Циркуляционный насос.

Статьи

Циркуляционные насосы. Характеристика. Виды.

Циркуляционный насос – это специализированный насосный агрегат, который предназначается для закрытых систем горячего/холодного водоснабжения и отопления. Циркуляционный насос позволяет жидкости обращаться в замкнутом контуре «по кругу», что благоприятно сказывается на теплоотдаче теплоприемников в системах отопления. Насосы данного типа помогают поддерживать постоянство температуры воды в замкнутых системах горячего водоснабжения. Поскольку циркуляционные насосы работают непрерывно, то к ним предъявляются достаточно высокие требования, такие как: надежность, простота, малое энергопотребление, бесшумность.

Циркуляционные насосы функционально отличаются от обычных насосов, предназначенных для перекачивания жидкости. Связано это с тем, чт о в циркуляционных системах закрытого типа не допускается присутствие каких-либо вредных примесей. Циркуляционные насосы в системах применяются для отопления зданий, включая высотные, для охлаждения технологического оборудования, а также для повышения давления и напора циркулирующей воды.

Основным назначением циркуляционного насоса является увеличение скорости протекания воды, либо другой жидкости в системе подачи или отвода тепла. Благодаря этому, повышается коэффициент теплопередачи, а система эффективнее реагирует на температурные колебания теплоносителей, т.е. происходит упрощение процесса регулирования.

Дополнительным положительным эффектом при установке циркуляционного насоса является возможность использования труб в системе меньшего диаметра с меньшим условным проходом, а это значит, что в трубопроводе замкнутой системы будет находиться меньшее количество воды, что приведет к снижению инерционности всей системы в целом, снижению затрат на поддержание температуры воды.

Вообще, существует принципиальная разница между работой насосов при обычном перекачивании воды, и работой насосов в замкнутых системах.

При перекачивании воды из емкости в емкость (т.е. простом перекачивании), насос должен преодолеть не только потери на трение в трубопроводах, но и затратить энергию напора на то, чтобы «продавить» различные местные сопротивления, такие как: столб жидкости в трубе, фильтрующие нагрузки, создание противодавления.

Для циркуляционного контура характерно постоянное движение воды в трубопроводе. При этом, потеря напора в такой системе складывается лишь из потерь, связанных с трением в трубопроводах и местных потерь на сопротивление отдельных элементов циркуляционных сетей. Таким образом, на протяжении всего времени работы насоса, потери напора остаются практически постоянными, при условии, что не берется в расчет сопротивление, которое возникает в результате постепенного нарастания отложений в трубопроводе. Т.е. скорость движения жидкости в трубопроводе, в первую очередь, будет зависеть от работы циркуляционного насоса.

Для регулирования скорости потока воды в системе, электродвигатели циркуляционных насосов оборудованы ступенчатыми регуляторами скорости вращения двигателя.

Среди насосов для повышения давления в циркуляционных системах, отдельно можно выделить бустерные насосы серии БА. Принцип действия этих насосы немного отличается от обычных циркуляционных насосов. Насосы серии БА предназначаются для повышения давления в циркуляционных системах промышленных предприятий и высотных зданий.

История появления циркуляционных насосов достаточно интересна.

После изобретения инженером Г. Баукнехтом закрытого герметичного электродвигателя, в 1929 году В.Оплендером была разработана конструкция «ускорителя циркуляции». Такой ускоритель представлял собой пропеллер (рабочее колесо аксиального типа), установленный в колене трубы и приводившийся в движение при помощи вала электродвигателя. Вал, при этом, герметизировался путем использования сальниковых уплотнений. Впоследствии, тип уплотнений изменялся, а подобные «ускорители» изготавливались вплоть до 1995 года. Это были первые «насосы с сухим ротором».

Слабым местом конструкции «ускорителя циркуляции» Оплендера являлось сальниковое уплотнение, которое, из-за материала самого сальника и из-за износа вала, приходилось постоянно набивать, шлифовать или менять. Решение проблемы с сальниками предложил швейцарский инженер Рютчи, который изобрел «бессальниковый» насос для применения в системах циркуляции. Здесь, установка электродвигателя производилась непосредственно в корпус колена трубы, по которому проходила вода. При этом, конструкиця герметизировалась, а вода выполняла роль смазки. Таким образом, был изобретен первый «насос с мокрым ротором», который производился с 1952 года.

Впоследствии, вместо колена трубы, как в первой, так и во второй конструкции насоса стала использоваться так называемая «улитка», которая дала толчок для развития и определила конструкцию современных циркуляционных насосов.

Итак, развитие циркуляционных насосов шло по двум направлениям и вылилось в два принципиально разных типа насосов:

1. Насосы циркуляционные с «мокрым ротором».

Главная особенность конструкции насосов данного типа состоит в том, что закрепленный на валу ротор электродвигателя (3) работает при полном погружении в воду. Благодаря этому, смазываются графитовые или керамические подшипники (4), а двигатель охлаждается. Опорный подшипник крепиться к ротору при помощи фиксатора (6). Однако, статор, который находится по напряжением, отделен от перкачиваемой воды специальной гильзой (2), которая изготавливается из ненамагничивающейся нержавеющей стали толщиной от 0,1 до 0,3мм. Сама гильза прикреплена к корпусу насоса через уплотняющую прокладку. На торце корпуса (7) электродвигателя устанавливается заглушка, которая предназначается для удаления воздуха из гильзы. Изготавливаемое из полимерных композитных материалов рабочее колесо (5) устанавливается на валу при помощи шпильки или штифта. Вал, который приводит в действие рабочее колесо, может быть изготовлен либо из нержавеющей стали, либо из металлокерамики. Схема насоса с мокрым ротором в разрезе представлена на рисунке 2.

Сейчас, все большее распространение получают насосы с мокрым ротором, у которых вал, подшипники и ротор собраны в единый блок, который называется «картуш». Такая конструкция исключает места застоя воздуха в корпусе и помогает удалить его при запуске насоса.

Насосы циркуляционные с мокрым ротором практически не требуют технического обслуживания, отличаются бесшумной работой, оптимальным соотношением подачи и напора. Однако, такие насосы ограничены в производительности. Это связано с тем, что при больших диаметрах ротора становится сложно герметизировать гильзу, отделяющую статор от жидкости.

Насосы с мокрым ротором могут быть оснащены, в зависимости от желаемой мощности, однофазным или трехфазным электродвигателем. В зависимости от производительности они могут иметь либо резьбовое, либо фланцевое крепление к трубопроводу.

Классическими представителями насосов «с мокрым ротором» являются насосы серий: ЦВЦ-Т, «Циркуль», иностранные Grundfos UPS и Wilo-Stratos-D.

ВАЖНО! Устанавливать циркуляционные насосы с мокрым ротором необходимо так, чтобы вал насоса находился в строго горизонтальном положении.

2. Насосы циркуляционные «с сухим ротором».

Насосы данного типа чаще всего используются для перекачивания больших объемов воды под большим напором. Принципиальное их отличие от насосов с мокрым ротором состоит в том, что здесь существует необходимость использования уплотнения двигателя, отделяющее его от перекачиваемой жидкости. Уплотнения, на момент написания статьи, могут быть двух видов:

– Сальниковое уплотнение – самое распространенное уплотнение вала. Недостатком такого уплотнения является срок годности, который составляет, при активной эксплуатации, не более двух лет. Однако, при низкой нагрузке на сальниковое уплотнение и вал, срок службы можно увеличить.

– Скользящее торцевое уплотнение – по сути представляет собой два кольца с тщательно пришлифованными поверхностями, при помощи пружин прижатые друг к другу. Эти кольца вращаются относительно друг-друга при вращении вала. Под действием давления воды, находящейся в системе циркуляции, между поверхностями скольжения колец образуется тонкая пленка воды, благодаря которой и происходит герметизация насоса. В качестве материала для изготовления колец применяют графит, керамику либо нержавеющую сталь. Стоит отметить, что при использовании таких насосов, особое внимание нужно обращать на условия эксплуатации (перегрев, сухой ход, повышенные обороты электродвигателя), степень загрязненности воды и запыленность окружающего воздуха. Микроскопические частицы грязи и пыли способны повредить поверхности колец, что приведет к разгерметизации.

ВАЖНО! Для всех насосов с сухим ротором характерно разрушение уплотняющих поверхностей при работе в режиме «сухого хода». Не допускайте отсутствия жидкости в циркуляционной систем, её засорения или разгерметизации.

