Хватит ли насоса котла на 2 этажа теплого пола?

Имеется дом из газобетона. Отопление планируется только тёплыми полами (без радиаторов). Сейчас на первом этаже трубы идут от конденсационного котла (viessmann vitodens 100) напрямую в гребёнку тёплого пола. Дополнительных насосов не установлено. Система работает:

Насос в котле:


Скорость в трубах


Схема первого этажа.


На первом этаже 5 контуров 20мм трубы длины контуров порядка 100м. Так как контуры более-менее сбалансированы дополнительно их не регулировал. Скорость во всех при этом примерно одинаковая.

Теперь хочется сделать тёплый пол на втором этаже, определиться с диаметром и шагом труб. Основной вопрос с которым у меня нет ясности - хватит ли мощности имеющегося насоса.

Попробовал сделать расчёт:
Площадь стен второго этажа 77м2, окон 11,1v2 крыши 125м2, теплосопротивление стен и крыши 0.2Вт/м2*К, окон 1.4Вт/м2*К итого теплопотери второго этажа:

Q = dT*(77*0.2 + 11.1*1.4 + 125*0.2) = 56*dT = 2520Вт

При отапливаемой площади 90м2 удельные теплопотери

q = 2520 / 90 = 28 Вт/м2

Планируется 5 петель при разности температур подачи и обратки 5 вычисляем расход теплоносителя (4187 - удельная теплоёмкость воды):

G = 2520/(5*5*4187) = 0.024 кг/с

Посчитаем скорость воды при 20 и 16мм трубах (внутренние радиусы 8 и 6мм, соответственно)
Площади сечения будут: S16 = п*r^2 = 3.14*0.006*0.006 = 0,000113, S20 = 0.0002
Скорости:
V16 = G/V*p = 0.024 / (0.000113 * 1000) = 0.212 м/с
V20 = 0.024 / 0.2 = 0.12 м/с

В руководствах пишут, что скорость должна быть больше 0.15, то есть, насколько я понимаю в моём случае нужна 16 труба.

А дальне начинается самое интересное. По скорости нужно посчитать потери сопротивления, нормальных таблиц с данными об удельных потерях в трубопроводе 16мм при такой скорости или онлайн калькулятора мне найти не удалось, по грубым прикидкам потери получаются в районе 6.5КПа.

Далее я в ступоре, с одной стороны 0.5 атмосфер ~ 5КПа. На первом этаже труба 20я и сопротивление её, соответственно меньше, можно ли из этого сделать вывод, что имеющегося котла хватит? Что можно сказать о скорости которая получится при подключении второго этажа.

Специалисты по насосам и расчётам отопления (тёплыми полами), проконсультируйте, пожалуйста.

 

Смотрите характеристики насоса в котле и требования по остаточному напору. Если хватает, то нет проблем.
И какие-то у вас сказочные цифры теплопотерь.

 

Потянет ли насос - нужно оценивать всю систему целиком. Если не вдаваться в детали, упрощенно для Вашего случая:
1. Определяем потери на самой нагруженной ветке на первом и втором этажах при заданной дельте.
2. Определяем общий расход на коллекторах первого и второго этажей и общий расход в системе.
3. На основе расхода на коллекторе определяем потери в подводке к коллекторам (на трубе, арматуре).
4. Сравниваем потери по первому и второму этажам, выбираем большее значение.
5. Считаем и прибавляем к выбранному значению общие потери (например потери в обвязке котла и т. п.), таким образом определяем требуемый напор на насосе. 0
6. На основании имеющихся значений напора/расхода подбираем (оцениваем) насос, например:

Если будут вопросы по конкретным пунктам, спрашивайте.
Если навскидку, то в Вашем случае насоса должно хватить без проблем. Если, конечно с теплопотерями не ошиблись.

 

Самое интересно начнется, когда по вашим расчётам всё смонтируют

Термическое сопротивление у стены 5 м2*С/Вт, у окна 0,71 м2*С/Вт вы точно в этом уверены?

Инфильтрация и санитарная норма воздуха ничего не говорят?

 

Что-то мне подсказывает, что расчеты неверные

 

Хватит.

 

Чтоб снять всю мощность с котла на отопление, если потребуется, без НСУ с дельтой на которую по умолчанию ориентируются для ТП, штатного котлового насоса по умолчанию НЕ хватит!

Штатные котловые насосы по умолчанию как для дельты радиаторной СО!

Вам, как и с пеной у рта кричащим, что у них якобы отопление только ТП отлично работает без НСУ, возможно так же хватит для отопления только ТП, если есть запас мощности котла, так же за счет худшего комфорта, как минимум в межсезонье, и постоянной переплаты за энергоносители, в том числе и из-за НЕНУЖНЫХ прибамбасов, косяков с конструктивом ТП, как, судя по фото, почти у всех из-за стадного заблуждения!

 

Очень, жаль, что вместо обсуждения расчётов и вычислений гидравлического сопротивления системы, дискуссий на тему количественного изменения напора при изменившийся производительности и т. п. приходится наблюдать ни чем не подкреплённые, голословные утверждения, делающиеся к тому же столь эмоционально, как в комментарии выше.

Могу я попросить уважаемых участников дискуссии в дальнейшем подкреплять свои выводы какими-либо вычислениями?

 

Поразбирался с гидравлическими расчётами, появилась новая порция вопросов.

