Определите полезную мощность насоса в квт
Содержание
Мощность является одной из основных характеристик насоса. В настоящее время под термином «водяной насос» понимается специальное устройство, служащее для перемещения перекачиваемой среды (твердых, жидких и газообразных веществ).
В отличие от водоподъемных механизмов, которые тоже предназначены для перемещения воды, насосный агрегат увеличивает давление или кинетическую энергию перекачиваемой жидкости.
Напор и мощность насоса
Мощность — работа, которую совершает агрегат в единицу времени.
Полезная мощность насоса – мощность, сообщаемая устройством подаваемой жидкой среде. Но прежде чем перейти к понятию мощности необходимо рассмотреть ещё два параметра: подача и напор.
Подача насоса представляет собой количество жидкости, подаваемой в единицу времени и обозначается символом Q.
Напором насоса называется приращение механической энергии, получаемой каждым килограммом жидкости проходящей через насосный агрегат, т.е. разность удельных энергий жидкости при выходе из насоса и входе в него. Другими словами напор устройства показывает, на какую высоту в метрах насос поднимет столб воды.
И, наконец, третьим, интересующим нас параметром является мощность насоса N. Мощность обычно измеряется в киловаттах (кВт).
Полезная мощность насоса Nп – это полное приращение энергии, получаемое всем потоком в единицу времени. Чтобы рассчитать мощность насоса используется формула:
Nп = yQH/102
где y – удельный вес жидкости;
Q – подача насоса;
Н – напор насоса.
Потребляемая мощность насоса N – мощность потребляемая устройством – мощность подводимая на вал устройства от двигателя.
В зависимости от источника информации она ещё может называться:
Мощность на валу насоса Nв – это мощность которую затрачивает центробежный агрегат на то, чтобы покрыть потери энергии
Формула мощности на валу насоса:
Nв =Nп / η = yQH / η
где η — коэффициент полезного действия (КПД насоса)
КПД и потери мощности насоса
Вследствие потерь внутри машины только часть механической энергии, полученной им от двигателя, преобразуется в энергию потока жидкости. Степень использования энергии двигателя измеряется значением полного КПД насоса центробежного типа.
КПД насоса – коэффициент полезного действия – является одним из его основных качественных показателей и характеризует собой величину потерь энергии.
Формула кпд насоса выглядит так:
η = Nп / N
η = ηо * ηг * ηм
ηо — объемный КПД насоса – характеризует объемные потери
ηг — гидравлический КПД – характеризует гидравлические потери
ηм — механический КПД – характеризует механические потери
Расчет КПД насоса показывает возможные потери:
Потери в насосе = 1 – КПД
Анализируя причины возникновения потерь в насосе, можно найти пути к повышению его КПД.
Все виды потерь делятся на три категории: гидравлические, объемные и механические.
Гидравлические потери – часть энергии, получаемой потоком от колеса насоса, затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений при движении потока внутри насосного агрегата, ведут к снижению высоты напора.
Объемные потери – паразитные протечки (утечки) внутри насосной части — в уплотнениях лопастного колеса и в системе уравновешивания осевого давления ведут к уменьшению подачи.
Механические потери – часть энергии, получаемой насосом от двигателя, расходуется на преодоление механического трения внутри агрегата. В машине имеют место: трение колеса и других деталей ротора о жидкость, трение в сальниках и трение в подшипниках. Механические потери ведут к падению мощности всего устройства.
Таким образом, полный КПД центробежного насоса определяется гидродинамическим совершенствованием проточной части, качеством системы внутренних уплотнений и величиной потерь на механическое трение.
Расчет мощности или сколько потребляет насос
Мощность насоса фактически – это мощность сообщаемая ему электродвигателем. Циркуляционные аппараты, установленные в бытовых системах имеют довольно небольшую мощность и как следствие низкое энергопотребление. Фактически такие машины не поднимают воду на высоту, а только способствуют её перемещению далее по трубопроводу преодолевая местные сопротивления такие как изгибы, краны и отводы.