Насосы с сухим ротором по типу исполнения могут быть:

– Вертикальными (насосы «in line») – насосы, которые имеют расположенные на одной оси и имеющие одинаковый проход всасывающий и нагнетательный патрубки. Электродвигатель, приводящий в движение рабочее колесо здесь расположен вертикально. Это, например, насосы серии 1КМЛ.

– Горизонтальными – насосы, всасывающий патрубок которых располагается на торце так называемой «улитки», а нагнетательный патрубок радиально размещен на обейчатке её корпуса. Здесь, двигатель прикреплен к насосу в горизонтальном положении. Как пример, приведем насосы серии 1КМ.

Теперь рассмотрим насос вертикального типа с торцевым уплотнением более подробно (рисунок 4):

Здесь, вал насоса (6), на котором находится рабочее колесо (7), приводится в движение электродвигателем через муфту (3). Вода, поступающая через горловину рабочего колеса в осевом направлении, меняет его на радиальное в каналах рабочего колеса. При этом, центробежные силы, воздействующие на каждую частицу жидкости, вызывают повышение статического давления и скорости. После прохождения рабочего колеса жидкость собирается в корпусе насоса (4), выполненном в виде спирали («улитка»). Благодаря спиральной конструкции корпуса, скорость движения жидкости замедляется, а статическое давление возрастает.

Принципиально, теми же словами можно описать работу любого современного центробежного насоса.

Характеристики и критерии выбора циркуляционного насоса

1 Циркуляционные насосные установки устройство и принцип функционирования

В замкнутых отопительных системах требуется принудительная циркуляция горячей воды. Эту функцию выполняют циркуляционные насосы, которые состоят из металлического мотора либо ротора, присоединенного к корпусу, изготавливаемого чаще всего из нержавеющей стали. Выброс теплоносителя обеспечивается крыльчаткой. Она располагается на валу ротора. Вся эта система приводится в действие электрическим двигателем.

Также в конструкции описываемых установок имеются следующие элементы:

запорный и обратный клапаны;
проточная часть (обычно ее делают из бронзового сплава);
термостат (он предохраняет насос от перегрева и обеспечивает экономичное функционирование устройства);
таймер работы;
разъем (штекерный).

Насос при монтаже в систему отопления производит втягивание воды, а затем ее подачу за счет центробежной силы в трубопровод. Указанная сила образуется тогда, когда крыльчатка производит вращательные движения. Циркуляционный насос будет работать эффективно только при условии, что создаваемый им напор без затруднений справляется с сопротивлением (гидравлическим) различных компонентов системы обогрева (радиатора, непосредственно трубопровода).

Как работает агрегат

Принцип действия циркуляционного агрегата очень схож с работой дренажного насоса. Если этот прибор установить в отопительную систему, то он будет вызывать движение теплоносителя за счёт захватывания жидкости с одной стороны и нагнетания её в трубопровод с другой стороны. Всё это происходит за счёт центробежной силы, которая образуется в процессе вращения колеса с лопастями. В ходе работы прибора давление в расширительном баке не изменяется. Если требуется повысить уровень теплоносителя в отопительной системе, устанавливают повышающий насос. Циркуляционный агрегат только способствует преодолению водой силы сопротивления.

Схема установки прибора выглядит так:

На трубопроводе с горячей водой, поступающей от нагревателя, устанавливается циркуляционный насос.
На отрезке магистрали между насосным оборудованием и нагревателем монтируется пропускной клапан.
Трубопровод между пропускным клапаном и циркуляционным насосом соединяется байпасом с обратным трубопроводом.

Такая схема установки подразумевает выброс теплоносителя из прибора только в том случае, если агрегат заполнен водой. Чтобы длительно удерживать жидкость в колесе, на конце трубопровода сооружается приёмник, оборудованный обратным клапаном.

Циркуляционные насосы, используемые в бытовых целях, могут развивать скорость теплоносителя до 2 м/с, а агрегаты, применяемые в промышленной области, ускоряют теплоноситель до 8 м/с.

Стоит знать: любой вид циркуляционного насоса работает от электросети. Это довольно экономичное оборудование, поскольку мощность двигателя у крупных производственных насосов составляет 0,3 кВт, а у приборов бытового назначения – всего 85 Вт.

Выбираем место

При монтаже такого агрегата необходимо выбрать способ его врезки с учетом того, что в дальнейшем устройство нужно будет обслуживать. Помимо этого требования есть и другие моменты, которые влияют на выбор места для установки.

Раньше его врезали в обратку – чтобы рабочая область омывалась охлажденной уже водой, и тем самым продлевался срок эксплуатации устройства. Сейчас производители выпускают насосы с деталями, узлами из материалов, не боящихся воздействия горячей воды. Поэтому их можно устанавливать не только в обратный, но также в подающий трубопровод.

Нужно определиться, куда именно вы будете врезать устройтво.

Чтобы повысить давление теплоносителя, его стоит установить на участке трубы подачи воды, разместив поближе ко входу в систему расширительного бака. Это обеспечит поддержание высоких температур.

Перед установкой на байпас (перемычку, отрезок трубы между прямой и обратной подводкой теплоносителя) надо проверить, выдерживает ли устройство сильный напор горячей воды.

При наличии мембранного бачка, насос на байпасе врезают в обратный трубопровод, предпочтительно поближе к расширительному бачку. Когда же доступ к устройству будет затруднен, его можно установить на подающий трубопровод, туда же врезать и обратный клапан.

4 Схемы и стандарты монтажа насосного оборудования своими руками

Установка циркуляционных насосов производится двумя способами. Первая схема подключения агрегата – двухтрубная. Такой способ подключения описывается высоким перепадом температур в системе и переменным расходом теплоносителя. Вторая схема – однотрубная. В этом случае перепад температур в системе отопления будет незначительным, а расход носителя постоянным.

Установленный циркуляционный насос

Подключение насоса своими руками выполняют по инструкции, которая прилагается к агрегату. В ней указывается и порядок монтажа функциональной арматурной цепочки. Перед установкой насоса не забудьте слить из системы всю воду. Нередко возникает необходимость и в ее очистке. В период эксплуатации отопительного котла на внутренних поверхностях труб собирается немало мусора, который ухудшает технические показатели системы.

Специалисты советуют размещать циркуляционную установку перед котлом – на обратке. Делается это для того, чтобы исключить риск закипания отопительной системы открытого типа из-за вакуума, который создается при монтаже насоса на подаче. Кроме того, если вы установите циркуляционный агрегат на обратке, безаварийная его эксплуатация будет существенно увеличена благодаря тому, что он станет функционировать при пониженных температурах.

Сама процедура установки насоса выглядит так:

Делаете обвод (на профессиональном сленге – байпас) на участке, где будет размещаться насос. Диаметр байпаса всегда берется немного меньшим по сравнению с сечением основной трубы.
Монтируете (строго по горизонтали) вал насосного устройства, сверху размещаете клеммную коробку.
Ставите краны (шаровые) с обеих сторон насоса.
Устанавливаете фильтр. Без этого приспособления эксплуатировать оборудование не рекомендуется.
Размещаете автоматический (как вариант – ручной) выпускной клапан над обводной линией. Это устройство позволит вам осуществлять прочистку воздушных пробок, регулярно образующихся в системе.

Далее на участке входа-выхода циркуляционного агрегата ставится арматура (запорная). Для открытой системы отопления дополнительно необходим расширительный бачок (в закрытых комплексах не ставится). Финальный этап монтажных работ – обработка хорошим герметиком всех без исключения узлов соединения различных элементов системы.

Основные разновидности

Все циркуляционные насосы для систем отопления делятся на два конструктивных типа: устройства с «сухим» ротором и насосы циркуляционные с «мокрым» ротором.

В циркуляционных насосах первого типа, что понятно уже из их названия, ротор не контактирует с жидкой рабочей средой – теплоносителем. Крыльчатка таких помп отделена от ротора и статора уплотнительными стальными кольцами, прижимающимися друг к другу при помощи специальной пружины, компенсирующей износ этих элементов. Герметичность данного уплотнительного узла в процессе работы насоса обеспечивает тонкая прослойка воды между стальными кольцами, формирующаяся за счет разницы между давлениями в системе отопления и во внешней среде.

Циркуляционные насосы для отопления с «сухим» ротором отличаются достаточно высокими КПД (89%) и производительностью, но есть у гидромашин данного типа и недостатки, в том числе сильный шум при работе и сложность в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Как правило, насосами данного типа оснащают отопительные системы промышленного назначения, в бытовых системах обогрева они используются достаточно редко.

