¿Qué más influye en la elección?

La selección de una bomba para un sistema de calefacción, además de sus principales parámetros (presión y caudal), puede verse influenciada por algunos otros factores, por ejemplo, tales como: fabricante, mano de obra, durabilidad, temperatura máxima de funcionamiento, coste, etc. A menudo están relacionados. Las bombas de calidad fiables, "Wilo", "DAB", "Lowara", "Ebara" y "Pedrollo" suelen tener un coste elevado. Los modelos chinos o domésticos, por regla general, son mucho más baratos, pero no hay garantía de su confiabilidad y funcionamiento a largo plazo. Aquí todo depende de la elección personal: o un producto confiable de alta calidad a un precio más alto o una bomba de circulación más barata pero menos confiable, que pronto tendrá que cambiarse. A veces, para ahorrar dinero, compran Grundfos o Wilo usados. A menudo, normalmente funcionan durante más tiempo que los chinos nuevos, pero si se compran a especialistas de confianza, que pueden ofrecer una cierta garantía.

Otro parámetro técnico que puede ser importante a la hora de elegir una bomba de circulación es la temperatura máxima permitida para su funcionamiento, que también debe estar en su pasaporte o instrucciones de funcionamiento. Esto es especialmente importante si la bomba se va a instalar en un sistema de calefacción con una caldera de combustible sólido en la tubería de suministro. La temperatura de funcionamiento máxima permitida, en este caso, debe ser de al menos 110 ° C. Sin embargo, si se instalará en la línea de retorno, entonces este parámetro no es tan importante, ya que la temperatura del refrigerante en este lugar rara vez supera los 70 ° C.

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Tabla de selección de bombas empíricas

Nota: en la tercera columna, el primer número es el diámetro de las boquillas, el segundo es la altura de elevación.

Con los datos proporcionados, puede seleccionar fácilmente el dispositivo adecuado para un funcionamiento estable y a largo plazo sin muchos problemas.

Cavitación en el sistema de calefacción y en el sistema de suministro de agua.

La cavitación es un proceso durante el cual se forman moléculas de vapor en un sistema de calefacción debido a una disminución de la presión. Tal proceso tiene lugar si el caudal de fluido disminuye o aumenta en las tuberías.

Cavitación del sistema de calefacción

Si el sistema de calefacción se caracteriza por temperaturas demasiado bajas o demasiado altas, este fenómeno puede tener un efecto negativo. El vapor que se forma se acumula en burbujas y, si estallan, dañan el material del que están hechas las tuberías u otros componentes del sistema de calefacción.

Un dispositivo seleccionado correctamente y un cálculo realizado correctamente de la potencia de la bomba de circulación de calefacción garantizarán que el funcionamiento del sistema de calefacción y el sistema de suministro de agua sea más eficiente.

Si no puede realizar de forma independiente operaciones tales como calcular una bomba para calefacción, o si duda de su exactitud, es mejor confiar este asunto a un profesional en este campo. El especialista no solo ayudará a elegir una bomba o hacer cálculos, sino que también se ocupará directamente de la instalación de la bomba.