Кроме циркуляционных агрегатов в систему трубопровода могут быть смонтированы насосы для повышения давления.
При использовании в трубопроводе циркуляционного насоса значительно увеличивается эффективность системы отопления дома. К тому же появляется возможность сократить диаметр трубопровода и подсоединить котел с повышенными параметрами теплоносителя.
Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы системы отопления необходимо выполнить небольшой расчет.
Требуется определить необходимую мощность котла – эта величина будет базовой при расчете системы отопления.
Согласно СНиП 2.04.07 “Тепловые сети” для каждого дома существую свои нормы потребления тепла (для холодного времени года, т.е. минус 25 – 30 градусов цельсия).
для домов в 1-2 этажа требуется 173 – 177 Вт/квадратный метр
для домов в 3-4 этажа требуется 97 – 101 Вт/квадратный метр
если 5 этажей и более нужно 81 – 87 Вт/квадратный метр.
Рассчитайте площадь отапливаемых помещений Вашего дома и умножьте на соответствующее этажности Вашего дома значение.
Оптимальный расход воды, рассчитывается по простой формуле:
Q=P,
где Q — расход теплоносителя через котел, л/мин;
Р — мощность котла, кВт.
Например, для котла мощностью 20 кВт расход воды составляет примерно 20 л/мин.
Для определения расхода теплоносителя на конкретном участке трассы, используем эту же формулу. Например, у Вас установлен радиатор мощностью 4 кВт, значит расход теплоносителя составит 4 литра в минуту.
Далее требуется определить мощность циркуляционного насоса. Чтобы определить мощность циркуляционного устройства воспользуемся правилом, на 10 метров длины трассы требуется 0,6 метра напора. Например при длине трассы 80 метров требуется агрегат с напором не менее 4,8 метра.
Следует отметить, что представленный в статье расчет носит справочный характер. Для того чтобы определить мощность центробежного насоса для Вашего дома воспользуйтесь советами наших специалистов или рекомендациями инженеров-теплотехников.
Для того, чтобы обеспечить постоянное функционирование системы отопления желательно установить два насоса. Один агрегат будет функционировать постоянной, второй (установленный на байпасе) – находится в резерве. При поломке или какой-то неисправности рабочего оборудования, Вы всегда сможете отключить его и демонтировать из контура, а в работу вступить резервный механизм. В случае когда монтаж байпасной ветки трубопровода затруднен, возможен другой вариант: один агрегат установлен в системе, а другой лежит в запасе на случай выхода из строя или поломки первого.
Видео по теме
Подбор необходимого насоса осуществляется по каталогу. Из выбранных насосов предпочтения отдаются тем, которые потребляют меньшую мощность и обладают более высоким КПД. Ведь показатели мощности и КПД в дальнейшем определяют затраты на электроэнергию при эксплуатации оборудования.
В дополнение к статье «Мощность насоса. КПД и потери мощности в насосе.» Вам может быть интересно:
Источник
MaxPlant
- Статьи
- Новости
- Питер
- О проекте
- Контакты
Опубликовано 08.02.2018
Гидравлическая мощность насоса
PГ = ρ x g x Q x H [Вт]
ρ — плотность жидкости [кг/м3]
g — ускорение свободного падения [м/сек2]
Q — расход [м3/сек]
H — напор [м]
Для насосов, у которых всасывающий и напорный патрубки имеют одинаковый диаметр и находятся на одном уровне,
напор можно рассчитать по упрощённой формуле:
H = (p2 — p1) / (ρ x g) [м]
p2 — давление на напорном патрубке [Па]
p1 — давление на всасывающем патрубке [Па]
Таким образом, гидравлическая мощность насоса пропорциональна перепаду давления и расходу:
PГ = (p2 — p1) x Q [Вт]
Если диаметр напорного патрубка меньше диаметра всасывающего патрубка, то для расчёта гидравлической мощности
насоса напор необходимо увеличить на величину:
v2 — скорость жидкости в напорном патрубке [м/с]
v1 — скорость жидкости во всасывающем патрубке [м/с]
Q — расход [м3/с]
g — ускорение свободного падения [м/с2]
d2 — внутренний диаметр напорного патрубка [м]
d1 — внутренний диаметр всасывающего патрубка [м]
Если напорный и всасывающий патрубок расположены не на одной линии, то напор нужно ещё увеличить на разницу высот между
двумя патрубками:
ΔH = h2 — h1
Потребляемая мощность насоса
Если вал насоса жёстко соединён с валом двигателя, то потребляемая мощность насоса равна механической
мощности на валу электродвигателя.