Одноступенчатый циркуляционный насос с «сухим» ротором

Циркуляционный насос для систем отопления, оснащенный ротором «мокрого» типа, – это устройство, крыльчатка и ротор которого находятся в постоянном контакте с теплоносителем. Рабочая среда, в которой происходит вращение ротора и крыльчатки, выполняет роль смазки и охлаждающей жидкости. Статор и ротор насосов данного типа изолируются друг от друга при помощи специального стакана, изготовленного из нержавейки. Такой стакан, внутри которого располагаются вращающиеся в среде теплоносителя ротор и крыльчатка, защищает обмотку статора, находящуюся под напряжением, от попадания на нее рабочей жидкости.

КПД насосов данного типа довольно невысокий и составляет всего 55%, но технических возможностей такого устройства вполне достаточно для того, чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя в системах обогрева домов не слишком большой площади. Если говорить о достоинствах циркуляционных насосов с «мокрым» ротором, то к ним следует отнести минимальное количество шума, издаваемого при работе таких устройств, высокую надежность, простоту в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте.

Читайте также: Солнце на крыше

Циркуляционный насос «мокрого» типа

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами. При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов. Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

Как подключить циркуляционник к электричеству через стабилизатор

Здравствуйте. Моя ситуация, насос 25 х 60 стоит сразу после электрокотла на 6 квт, далее магистраль из трубы 40 мм идёт в баню (там три стальных радиатора) и возвращается к котлу; после насоса ответвление вверх, далее 4 м, вниз, окольцовывает дом 50 кв. м. через кухню, далее через спальню, где удваивается, потом зал, где утраивается и вливается в обратку котла; в бане ответвление 40 мм вверх, выходит из бани, входит на 2 этаж дома 40 кв. м. (там два чугунных радиатора) и возвращается в баню в обратку; на второй этаж тепло не пошло; идея установить второй насос в бане на подачу после ответвления; общая длина трубопровода 125 м. Насколько решение правильное?

Идея правильная — слишком длинная трасса для одного насоса.

Проведение работ

Правильная установка насоса в систему отопления частного дома требует выполнять работы, соблюдая определенные правила монтажа. Один из них – врезка по обеим сторонам от циркуляционного агрегата шаровых кранов. Они могут понадобиться впоследствии при демонтаже насоса и обслуживании системы.

Обязательно нужно установить фильтр – для дополнительной защиты устройства.

Обычно качество воды оставляет желать лучшего, а попадающиеся частички могут повредить компоненты агрегата.

Сверху на байпасе вмонтируйте клапан – неважно, ручной он будет или автоматический. Он нужен для стравливания периодически образующихся в системе воздушных пробок

Клеммы следует направлять строго вверх. Само устройство, если оно принадлежит к мокрому типу, нужно монтировать горизонтально. Если этого не сделать – омываться водой будет только его часть, как следствие – повредится рабочая поверхность. В этом случае присутствие насоса в отопительном контуре бесполезно.

Циркуляционный агрегат и крепления нужно расположить в отопительном контуре закономерно, в правильной последовательности.

Перед началом работ слейте из системы теплоноситель. Если давно не чистили – произведите очистку, несколько раз промыв ее.

Сбоку основной трубы в соответствии со схемой вмонтируйте байпас – П-образный отрезок трубы со встроенным в его середину насосом и шаровыми кранами по бокам. При этом надо учитывать направление движения воды (оно отмечено стрелкой на корпусе циркуляционного устройства).

Каждое крепление и соединение надо обрабатывать герметиком – чтобы предотвратить утечку и сделать более эффективной всю конструкцию.

После закрепления байпаса заполните отопительный контур водой и проверьте его способность к нормальному функционированию. Если обнаружатся погрешности в работе или неисправности – их нужно устранять немедленно.

Как устроены циркуляционные насосы

Циркуляционный насос относится к центробежному типу приборов. Механизм агрегата заключен в корпус, который может быть выполнен из любого нержавеющего металла либо ударопрочного пластика. Корпус состоит из двух половинок. С одной стороны расположен электрический двигатель, с другой стороны находится камера для перекачки теплоносителя. Полости камеры оснащены выпусками. Они могут быть резьбовые или фланцевые.

Главный рабочий узел – крыльчатка, насаженная на керамический ротор. Вращаясь от привода – электрического двигателя, в трубопроводной магистрали отопительной сети она создает направленный поток рабочей жидкости. Все технические характеристики устройства зависят от конструкции, габаритов, внешних данных крыльчатки, скорости ее вращения.

Посредством выпусков помпа присоединяется к водяной магистрали. С одной и с другой стороны агрегат крепится к трубам через быстроразъемное соединение. Обычно этим соединением служит штуцер с накидной гайкой. Фланцевое соединение крепится четырьмя болтами с гайками, плоскими и пружинными шайбами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка из паронита либо термостойкой резины.

ВНИМАНИЕ! На разъеме, где соединяются две половинки, выполнены два отверстия для дренажа. Через них отводится конденсат, скапливающийся в статорной половине электрического двигателя

Закрывать дренажные отверстия категорически запрещено! Совершая монтаж теплового оборудования, также необходимо помнить, что крыльчатка должна располагаться в составе отопительной системы строго горизонтально. Саму помпу можно устанавливать в любом положении трубопровода относительно горизонтальной оси. Она может располагаться на горизонтальном участке трубопровода, вертикальном, под любым углом к горизонту. Но ось крыльчатки должна быть ориентирована строго в горизонтальной плоскости!

3 О выборе оборудования и правилах его самостоятельного расчета

Ключевым показателем, определяющим эффективность работы циркуляционного насоса, является его мощность. Для бытовой системы отопления не нужно пытаться приобрести самую высокомощную установку. Она будет лишь сильно гудеть и впустую расходовать электричество.

Монтированный циркуляционный насос

Вам нужно грамотно рассчитать мощность агрегата на основании таких данных:

показатель напора горячей воды;
сечение труб;
производительность и пропускная способность нагревательного котла;
температура теплоносителя.

Расход горячей воды определяется просто. Он равняется показателю мощности отопительного агрегата. Если у вас, например, стоит газовый котел на 20 кВт, воды за час будет расходоваться не более 20 л. Напор циркуляционного агрегата для системы отопления на каждые 10 м труб составляет около 50 см. Чем длиннее трубопровод, тем более мощный насос нужно приобретать

Здесь сразу стоит обращать внимание и на толщину трубных изделий. Сопротивление перемещению воды в системе будет более сильным, если вы монтируете малые по сечению трубы

В трубопроводах диаметром полдюйма расход теплоносителя составляет 5,7 л за минуту при общепринятой (1,5 м/с) скорости перемещения воды, диаметром 1 дюйм – 30 л. А вот для труб сечением 2 дюйма расход будет уже на уровне 170 л. Всегда подбирайте диаметр труб таким образом, чтобы вам не пришлось переплачивать лишних денег за энергоресурсы.

Расход непосредственно насоса определяется следующим соотношением: N/t2-t1. Под t1 в этой формуле понимают температуру воды в оборотных трубах (обычно она равняется 65–70 °С), под t2 – температуру, которую обеспечивает агрегат отопления (не менее 90°). А литерой N обозначается мощность котла (это значение имеется в паспорте оборудования). Напор насоса устанавливается по принятым в нашей стране и Европе стандартам. Считается, что 1 кВт мощности циркуляционного агрегата вполне достаточно для качественного обогрева 1 квадрата площади частного жилища.

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Принудительное движение теплоносителя в системе водяного отопления обеспечивает циркуляционный насос, способный перекачивать жидкость температурой 110…115 °С. В частных домах и квартирах с индивидуальными источниками тепла применяются малошумные аппараты бытовой серии с муфтовым присоединением, оснащенные «мокрым» ротором (якорь двигателя омывается и охлаждается протекающей водой).

Если вы решили самостоятельно подобрать насос для отопления, учтите 3 основных критерия:

Технические характеристики – производительность, рабочее давление.
Присоединительные и габаритные размеры.
Цена изделия, популярность бренда.

Рассмотрим по пунктам, как правильно выбрать циркуляционный насос для радиаторной системы, теплых полов и первичного котлового контура.

Самые «ходовые» модели насосных агрегатов

Производители предлагают широкий выбор оборудования разной мощности, предназначенного для перекачки жидких сред с различными параметрами. Но нас интересуют только проточные модели, работающие в сетях домашнего отопления и горячего водоснабжения.