Но сначала, всё-таки надо сказать пару слов о теплопотерях, так как этот вопрос вызвал наибольшее количество откликов. Обсуждение теплопотерь первого этажа обсуждалось в этой теме (и, да, вентиляция была учтена). По материалам:
- стена 0.5 метра ytong'a коэффициент теплопроводности 0.09 Вт/м°C, (пруф) то есть для 0.5м будет 0.18Вт/м°C
- крыша 0.2 метра изорок изолайт теплопроводность 0.042 Вт/м°C (пруф) 0.042 / 0.2 = 0.21 Вт/м°C (плюс покрытие крыши плюс внутренняя отделка).
- стеклопакеты 4M1-Ar10-4M1-Ar10-И4 сопротивление теплопередаче 0,71 м°C/Вт (пруф) 1/0.71 = 1.41 Вт/м°C

Надеюсь, мне удалось удовлетворить любопытство аудитории по части теплопотерь, и мы можем перейти к обсуждению насосов.

По теме я решил подойти к задаче с другой стороны. У меня есть насос надо понять с какой скоростью он будет перемещать воду в трубопроводе данной длинны и данного диаметра, после подключения второго этажа. И будет ли при этом расходе достаточно напора, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление в системе.

Для ответа на этот вопрос нужно найти кривую зависимости напора от подачи для данного насоса. На фотографии из первого сообщения видна маркировка Grundfos UP 15-50. К сожалению, мне удалось найти только картинку для насоса ups который имеет три скорости. Уважаемые специалисты, подскажите, пожалуйста, на какую из 3х кривых в этом случае стоит ориентироваться (или может быть вам удастся найти картинку конкретно для моего насоса):


Далее можно попробовать определить, что происходит сейчас, когда работает только первый этаж.

На первом этаже 5 контуров по 100 метров трубы 20мм (внутренний диаметр 16мм), Коэффициент эквивалентной равномерно-зернистой шероховатости трубы 0.004 (пруф).

На расходометрах на фотографии первого сообщения видно, что скорость по ним порядка 3.5л/мин то есть суммарная подача 3.5 * 5 * 60 / 1000 = 1.05 м3/ч. Из графика выше следует, что напор 3.5м то есть 34 320 Па. Или около 7КПа на контур.

Я надеялся получить те же параметры исходя из длины и характеристик труб, но мне это не удалось. Наиболее адекватный онлайн калькулятор, который мне удалось найти: http://www.mathcentre.com.ua/gidravlicheskiy_raschet/index.php при трубе 100м, диаметром 16мм, шероховатости 0.04 и объёме 0.2м3/ч (на один контур). Дал падение давления на 9КПа.

Но там ещё присутствует не понятный мне коэффициент местных сопротивлений, если взять его 0.8 получим ожидаемые 7КПа.

Вооружившись этим калькулятором (и подогнанным под наблюдения коэффициентом) попробуем посчитать, какие напор и подача получатся при подключении второго этажа.

 

Например, если сделать на втором этаже 5 контуров 20мм трубой так же как на первом. При суммарном расходе 1.2 м3/ч получим скорости в контурах ~0.175м/с падение давления на каждом контуре в 3.2КПа и окажемся в точке графика Q=1.2 м3/ч H=3м.

Или если на втором этаже взять 16мм трубу (так же 5 контуров по 100 метров). И взять давление во всех контурах 3.5КПа. Получим расход 0.06 м3/ч для труб второго этажа (при скорости 0.146м/с) и 0.13 м3/ч при скорости 0.183м/с для контура первого этажа. То есть суммарный расход 5*0.6 + 5*0.13 = 0.95 м3/ч при суммарном напоре 3.5 * 10 = 35 КПа. То есть окажемся в той же точке графика что и сейчас (при включенном только первом этаже) Q = 0.95м3/ч Н = 3.5м

Осталось не ясным насколько хорошо работает используемый онлайн калькулятор (какими программами для расчёта пользуются специалисты? Похожи ли их расчёты на те, что получились у меня). И как же всё таки выглядит зависимость напора от производительности именно для моей модели насоса. Так же не ясно где надо учесть подъём на 4м между первым и вторы этажом - окажет ли он существенное влияние на результат вычислений?

Буду благодарен за любые поправки комментарии к вычислениям и рассуждениям.

 

@JustMike, на какой скорости стоит насос?

 

В том то и дело, что я даже не уверен, что там есть регулировка скоростей. Как это можно определить? Фотография насоса имеется в есть первом сообщении.

 

На коробке, куда провод заходит, есть переключатель?

 

Какой коробке - это насос внутри котла, питание идёт к котлу. Как устроено питание насоса внутри котла не разбирая котёл увидеть сложно. На насосе есть маркировка по ней нельзя это определить? (Я бы по умолчанию считал что насос не регулируется)

Вот есть такая фотография, может быть на ней видна, та часть насоса про которую вы говорите:


Кажется, переключателя там нет.

 

@JustMike, считаете неверно.
Во-первых, нужно исходить из остаточного напора, который остается после преодоление гидравлических сопротивлений внутри котла. Эту информацию ищите в паспорте. Или на приложенном скрине. Я уже посмотрел и могу сказать, что при расходе 1 м3/час потери напора могут составить не более 2 метров водяного столба.
Во-вторых, потери напора считаются по контуру с наибольшими гидравлическими потерями. То есть НЕ суммируются из всех контуров. Суммируется только расход.