PП = PВ
КПД насоса
КПД насоса равен отношению гидравлической мощности к потребляемой:
ηН = PГ / PП
Насос выбирается так, чтобы в рабочей точке его КПД был максимальным (см. рис.).
Механическая мощность на валу электродвигателя:
PВ = ηД x PЭ
ηД — КПД электродвигателя,
PЭ — электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети.
Электрическая мощность, потребляемая 3-х фазным электродвигателем из сети
PЭ = √3 х U х I х cos φ
U — напряжение сети [В]
I — ток, потребляемый электродвигателем [А]
cos φ — косинус угла между векторами тока и напряжения
Выводы: как вычислить КПД насоса
- С помощью специального прибора с токовыми клещами измеряем электрическую мощность PЭ,
потребляемую электродвигателем из сети. Если электродвигатель работает от преобразователя частоты,
то ПЧ сам измеряет мощность и сохраняет это значение в одном из своих параметров - С шильдика электродвигателя списываем его КПД и вычисляем мощность на валу PВ.
На шильдике, конечно, указана и номинальная мощность электродвигателя, но в данном случае нас интересует
мощность электродвигателя в рабочей точке насоса - Если между двигателем и насосом существует жёсткая механическая связь (а не ременная передача, редуктор или муфта
с проскальзыванием), то считаем потребляемую насосом мощность РП равной мощности на валу
электродвигателя РВ - Измеряем перепад давления на напорном и всасывающем патрубках и вычисляем напор (если необходимо, то корректируем его
с учётом разницы диаметров и высот напорного и всасывающего патрубков) - Измеряем расход и рассчитываем гидравлическую мощность насоса РГ
- Вычисляем КПД насоса.
Если КПД насоса оказался ниже, чем вы ожидали, то стоит задуматься о профилактике, ремонте или замене насоса.
Регулирование скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса
Центробежные насосы: кавитация, NPSH, высота всасывания
Источник
Расчет методом вычисления и методом измерения.
Насос представляет собой одно из основных механических устройств, которое используется для перемещения жидкости с определенной скоростью. Единицей эффективности любого устройства передающего энергию на расстояние является его мощность. Обычно мощность измеряется в ваттах (Вт) и киловаттах (кВт), но измерение в лошадиных силах (л.с.) по-прежнему широко используется для измерения мощности высокопроизводительных электрических устройств в США. 1 лошадиная сила (л.с.) приравнивается к 746 Вт.
Быстрая формула
• Мощность потока воды (л.с.) (напор) = минимальная мощность, необходимая для запуска водяного насоса
• TDH = полный скоростной напор = перемещение жидкости по вертикали (в футах) + потеря от трения в трубе
• Q = производительность (расход жидкости в галлонах в минуту)
• SG = удельный вес жидкости (удельный вес воды равен 1)
• Мощность потока воды = TDH ∗ Q ∗ SG / 3960
• Фактическая потребляемая мощность = (мощность потока воды (л.с.)) / (эффективность насоса).
Обычно применяется десятичная система записи чисел (50% → 0,5).
1. Определите требуемый расход.
Необходимый поточный расход перекачиваемой насосом жидкости зависит от потребности вашего проекта. Определите эту величину в галлонах в минуту (gpm=гал/мин).
Результат вычисления необходим для того чтобы определить какие насосы и трубы вам понадобятся.