Как отличить циркуляционные агрегаты от центробежных и других видов насосов:

по форме – электрический мотор и крыльчатка установлены в одном корпусе, патрубки выходят по бокам нижней части (не посередине);
по наличию «мокрого» ротора, значительно снижающего шум вращения крыльчатки;
2 типоразмера монтажной длиной 130 и 180 мм;
условный проход патрубков — 15, 20, 25 и 32 мм, присоединение — муфтовое (резьбовое);
паспортное давление – 0.4, 0.6 и 0.8 Бар.

Указанные параметры легко выяснить по маркировке изделия. Пример: цифры в названии Wilo Star-RS 15/4 обозначают внутренний диаметр соединительных патрубков 15 мм (Ду 15) и напор 4 м водного столба (0.4 Бар). Пример второй: аппарат Grundfos ALPHA2 25-60 подключается к трубам Ду 25 и развивает давление 0.6 Бар (6 метров).

Справка. Обычно производители выпускают расширенные линейки изделий. Немецкий бренд Wilo предлагает циркуляционные нагнетатели, располагающие напором 2, 4, 6, 7 и 8 м. вод. ст. Но «ходовыми» моделями все равно остаются «четверки» и «шестерки», реже – «восьмерки».

Конечно, существуют и более мощные насосы, чей напор достигает 1…10 Бар, но в частных жилищах таковые не применяются. Маленькие агрегаты длиной 130 мм с патрубками ½ и ¾ дюйма обычно ставятся внутри котлов, большие (18 см, 1 и 1 ¼») – врезаются в отопительные магистрали.

Способы подбора насоса

Самый правильный путь – сделать полноценный гидравлический расчет и точно определить основные параметры насоса – развиваемый напор и производительность. Именно так проектируется централизованное теплоснабжение многоквартирных домов и промышленных зданий.

Инженерной расчетной методикой владеют далеко не все мастера, занимающиеся монтажом автономных водяных систем, что уж говорить о рядовых домовладельцах. Как можно подобрать циркуляционный насос для отопления более простым способом:

В случае замены старого изношенного агрегата приобретается новый с аналогичными параметрами. На первый план выходит цена и качество изделия.
Заказать проект домашней отопительной системы инженеру–теплотехнику. Ниже мы поясним преимущества данного варианта.
Самому рассчитать потребный напор насоса по упрощенной методике.
Поверить многолетней практике наших экспертов и купить аппарат, руководствуясь их советами.

Котельная, сделанная нашим экспертом Владимиром Сухоруковым. Удобный доступ есть ко всему оборудованию, в том числе к насосам

Рекомендации экспертов. В загородных домах и квартирах площадью до 250 м² вполне достаточно бытового насоса, развивающего давление 4 м водного столба или 0.4 Бар. На квадратуру 250…500 м² лучше купить более мощный агрегат с напором 6 м (0.6 Бар), свыше 500 м² – 8 м. вод. ст.

Заказ инженерных расчетов и разработки схемы стоит денег, но окупится с лихвой. Когда вы монтируете отопление самостоятельно либо нанимаете работников, комплектующие и оборудование приобретается с приличным запасом – на всякий случай. Толковый проектировщик четко обоснует, почему нужно поставить насос небольшой мощности и трубу меньшего диаметра. В результате выйдет экономия на материалах, а в дальнейшем — затратах на электричество.

Разновидности насосов, применяемых в схемах автономного теплоснабжения

Если вы доверяете только цифрам либо захотите проверить монтажников, выбирайте насос отопления по собственным вычислениям, пользуясь приведенной ниже методикой. Не забудьте сверить расчетные характеристики агрегата с рекомендациями экспертов – результат наверняка выйдет аналогичным.

Расчет характеристик насоса

Отопление работает эффективно, когда все батареи или греющие напольные контуры получают необходимое количество тепла. То есть, насосная установка должна обеспечивать требуемый расход теплоносителя на каждом участке системы, преодолевая гидравлическое сопротивление труб, фитингов и арматуры.

Перед тем как выбрать насос, нужно рассчитать его производительность по формуле:

G – массовый расход теплоносителя, кг/ч;
Q – общая нагрузка на отопление, Вт;
Δt – разность между температурой воды в подающей и обратной линии, при расчетах обычно принимается равной 20 °С.

Справка. Поскольку плотность воды мало изменяется при нагреве в пределах 100 градусов, в упрощенных вычислениях массовый расход принимается равным объемному. Пример: G = 300 кг/ч = 300 литров в час.

Тепловую нагрузку можно высчитать скрупулезно, пользуясь методикой СНиП. Здесь мы не станем усложнять задачу и просто возьмем количество теплоты по площади.

Например, на обогрев двухэтажного дома квадратурой 200 м², расположенного в средней полосе, понадобится 22 кВт теплоты. Отсюда несложно посчитать расход теплоносителя и требуемую производительность насоса: G = 0.86 х 22000 / 20 = 946 кг/ч = 0.95 т/ч = 0.95 м³/ч.

Сразу предлагается выяснить сечение и диаметр основной магистрали, идущей от котла, куда планируется установить насос:

F – площадь поперечника трубы, м²;
ʋ — скорость движения воды, принимается 0.5…1 м/с.

Чем ниже скорость течения воды, тем меньше сопротивление трению о стенки труб, арматуры и фитингов.

Берем значение 0.6 м/с и определяем сечение магистрали: F = 0.95 / 3600 х 0.6 = 0.00044 м². Дальше через формулу площади круга рассчитываем диаметр прохода – 0.024 м или 24 мм. Соответственно, внутренний размер трубы и присоединительных штуцеров насоса равен 25 мм.

Выяснив необходимую производительность перекачивающего устройства, переходим к вычислению располагаемого давления. Расчеты проведем отдельно для радиаторной сети, напольного обогрева и котлового контура обвязки.

Отопительная схема с батареями

Задача насоса – продавить нужный объем теплоносителя по трубам от первого до последнего радиатора. Ему препятствует сила трения жидкости о стенки, сопротивление от сужения протока в регулировочных вентилях и поворотов на фитингах.

Чтобы узнать величину сопротивления, которое должен преодолеть циркуляционный агрегат, предлагаем воспользоваться упрощенной формулой:

H – искомый перепад давлений в метрах водного столба;
R – удельное сопротивление трению, считается в м. вод. ст. на 1 метр погонный трубопровода;
L – протяженность наиболее длинной ветви отопления, измеряется от источника тепла до последнего радиатора;
Z – коэффициент местных сопротивлений.

Замечание. Формула сильно упрощена, инженерный расчет гидравлики гораздо сложнее. Зато она позволяет правильно подобрать отопительный насос для бытовых условий. Мы проверили альтернативный вариант — онлайн-калькуляторы, размещенные на различных интернет-ресурсах. Получив разницу между результатами 30%, делаем вывод: лучше посчитать напор вручную.

Как производятся вычисления:

Поскольку насос создает одинаковое давление на входе в каждую ветвь отопления, выбираем самую протяженную линию и определяем ее длину в метрах. Это показатель L в формуле. При двухтрубной системе учитываются обе линии – обратная и подающая.
Удельное сопротивление R принимаем равным 150 Па/м или 0.015 м водного столба на 1 м. п. магистрали (для пластиковых труб).
Если проток через батареи регулируется термостатическими клапанами, берем коэффициент Z = 2.2. Вариант второй: радиаторы оборудованы шаровыми кранами и балансировочными вентилями, тогда Z = 1.5.

Наибольшее сопротивление течению воды оказывают трехходовые клапаны и вентили с термоголовками

Рассчитываем потребное давление и выбираем подходящую модель нагнетателя.

Совет. Длина линии тупиковых и кольцевых схем считается одинаково – плюсуем протяженность подачи и обратки. Для однотрубной «ленинградки» берем общую длину кольца. Если на момент расчета схема отсутствует, протяженность определяется по внутренним габаритам дома: размер I этажа + высота потолка + ширина II этажа.

Просчитаем давление по нашему примеру. Длина L по габаритам здания равна (10 + 3 + 10) х 2 = 52 м, Z = 2.2. Потребный напор составит 0.015 х 52 х 2.2 = 1.716 ≈ 1.7 м. Прибавим запас 1 м на неучтенные сопротивления самого котла и дополнительного оборудования, получаем 2.7 м водяного столба.