Пример: Согласно плану орошения, подготовленного садовником, требуемый поточный расход: 10 галлонов в минуту
* Справка: 1 foot (ft) = 1 фут = 0.3048 м ; 50 feet = 50 футов = 15.24 м
2. Измерьте высоту, на которую необходимо перекачивать воду.
Это расстояние по вертикали от верхнего уровня грунтовых вод (или верхнего уровня воды в первом резервуаре) до уровня конечного пункта назначения воды. Не принимайте во внимание расстояние по горизонтали, на которое необходимо перекачивать воду. Если уровень воды изменяется со временем, используйте максимально предолагаемое расстояние. Это «высота подачи воды» (напор), который должен будет создать ваш насос.
Пример: Когда садовый резервуар почти пуст (самый низкий предолагаемый уровень), его уровень воды на 50 футов ниже поверхности сада, который нуждается в поливе
3. Оцените потери от трения в трубе.
Помимо минимального давления, необходимого для перекачивания воды на определенное расстояние, вашему насосу также необходимо преодолеть силу трения, создаваемую при перемещении воды по трубам. Общая сила трения зависит от материала, использованного при производстве труб, внутреннего диаметра и длины трубы, а также от наличия изгибов и способа монтажа. Посмотрите на значения потерь от трения в трубах, в таблицах в приложении. Запишите суммарную потерю трения в футах (это означает количество футов, которое вы «теряете» в высоте подачи воды насосом из-за трения)
* Справка: 1’’ (inch) = 1 дюйм = 2,54 см
Пример: Садовник решает использовать пластиковые трубы диаметром 1 дюйм и нуждается в трубе общей длиной 75 футов (включая длину по горизонтали ). Согласно таблице, на трение в трубах при использовании пластиковых труб диаметром 1 » происходит потеря 6,3 футов напора воды на каждые 100 футов общей длины трубы.
75фт ∗ 6,3 фт напора / 100 фт = 4,7 фт напора
Примем во внимание также потерю от трения в каждом монтажном соединении трубы. Для пластиковой трубы диаметром 1 «, одним 90º коленным разъемом и тремя резьбовыми соединениями потеря соответствует 15 футам.
Суммируя все потери вместе получим общую потерю от трения, которая составит:
4,7 + 15 = 19,7 фута или около 20 футов.
Эти диаграммы часто включают в себя оценку скорости воды, также основанную на её расходе и типе используемых труб. Лучше всего поддерживать скорость ниже 5 футов / с, чтобы предотвратить «гидравлический молот», повторяющуюся стучащую вибрацию, которая может повредить ваше оборудование.
4. Суммируйте вместе высоту подачи воды и потери от трения.
Вертикальное расстояние, которое должна преодолеть вода и потери от трения в трубе составляют «суммарный скоростной напор» или TDH. Это общая нагрузка, которую должен преодолеть насос.
Пример: TDH = вертикальное расстояние + потеря от трения = 50 футов + 20 футов = 70 футов.
Таблица удельного веса элементов
5. Обратите внимание на удельный вес, если вы откачиваете жидкость отличную от воды.
В основной формуле расчета мощности насоса предполагается, что вы перекачиваете воду. Если вы перекачиваете другую жидкость, посмотрите ее «удельный вес» в Интернете или в техническом справочнике. Жидкости с более высокой удельной массой более густые и соответственно требуют от насоса большей мощности.
Пример: В нашем примере садовник перекачивает воду, соответственно удельный вес воды равен 1.
6. Введите эти значения в формулу мощности потока воды.
Мощность потока воды или минимальная мощность, необходимая для запуска насоса, равна TDH∗Q∗SG / 3960
где TDH представляет собой полный скоростной напор в футах, Q — расход жидкости в галлонах в минуту (gpm), а SG — удельный вес (1 для воды). Введите все значения, которые вы определили в эту формулу, чтобы рассчитать мощность водяного насоса для вашего проекта.
Пример: садовый насос должен преодолеть TDH 70 футов и произвести расход Q 10 галонов / мин. В случае перекачивания воды, SG равно 1.
Мощность насоса = TDH∗Q∗SG / 3960 = 70∗10∗1 / 3960 = ~0,18 л.с.
7. Разделите мощность двигателя на эффективность насоса.
Теперь вы знаете, какая мощность вам нужна для обеспечения запуска насоса. Тем не менее не существует механическое устройство на 100% эффективно передающее энергию. После того, как вы выбрали насос, проверьте информацию производителя об эффективности насоса и запишите его как десятичной форме. Чтобы найти фактическую мощность двигателя, необходимого для вашего насоса, разделите мощность потока воды на эту величину.
Пример: для выработки насосом мощности 0,18 л.с. насосу с номинальной эффективностью 50% (или 0,5) действительно потребуется двигатель мощностью 0,18/0,5 = 0,36 л.с.
Большинство современных насосов работают с эффективностью от 50% до 85% при использовании их по назначению. Если вы не можете определить номинальную мощность вашего насоса, вы можете предположить, что фактическая необходимая мощность двигателя находится между — Мощность насоса / 0,5 и Мощность насоса / 0,85.
А также советуем ознакомиться со вторым методом расчета.
Полезные советы
03.04.2018 10:13:20
Источник
Насос является основным элементом отопительной системы. Главная задача устройства – обеспечить принудительную циркуляцию воды по замкнутому контуру. Работа насоса позволяет ускорить перемещение теплоносителя в системе и сделать процесс циркуляции жидкой среды более продуктивным. Есть разные типы оборудования, независимо от их вида, достигается КПД процесса. Но возникает вопрос, какова потребляемая мощность насоса, как ее рассчитать, что сделать, чтобы потребление электричества было умеренным.
Потребление
Насосы
Энергоемкость насосной станции определяется исходя из ее мощности. Производители предлагают насосы разной мощности: от шестисот ватт до полутора киловатт. Это приборы для бытового использования, более мощные системы предназначены для производственного использования. Производительность насоса зависит от объемов перекачиваемой воды и напора.
Насосные оборудования разного типа имеют свои особенности и технические характеристики. Рассмотрим разновидности приборов более детально.
Вопрос энергосбережения становится все более актуальным. Экономить и уменьшать расходы возможно не только с помощью экономных ламп, но и за счет применения энергосберегающих приборов и устройств. Насос циркуляционного типа относится к данной категории. Он применяется для принудительной циркуляции носителя в закрытой системе. Благодаря беспрерывному движению температура носителя остается высокой и не тратится большое количество энергии на повторный нагрев. Это приводит к экономии ресурса.
В конце девяностых прошлого столетия была разработана шкала, позволяющая определить классность энергопотребления. Каждый прибор получил буквенное обозначение от А до G. Техника с маркировкой А считается максимально экономичной, буква G указывает на большое потребление энергии. Но установленная маркировка постоянно совершенствуется: можно встретить обозначение А+, А++ и даже А+++. Что касается насосных станций, в настоящее время они маркируются только буквой А.
Преимуществом циркуляционного насоса является его низкое энергопотребление.
Это объясняется постоянным совершенствованием и улучшением качества работы устройства. В частности, в гидравлике и электродвигателе. К преимуществам циркулярного насоса относят:
- очень быстрый прогрев системы;
- высокая эффективность системы;
- надежность работы;
- простота в эксплуатации.
Существует несколько разновидностей циркуляционного насоса. Они разделяются по принципу работы на мокрые и сухие. Каждый из них имеет свои особенности и преимущества. Устройства способны перекачивать жидкость от двух до ста десяти градусов тепла. Электроника позволяет автоматически регулировать давление в системе. Автоматика помогает усилить точность насоса, реагировать на изменения в отопительной системе.
Лучшими фирмами, предлагающими циркулярные станции, являются Вило и Грундфос.
Предназначение грундфос насоса grundfos – использование в разных системах отопления и для теплого пола. Обогрев, применение циркуляционных насосов для отопления отлично себя зарекомендовало.