На графике, прилагаемом к паспорту насоса, отмечаем линию производительности и напора, затем выбираем подходящую модель, в данном случае — марка Wilo Star-RS 25/4.

Как видите, результаты расчетов не противоречат советам экспертов: насоса давлением 0.4 Бар вполне достаточно, чтобы заставить циркулировать воду по сети отопления двухэтажного дома площадью 200 квадратов. Для лучшего понимания предлагаем посмотреть ход расчетов на видео:

Важный момент. В современных нагнетательных устройствах зачастую предусмотрено 3—7 режимов работы, а в инструкции нарисовано столько же графиков. Для расчета выбирайте характеристику, соответствующую средней скорости (вторая – третья).

Петли теплых полов

Обычно теплоноситель подается в напольные контуры отдельным насосом, работающим в паре с подмешивающим клапаном. При этом максимальная протяженность петли не превышает 100 метров, фасонные детали отсутствуют. Местные сопротивления – термостатический вентиль коллектора и смесительный трехходовой (или 2-ходовой) клапан.

Для расчета вполне подходит предыдущий алгоритм:

Выясняем количество контуров, максимальную длину трубы и общий расход теплоносителя через гребенку. Все вычисления по теплым полам мы подробно расписали в отдельной публикации.
Берем самую длинную петлю и считаем по ней требуемое давление насосного агрегата, пользуясь приведенной выше формулой. Подставляем аналогичные значения R, L и Z.
Подбираем насос для петель напольного обогрева по графику, представленному в паспорте изделия.

Пример. Возьмем тот же двухэтажный дом с тепловой нагрузкой 22 кВт и расходом воды 0.95 м³/ч, максимальная длина петли – 80 м. Значение R принимаем 0.015, Z – 2.2, тогда напор H = 0.015 х 80 х 2.2 = 2.64 м. Сопротивление магистрали не учитываем, поскольку котел оснащен собственным насосом. Значит, окончательное давление коллекторного агрегата – минимум 2.64 м.

Заметьте: увеличивая протяженность петель до 100 м, вы поднимаете планку давления насоса, что приведет к повышению расхода электроэнергии. Проверяем: H = 0.015 х 100 х 2.2 = 3.3 м. Рисуем на диаграмме соответствующую горизонтальную линию и выбираем любую модель, чей график размещен выше. Ближайший агрегат — Wilo Star-RS 25/6.

Котловой контур

Как известно, в схемах обвязки твердотопливных котлов предусматривается установка отдельного насоса, гоняющего воду по малому кольцу через трехходовой клапан либо буферную емкость. Идентичный принцип применяется в системе первичных/вторичных колец, где к основному контуру подключены линии радиаторного отопления, теплых полов и бойлера ГВС.

Насос, качающий воду по основному кольцу, практически не испытывает сопротивления – магистраль короткая, минимум фитингов и арматуры. Поэтому напор основного агрегата зачастую меньше, чем давление вторичных нагнетателей, отправляющих теплоноситель к приборам отопления.

Важный нюанс. Главное — обеспечить нужный расход воды в основном контуре, соответствующий мощности теплогенератора. Для выбора модели насоса двигайтесь тем же путем – узнайте требуемый объем теплоносителя по производительности котла и посчитайте располагаемый напор. Подробная инструкция представлена на видео:

Выбор по размерам

Вы наверняка заметили — в ассортименте фирм есть агрегаты с одинаковыми характеристиками, но разными габаритами и размерами патрубков. Как выбирать внешние параметры насоса:

Для монтажа на трубопроводах, байпасах и смесительных узлах напольного обогрева используются стандартные нагнетатели длиной 180 мм. «Коротыши» 130 мм ставятся внутри теплогенераторов либо на магистралях в сильно ограниченном пространстве.
Диаметр присоединительных патрубков подбирается под сечение основного трубопровода. Увеличение типоразмера допустимо, уменьшение – категорически не рекомендуется. То есть, на трубопровод Ду 25 можно ставить агрегат со штуцерами 32 мм.
Насосы с патрубками Ø32 мм применяются на первичных кольцах и котловых контурах, а также в модернизируемых самотечных системах.

Рабочие характеристики насосов не зависят от их монтажной длины – 130 или 180 мм

Примечание. Размеры готовых байпасов, продающихся в магазинах, подогнаны под стандартный насос монтажной длиной 18 см.

Число скоростей нагнетателя особой роли не играет. В домашних условиях вполне достаточно 3 режимов, оптимальная скорость – вторая. Воздух из агрегатов стравливается через боковой винт, поэтому не стоит покупать изделия с отдельным воздухоотводчиком.

Производители и цены

Невзирая на широкий ассортимент насосов в магазинах, по-настоящему качественный продукт выбрать нелегко. Рынок наводнен китайским товаром и подделками известных брендов. Для начала перечислим популярных на территории СНГ производителей:

Высшая ценовая категория – Grundfos (Дания), Wilo (Германия). Цены на оригинальных «немцев» стартуют от 75 евро, «Грюндфос» серии UPS – 65 евро.
Средняя категория – DAB, Aquario (Италия), Sprut (качественный Китай). Стоимость агрегатов различных моделей колеблется в пределах 40—100 евро.
Прочие дешевые насосы (Oasis, Neoclima, «Вихрь», «Калибр» и так далее до бесконечности). Цена – от 20 евро за штуку.

Новейшая разработка – «умный» насос Grundfos Alpfa-3, передающий информацию на смартфон и помогающий балансировать систему

Замечание. Вполне вероятно, что мы не включили некоторые весьма достойные изделия в высшую либо среднюю ценовую категорию. Здесь указаны самые распространенные бренды.

Чем отличаются недорогие и контрафактные насосы от качественных нагнетателей:

срок службы – 1…3 отопительных сезона;
номер изделия нанесен только на наклейку, корпус агрегата чистый;
перекачивающие устройства из одной партии часто идут с одинаковыми номерами;
по весу подделка заметно отличается от оригинала (она легче);
агрегат низкого качества начинает шуметь и пищать, отработав 1 сезон в закрытой системе отопления, сильно греется корпус.

Иногда поддельные насосы отопления неотличимы от оригинала, только цена вдвое ниже. Секрет – в алюминиевой обмотке, удешевляющей себестоимость продукта. Как проверить: найдите на официальном сайте компании массу оригинальной модели и сравните с рыночным экземпляром. Скорее всего, осведомленный продавец откажется взвешивать контрафактный аппарат либо сразу признает неизвестное происхождение товара.

Заключительный вывод

Выбирая циркуляционный насос для отопления дома, важно не ошибиться с характеристиками и не гнаться за дешевизной. Недостаточный напор приведет к слабому прогреву дальних батарей, чрезмерный – к появлению шума в радиаторах и быстрому износу нагнетательного агрегата. Последний совет по выбору производителя: если хотите сэкономить, лучше отыщите брендовый оригинал б/у, он прослужит дольше нового дешевого «китайца».

Насос циркуляционный для отопления — особенности, специфика работы, критерии выбора

Система отопления частного дома является одним из базовых элементов жизнеобеспечения. От ее эффективности зависит комфорт и уют владельца и его семьи. Работоспособность отопительного контура определяется множеством факторов, из которых большую роль играет циркуляционный насос. Он регулирует скорость движения теплоносителя, определяет режим функционирования радиаторной системы и нагревательного котла.

Отсутствие насоса делает отопление зависимым от естественных физических процессов. Если при монтаже были допущены ошибки, циркуляция теплоносителя без насоса станет невозможной. делая неработоспособной весь отопительный контур. В условиях нашей страны этот вопрос обладает принципиальной важностью и заслуживает внимательного рассмотрения.

Что это такое?

Система отопления представляет собой замкнутый контур, основой которого является нагревательный котел. Он подключается в разрыв отопительного контура. Из котла выходит нагретый теплоноситель (прямая линия), проходит по кругу, отдавая тепловую энергию, и возвращается обратно в котел (обратная линия или обратка). Скорость движения воды в системе определяет эффективность ее работы и расход топлива на нагрев. Чем активнее движется теплоноситель, тем меньше он остывает. Это дает возможность снизить подачу топлива.

Если скорость перемещения низка, в систему устанавливают циркуляционный насос. Он создает напор, толкающий воду в необходимом направлении с заданными параметрами. Циркуляция жидкости стабилизируется, становится равномерной и регулируемой. Необходимо учесть, что большинство современных отопительных котлов оснащено собственными циркуляционными насосами. Однако, их мощности часто недостаточно, особенно при сложной, разветвленной конфигурации радиаторного контура. Многие пользователи от одного нагревателя питают не только радиаторную систему, но и теплый пол, что также создает заметное сопротивление и требует дополнительных мощностей.

Виды и характеристики

Циркуляционный насос — это устройство центробежного типа, рабочее колесо которого производит забор и выброс жидкости в заданном направлении. Как и все подобные устройства, он работает на всасывание и нагнетание с одинаковой эффективностью. Учитывая специфику использования, эти качества для него являются основными.

Существует две основные разновидности циркуляционных насосов:

С мокрым ротором

Рабочее колесо этих насосов устанавливается непосредственно на вал двигателя. Корпус насоса герметичен, а на валу ставят сальник, защищающий от протечек. Для бытовых систем такие конструкции считаются наиболее подходящими, так как не создают шума во время работы. Кроме того, насосы с мокрым ротором способны самостоятельно удалять воздушные пробки, а жидкость обеспечивает смазку и охлаждение электродвигателя;

С сухим ротором

Насос и двигатель представляют собой два отдельных узла, соединенных при помощи муфты или фланца. Такие конструкции предназначены для работы в крупных отопительных системах, так как могут перекачивать большие объемы жидкостей. Основным недостатком сухих насосов является высокий уровень шума во время работы, что недопустимо в домашних условиях.

Насосы: 1-С мокрым ротором 2-С сухим ротором

Основные технические характеристики циркуляционных насосов:

Производительность. Это величина, показывающая количество теплоносителя, перекачиваемого насосом в единицу времени. Определяет способность установки обеспечить заданную скорость движения жидкости для имеющегося объема системы;
Напор. Часто их путают, но это ошибочный подход. Напор показывает, на какую высоту способен данный насос поднять столб жидкости. Для отопительных систем домов в несколько этажей такой показатель очень важен, так как гидравлическое сопротивление в контурах высоко и его надо преодолеть;
Мощность двигателя. Этот показатель важен потому, что недостаточная мощность не позволит насосу выполнять свои задачи, а избыточная заставит трубы сильно шуметь;
Максимальная температура. Поскольку речь идет об отопительной системе, теплоноситель горячий. Если насос не способен работать в таких условиях, его заклинит, появятся протечки и другие проблемы. Необходимо учитывать, что при вращении детали устройства нагреваются, и дополнительный подъем температуры для них иногда становится чрезмерной нагрузкой.
Присоединительные размеры. монтаж насоса несложен, но для него нужны соответствующие элементы. Их следует подбирать сразу после покупки насоса, чтобы не оказаться в сложном положении во время монтажа;
Производитель. Этот фактор не настолько заметно влияет на работу системы, но продукция известных и надежных фирм значительно долговечнее и не создает таких проблем, как изделия малоизвестных компаний.

Достоинства и недостатки

К достоинствам относятся:

Способность нормализовать работу системы, организовать равномерное и стабильное движение теплоносителя.
Возможность изменить режим работы, что позволяет экономить топливо.
Высокая скорость движения позволяет в короткий срок нагреть помещение.
Некоторые недостатки конструкции трубопроводов могут быть исправлены после запуска циркуляции.
Надежность, способность работать в сложных условиях.
Прочность, нетребовательность, длительный срок службы.
Возможность выбрать модель, доступную по цене и подходящую по характеристикам.

Недостатки устройств:

Для работы насоса необходимо подключение к сети электропитания.
Увеличивается расход электроэнергии, Что потребует дополнительных расходов.
При внезапном отключении питания циркуляция теплоносителя прекращается.
Приобретение и установка прибора в систему также потребуют определенных расходов.

Критерии выбора

Перед тем, как идти в магазин, следует составить себе список параметров системы— объем жидкости, перепады высот, количество радиаторов, протяженность и т.п. Эти данные позволят свериться с характеристиками установки и выбрать наиболее подходящий экземпляр. Прежде всего, надо составить список параметров самого котла, так как он обеспечивает начальные условия работы отопительного контура. Надо руководствоваться правилом максимального соответствия — если прибор уступает требованиям системы, его нельзя покупать — не справится. Избыточность характеристик также вредна — появится шум. Необходимо постараться отыскать оптимальный вариант, позволяющий удовлетворить потребности отопительного контура без излишней мощности или напора.

Производительность насоса вычисляется по формуле:

Q = 0,86 x P/dt, где

Q — производительность насоса (расчетная);
P — мощность системы (тепловая);
dt — разница температур на выходе и на входе котла.

Полученное значение нельзя рассматривать как окончательное. Надо сделать поправку на высоту системы, иначе реальная производительность будет намного меньше.Не следует считать, что высота системы может быть уравновешена обраткой. На практике всегда имеется гидравлическое сопротивление, созданное радиаторами, узлами поворота, разветвлениями и прочими компонентами системы. Как правило, для двухтрубной системы (простая петля без разветвлений) производительность вычисляется умножением высоты на коэффициент 0,7-1,1 (в зависимости от длины и количества радиаторов), а для коллекторной системы коэффициент выше — 1,16-1,85.

В паспорте насоса есть графики, демонстрирующие его производительность на разных скоростях. Надо отыскать такой вариант, где расчетное значение и высота подъема будут примерно посередине. Это положение называется «средней точкой». Если расчетные параметры находятся в ней, устройство будет работать в оптимальном режиме.

Заключение

Циркуляционные насосы являются необходимыми и важными элементами отопительной системы частного дома. Оптимальным способом монтажа является обратная линия, где температура теплоносителя намного ниже, чем на выходе из котла.

Выбирая насос, следует обращать внимание на его параметры:

Мощность
Максимальная температура

Следует в первую очередь рассматривать продукцию известных и надежных фирм. Они дороже, но эти расходы всегда оправдываются. По утверждениям специалистов и рядовых пользователей, правильно выбранный циркуляционный насос практически не нуждается в обслуживании и обеспечивает длительную службу без сбоев.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор циркуляционного насоса для отопления

«Умный» циркуляционный насос в системе отопления: особенности и преимущества

Материал подготовлен при участии экспертов компании Wilo.

Прошедший зимний отопительный период с сильными морозами, внезапными оттепелями и частыми переходами через 0 мог выявить все плюсы и минусы в работе системы отопления загородного дома. В результате, в зависимости от эффективности работы оборудования, домовладельцы или потратили на обогрев коттеджа запланированные средства, либо переплатили и задумались, как уменьшить затраты в следующем отопительном сезоне.

Существует несколько способов модернизировать систему отопления и, тем самым, снизить эксплуатационные расходы в долгосрочном периоде. Один из них — оснастить «инженерку» циркуляционным насосом, гибко подстраивающимся под постоянно меняющиеся условия эксплуатации. Разбираемся в вопросе с помощью инженера компании-производителя циркуляционных насосов.

В чём заключаются особенности современной системы отопления.
Для чего нужен циркуляционный насос с интеллектуальной системой управления.
На чём основан принцип работы циркуляционных насосов с электронной системой регулирования.
Какая экономическая выгода от использования «умного» циркуляционного насоса.

Особенности современной системы отопления загородного дома

В зависимости от региона, отопительный период в нашей стране в среднем длится 6-7 месяцев. Т.к. цены на энергоносители всё время растут, среди владельцев загородных коттеджей увеличивается интерес к строительству энергоэффективных домов, т.е. зданий, где все энергопотери сведены к минимуму. Практика показывает, что при грамотном подходе к процессу возведения такого дома (основанном на теплотехническом расчёте) средства, потраченные на его строительство, возвращаются в виде снижения затрат на оплату энергоносителей.

Но зачастую при этом из вида упускается один важный момент — возведение энергоэффективного, а значит, экономичного дома, требует решения целого комплекса задач. Помимо утепления, монтажа системы вентиляции с рекуператором, для минимизации расходов нужно повысить эффективность работы системы отопления.

Отопительная «инженерка» загородного коттеджа включает в себя самое разнообразное оборудование. Это — твердотопливные, газовые, электрические или дизельные котлы, система тёплого пола или настенные радиаторы с термостатическими головками и т.д. Поэтому отопительная система загородного дома оснащается циркуляционными насосами.

Зачастую в отопительную систему устанавливают обычные (нерегулируемые) циркуляционные насосы, всё время работающие на постоянной скорости оборотов или имеющие ступенчатую регулировку напора теплоносителя в 2-3 диапазонах.