Чтобы произвести расчет мощности потребляемой насосами компании, необходимо знать типоразмер устройства: он колеблется в пределах от пяти – двадцати ватт до тридцати двух – шестидесяти ватт. Снизить количество потребляемой электроэнергии возможно за счет применения магнитных роторов, частотного преобразователя, компактного статора.
Характеристика насосов
Вычислить потребление энергии циркулярного насосного оборудования можно путем математических расчетов. Специалисты сравнив энергозатратность обычного циркуляционного насоса и оборудования Альфа2, компании Грундфос, сделали вывод, что последний экономичнее более чем в три раза.
Заслуживает внимания и циркуляционный насос немецкой компании Вило. Преимущества насоса wilo в невысокой потребляемой мощности. Модель расходует от трех до двадцати ватт в час. Класс энергопотребления – А. Данные о текущем расходе энергии и наработанных киловаттах отображаются на удобном дисплее. Насосное оборудование предназначено для отопления и кондиционирования.
Количество потребляемой электроэнергии зависит от типа насосной станции и варьируется в промежутках от половины до полутора киловатт в час. Общее количество израсходованного ресурса зависит от интенсивности использования насосной установки. Чтобы прибор справлялся со своей задачей, необходимо грамотно подобрать оборудование, учитывая конкретную задачу, для которой подбирается оборудование.
В центробежных циркуляционных насосах для продвижения жидкости используется центробежная сила, которая возникает под воздействием рабочего поршня на жидкость. Основное назначение центробежного насоса – обеспечение полива на приусадебных участках. Но кроме этого, перекачиваются агрессивные и абразивные жидкости. Устройства характеризуются продолжительным сроком службы, высоким КПД. Чтобы определить мощность скважинного насоса, нужно рассчитать, какое количество ватт затрачивается за час работы и умножить на время работы за месяц.
Тепловой насос – прекрасное решение для отопления дома. Климат-контроль — самые комфортные характеристики данного типа оборудования. Он незаменим, если в доме нет централизованного газового отопления.
Мощность теплового насоса – основополагающая техническая характеристика.
Она выбирается с учетом теплопотерь, но производить подобные расчеты должен специалист. Существуют специальные формулы, помогающие правильно выбрать оборудование.
Потребление электроэнергии
Нередко можно услышать, что насос потребляет много сколько же это на самом деле?
Циркулярные насосы не поднимают воду из глубины, а просто обеспечивают ее движение в закрытой системе. По этой причине устройства выдают высокую производительность при невысокой мощности, как правило, это шестьдесят – сто ватт. Это примерно столько же, сколько потребляет обычная лампа накаливания.
Потребление электроэнергии насосом, его размер, зависит от многих параметров. Можно найти энергосберегающие модели с электронным наполнением. Они оборудованы электронным частотным регулированием и относятся к А-классу. Устройства способны автоматически налаживать мощность в случае отклонения параметров в сети. Несмотря на более высокую их стоимость, окупается прибор очень быстро.
Прежде, чем мы узнаем, сколько расходуем квт и рассчитаем потребление электроэнергии насосом, необходимо получить информацию о тепловой мощности прибора. Приняты такие показатели:
- частный дом небольшого размера – сто киловатт (0,1 киловатт) на квадратный метр;
- квартира в многоэтажном доме – семьдесят ватт на квадратный метр;
- производственные помещения – от тридцати до пятидесяти ватт на метр квадратный.
Самостоятельно рассчитать нужную тепловую мощность необходимо с учетом назначения, степени теплоизоляции. В интернете предоставлено множество удобных и понятных таблиц.
Рассчитать, сколько электричества потребляет насос, сложно. Учитывается масса аспектов. За час обычный насос потребляет около четырех ватт, за сутки устройство потребляет от сорока до восьмидесяти ватт. Показатели могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от погоды, степени утепления помещения, интенсивности использования.
Правильно подобрать насос можно с учетом таких параметров: производительность, напор, конструкция, эффективность работы. Если затрудняетесь, какому устройству отдать предпочтение, обратитесь за помощью к специалисту.
Источник