Такие насосы могут иметь устаревшую конструкцию и неэффективно работающий двигатель. Это приводит к значительному перерасходу денежных средств. Чтобы этого избежать, систему отопления можно модернизировать, установив в неё «умный» циркуляционный насос.

Преимущества циркуляционного насоса с интеллектуальной системой управления

Нерегулируемые насосы систем отопления потребляют большое количество электроэнергии, т.к. в течение всего отопительного периода они постоянно работают на максимальном режиме. В то время как фактически большую часть времени отопительная система работает в режиме неполной нагрузки.

Например, при внезапном потеплении (это нередко происходит среди зимы) пользователь понижает температуру теплоносителя и его напор, т.к. от отопительных приборов не требуется повышенная теплоотдача. Также от системы отопления не требуется максимальная эффективность работы в начале и в конце отопительного сезона, когда на улице только установилась прохладная погода, а сильные морозы ещё не пришли. При смене дня и ночи, при отъезде из дома на работу днём, когда с помощью термостатических головок, установленных на радиаторах, можно понизить температуру в помещениях и, тем самым, сэкономить средства на отоплении.

Т.е., в течение всего отопительного сезона от циркуляционного насоса требуется максимальная производительность лишь ограниченный период времени. Следовательно, насос должен гибко подстраиваться под постоянно меняющиеся условия эксплуатации и личные предпочтения людей, проживающих в доме.

Насосы старого поколения позволяют вручную выбирать одну из нескольких постоянных частот вращения (обычно двух или трех). Зачастую такие насосы могут работать на максимальной скорости, даже если все радиаторы перекрыты. Это приводит к неоправданно высокому энергопотреблению.

Современные «умные» циркуляционные насосы оборудованы высокоэффективными моторами с автоматическим регулированием мощности. Это оптимизирует гидравлические параметры насоса при всех режимах работы системы отопления и, особенно, в режимах неполной нагрузки, что позволяет ощутимо снизить расходы на электроэнергию.

Дополнительная экономия электроэнергии обеспечивается путем активации автоматического режима снижения частоты вращения и функции Dynamic adapt. Это функция непрерывной динамической подстройки рабочей точки в зоне частичной загрузки насоса.

За счет постоянной адаптации рабочей точки насоса, а также функции автоматического удаления воздуха, использование электронных насосов позволяет избежать возникновения шумов в системе, что особенно важно для жилых помещений

Принцип работы циркуляционных насосов с электронной системой регулирования

Как уже говорилось выше, в нашем климатическом поясе наблюдаются значительные колебания температуры окружающей среды. Независимо от погодных условий, пользователю требуется обеспечить постоянную комфортную температуру воздуха в жилых помещениях.

При низких температурах, как правило, все радиаторы открыты, требуется максимальная подача теплоносителя. При росте температуры на улице часть радиаторов прикрывается – через систему проходит меньшее количество теплоносителя.

Современные «умные» циркуляционные насосы способны подстраиваться под меняющуюся нагрузку системы. Электронная система управления насоса позволяет автоматически изменять частоту вращения мотора, в зависимости от состояния системы (количества открытых радиаторов). В отличие от стандартных насосов, с возможностью ручного выбора одной из двух-трех скоростей вращения, встроенный частотный преобразователь «умных» насосов с высокой точностью автоматически меняет скорость вращения мотора, что позволяет моментально реагировать на изменения условий в системе отопления. Таким образом, применение циркуляционных насосов с интеллектуальной системой управления существенно снижает потребление электроэнергии.

Также у таких насосов есть возможность выбора одного из нескольких режимов регулирования, что позволяет обеспечить оптимальную работу насоса в конкретной системе.

В зависимости от установленного способа регулирования, электроника насоса поддерживает или линейно изменяет заданное значение перепада давления, в соответствии с текущим состоянием системы (например, количеством открытых радиаторов), вместе с тем изменяется подача насоса. Частота вращения мотора постоянно изменяется, а значит, автоматически, без участия пользователя, насос подстраивается под изменившиеся условия эксплуатации.

Экономическая выгода от использования в системе отопления «умного» циркуляционного насоса

В чём заключается экономия при установке в систему отопления «умного» энергосберегающего насоса? Это ключевой вопрос, который интересует любого застройщика, задумавшего купить циркуляционный насос с электронной системой регулирования.

Преимущества следует рассматривать в комплексе и, что самое главное, в долгосрочной перспективе. Например, обычный нерегулируемый циркуляционный насос для системы отопления в среднем потребляет 500-800 кВт·ч в год. Для сравнения: телевизор – до 200 кВт•ч в год, стиральная машина – около 200 кВт·ч в год, электрическая плита – 450 кВт·ч в год, т.к. обычный циркуляционный насос работает постоянно и на максимальном режиме. Но вышеперечисленное бытовое оборудования включается лишь периодически.

Минимальная потребляемая мощность современного энергоэффективного циркуляционного насоса составляет 3 Вт, а среднегодовое потребление не превысит 50 кВт·ч.

Поэтому «умные» насосы позволяют экономить до 90% электроэнергии по сравнению со стандартными насосами, так как они автоматически подстраиваются под меняющиеся параметры системы и оснащены высокоэффективными, экономичными электрическими двигателями.

Также помним о таком немаловажном факторе, как автономия дома. Загородные жители хорошо знают, что иногда случаются перебои в электроснабжении, аварии подстанций и обрывы линий электропередач. Чтобы система отопления продолжала работать, её оборудуют источником бесперебойного питания. ИБП, питая циркуляционные насосы и котел, позволит функционировать системе отопления до момента восстановления централизованного электроснабжения.

Поставив энергоэффективный циркуляционный насос с малым потреблением электроэнергии, пользователь существенно увеличивает время работы системы отопления от ИБП. Либо может сократить затраты на её монтаж, т.к. потребуется инвертор и блок аккумуляторов меньшей мощности.

А в нашем видеосюжете показываются нюансы монтажа комбинированной системы отопления в деревянном доме.

Выбираем циркуляционный насос для отопления: на что обратить внимание?

Нужен производительный циркуляционный насос, чтоб хорошо «гнал» воду, но при этом был экономичным? Мы расскажем на что обратить внимание при выборе.

Циркуляционный насос позволяет принудительно перекачивать воду в системе теплоснабжения для улучшения обогрева дачи или загородного дома. Существуют насосы с «сухим» и «мокрым» ротором для разных типов систем. Как подобрать насос циркуляционный для отопления? Мы расскажем на какие характеристики обратить особое внимание и как рассчитать напор и производительность устройства для собственной системы отопления.

С «сухим» или «мокрым» ротором?

Какой циркуляционный насос поставить на отопление лучше: с «сухим» или «мокрым» ротором? Ответ даст рассмотрение конструкции и характеристик каждого устройства. Насосы с «сухим» ротором представляют собой агрегаты, в которых в воде находится исключительно крыльчатка. Сам же ротор отделен от воды уплотнительными кольцами. Такие устройства имеют свои плюсы и минусы в плане бытового применения.

Плюсы «сухих» насосов:

Высокий КПД. КПД таких устройств составляет 80 — 85 %, что гораздо больше, чем у приборов с «мокрыми» роторами. Благодаря сниженному энергопотреблению их выгодно применять в системах с общей протяженностью трубопроводов свыше 200 м.
Работа с высокими температурами. Температура перекачиваемых жидкостей может составлять порядка 110 — 115°.

Минусы «сухих» насосов:

Высокая стоимость. Сами по себе такие агрегаты немало стоят в приобретении и в обслуживании.
Регулярная замена уплотнительных колец. В среднем срок службы уплотнителей составляет около 3 лет, после чего их придется менять. Чем больше в перекачиваемой жидкости твердых частиц, тем меньше прослужат уплотнители.
Высокая шумность. Из-за особенностей свой конструкции «сухие» модели очень шумные, поэтому их придется помещать в отдельные помещения (это в идеале) или в подвал.

Можно сказать, что «сухие» насосы подходят больше для производственного применения, где необходимо создать высокое давление и перекачивать жидкости по трубопроводу протяженностью в несколько сотен метров. Некоторые владельцы дач устанавливают себе подобные агрегаты, связывая отопительную систему дома с мастерской, гаражом или хозяйственной пристройкой. Однако, если у вас все отопление меньше 200 м, то для вас «сухие» модели не актуальны.

У «мокрых» же насосов ротор напрямую контактирует с водой, поэтому для них возможна лишь горизонтальная установка. Вся начинка заключена в металлически стакан (корпус).

Плюсы «мокрых» насосов:

Невысокая стоимость. Стоимость у таких агрегатов значительно ниже, чем у «сухих».
Не требуют постоянного обслуживания. Хотя эти насосы все же могут выйти из строя по каким-то причинам, однако они не требуют планового обслуживания, как например, у «сухих», где нужно регулярно менять уплотнители.
Тихие в работе. За счет того, что ротор находится в теплоносителе, его работа довольно тихая, поэтому не будет будить жильцов квартиры. Для него не требуется отдельное помещение.

Минусы «мокрых» насосов:

Низкий КПД. КПД у таких приборов составляет примерно 50 — 55 %, поэтому они применимы лишь в небольших частных домовладениях (трубопровод протяженностью до 200 м).

Для частного дома и дачи лучше всего использовать «мокрые» насосы, которые дешевле и проще в обслуживании. Для большинства владельцев невысокий КПД не является критичным, так как в домашних условиях не нужно создавать высокое давление для большого напора. Также вода в трубах отопления редко достигает 90°, а «мокрые» насосы позволяют работать с теплоносителями температурой 90 – 100°. Если у вас дом площадью до 150 м 2 , тогда вам подойдет агрегат именно этого типа.

Расчет напора и производительности циркуляционного насоса

Как выбрать насос для отопления частного дома? Для этого важно произвести расчеты производительности и напора устройства.

Под производительностью устройства мы подразумеваем количество жидкости (в нашем случае воды) перекачиваемой за 1 час. Нам необходимо выбрать устройство, которое с достаточной скоростью перекачивало бы воду, чтоб самый дальний радиатор был теплым, но при этом, чтобы запас производительности был небольшим, так как это влияет на цену насоса. Предположим у нас новопостроенный дом площадью 100 м 2 с высотой потолков 2,7 м. Тогда отапливаемый объем будет ровняться 100*2,7 = 270 м 3 . Теперь нам нужно узнать мощность источника тепла Qn — берем ее из таблицы. Она составляет 10 кВт.

Теперь высчитываем производительность насоса по формуле: Qpu = Qn/1,163 * dt, где 1,163 — удельная теплоемкость воды; dt — расчетная разность температур подачи и обратки равная 15°. Итак, производительность устройства равна:

Qpu = 10/1,163 * 15 = 0,57 м 3 /ч

Теперь считаем напор агрегата. Он высчитывается по следующей формуле: Hpu = R*L*ZF/10000, где R — потери на трение в трубах равная 150 Па/м; L — длина подачи и обратки в самой длинной ветке отопления (если она неизвестна, тогда берем (длину дома + ширину+ высоту)*2); ZF — коэффициент сопротивления запорной арматуры равный 2,2 (с термостатическим вентилем); 10000 — коэффициент пересчета паскалей в метры. Итак, напор равен:

Hpu = 150*45*2,2/10000 = 1,485 м

Учитывая наши расчеты, мы должны брать устройство, у которого такие же показатели или выше по производительности или напору, иначе последние в нашей ветке радиаторы могут быть холодными. Для нашего дома подойдет средний по цене циркуляционный насос VALTEC VRS.121EM с производительностью 0,65 м 3 /ч и напором до 1,7 м.

Обратите внимание, что наши расчеты весьма усредненные, так как у всех может быть разная максимальная длина подачи и обратки в самой длинной ветке или сопротивление запорной арматуры. Также мы делали расчеты для второй или средней скорости насоса (всего их три).

Дополнительные функции и возможности насосных агрегатов

Что еще поможет подобрать циркуляционный насос для отопления? Как выбрать по дополнительным функциям? Обратите внимание, какими могут быть дополнительные функции, упрощающие эксплуатацию насосных агрегатов:

Автоматический режим работы. В аппаратах с такой функцией стоит автоматика, которая запускает устройство в зависимости от заданных параметров. Например, можно установить запуск насоса по времени. Так некоторые устанавливают запуск на утро перед тем, как проснуться, чтобы дом прогревался быстрее. Однако запуск автоматики должен быть согласован с работой отопительного котла. В целом автоматический режим избавляет владельца от постоянного контакта с устройством. Из автоматических хотим посоветовать Grundfod ALPHA2 L 25-40 130, который имеет отличное качество сборки и хорошие рабочие характеристики. Этого насоса есть шесть разновидностей с разным напором и под разное сечение трубопровода.

Наличие дисплея. На дисплее отображается текущая температура воды, общее сопротивление системы, напор и производительность в определенную минуту времени. Также некоторые модели на дисплей выводят сообщения об ошибках и проблемах в трубопроводе. Однако и стоят устройства с дисплеями несколько дороже «простых» собратьев. Если хотите всегда мониторить состояние системы отопления, тогда модель с дисплеем для вас. Из качественных с наличием дисплея и панели управления хотим посоветовать Leberg Eco Line Star, которая имеет возможность как горизонтальной установки, так и вертикальной.

Спаренная конструкция. Если вы задумываетесь над тем, как выбрать циркуляционный насос, в случае, когда вода имеет много примесей, тогда вам стоит обратить внимание на модели со спаренной конструкцией. Здесь есть сразу два рабочих колеса, которые подключены параллельно. Если вдруг первое выходит из строя при повреждении твердыми частицами, второе продолжает работать. Модели со спаренной конструкцией необходимы для бесперебойной подачи воды (и соответственно тепла). Их стоит покупать, если, например, у вас отопительная система проведена через инкубатор или сарай с «живностью», и ее резкое отключение повлияет на гибель животных. Для дома же такие насосы довольно дорогие, поэтому лучше присмотреться к более дешевым собратьям. Если же вам вдруг понадобится циркуляционный насос спаренного типа, тогда возьмите DAB D 56/250.40 Т — он относительно недорогой и при этом качественный.

Резьбовое или фланцевое соединение?

Большинство бытовых устройств имеет именно резьбовое соединение, так как диаметр трубопровода редко превышает 2 дюйма. Такие насосы легко монтировать и для этого не нужно дополнительных инструментов.

Фланцевое соединение имеет уплотнительные резинки, которые обеспечивают наружную герметичность конструкции (чтоб не протекала вода). Средний срок службы уплотнительных резинок составляет 5 — 7 лет, после чего их придется менять. Не рекомендуем вам покупать дополнительные резинки заранее вместе с устройством, так как резина со временем ссыхается и на момент установки уже будет непригодна к использованию.

Из какого материала лучше рабочее колесо?

Рабочее колесо может изготавливаться по меньшей мере из 4 видов материалов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы:

Пластик. Имеет отличную устойчивость к коррозии (точнее вообще не ржавеет) и не боится химических веществ. Также он дешевле в сравнении с металлическими колесами. Однако пластиковый менее прочный и на практике его менять приходится быстрее остальных. Если металлические неплохо себя чувствуют в работе по 10 лет и больше, то пластиковые комплектующие живут около 7 лет (многое зависит от способа и интенсивности эксплуатации).
Чугун. Часто используется для агрегатов малой и средней мощности. Он хуже по устойчивости к коррозии, чем нержавейка или латунь, но зато дешевле в замене (если ремонтировать). Также чугунные устройства тяжелее остальных.
Нержавейка. Нержавеющая сталь выигрывает по коррозийной устойчивости у чугуна и по прочности у пластика. Однако из-за высокой стоимости устанавливаются рабочие колеса из нержавейки в насосы с производительностью от 10 м 3 /ч и выше.
Латунь. По эксплуатационным характеристикам схожа с нержавейкой, но немного дешевле, если покупать комплектующие для ремонта.

В целом скажем, что для бытового применения в отопительных сетях протяженностью не более 200 м, достаточно будет взять устройство с рабочим колесом из пластика или чугуна. Из нержавейки или латуни можно купить, только если использовать циркуляционный агрегат в производственных целях.

Выводы

Для дачи или загородного дома лучше брать циркуляционный насос с «мокрым» ротором — он в разы дешевле «сухого», а проработает в домашней сети отопления также долго. Если не хотите проводить много времени возле насоса, тогда берите модель с автоматическим режимом работы, который можно программировать. Причем лучше брать сразу с дисплеем — так вы сможете всегда мониторить показания.

Для небольшого фермерского хозяйства можно взять производительный насос спаренного типа, чтобы обеспечить бесперебойную работу системы, даже если одно рабочее колесо откажет. При этом лучше брать рабочее колесо из латуни или нержавейки.