Циркуляционные насосы 12 вольт для отопления: особенности конструкции и преимущества

Многие автономные отопительные системы, вода в которых нагревается в котле или бойлере, оснащаются циркуляционными насосами, что позволяет повысить эффективность функционирования не только водонагревательного оборудования, но и всей системы в целом. Чтобы при эксплуатации такого насоса, делающего обслуживаемую им систему энергозависимой, не оказаться в ситуации, когда последняя просто перестанет работать при отсутствии электричества в центральной сети, можно оснастить ее циркуляционным насосом 12 вольт для отопления. При использовании такой помпы, за электропитание которой отвечает аккумуляторная батарея, система отопления будет функционировать в штатном режиме при отсутствии центрального электроснабжения.

Низковольтный циркуляционный насос сочетает высокую скорость потока с низким потреблением электричества

В задачи циркуляционного насоса, работающего от напряжения 12 вольт, входит не только поддержание работоспособности отопительной системы при неработающем основном электронасосе, но и защита труб от замерзания в них воды в результате длительного простоя при минусовой температуре. Потребляя незначительное количество электроэнергии, циркуляционный насос 12 вольт обладает мощностью, достаточной для того, чтобы обеспечить отопление даже двухэтажного дома, общая площадь которого не превышает 100 м 2 .

Конструктивные особенности и преимущества

12-вольтовый циркуляционный насос для отопления при сравнении с устройствами, работающими от сети электроснабжения с напряжением 220 вольт, отличается рядом конструктивных и технических особенностей.

1. В такой гидромашине отсутствуют сальники и есть привод, оснащенный постоянными магнитами. За счет использования магнитного привода циркуляционный насос на 12 вольт обладает достаточно низким энергопотреблением.
2. Все элементы внутренней конструкции такого оборудования помещаются в абсолютно герметичный корпус, изготавливаемый из полимерных материалов.
3. Благодаря отсутствию в конструкции приводного электродвигателя 12-вольтового циркуляционного насоса щеток работает такое устройство совершенно бесшумно.
4. Циркуляционные насосы для отопления 12 вольт способны без ущерба для своего технического состояния перекачивать воду, температура которой доходит до 120°.
5. При условии соблюдения правил эксплуатации средний срок службы таких гидромашин составляет 100 000 часов в режиме непрерывного функционирования.
6. Блок, который управляет работой такого насоса, встроен в его корпус, благодаря чему облегчается техобслуживание оборудования.

Бесщеточный циркуляционный насос постоянного тока для систем отопления или горячего водоснабжения

Наряду с вышеперечисленными достоинствами, насос циркуляционный 12 вольт отличается еще целым рядом положительных характеристик, на которых стоит остановиться подробнее.

Крыльчатка большинства моделей циркуляционных насосов для отопления, работающих от напряжения двенадцать вольт, изготавливается по запатентованной технологии, предполагающей ее фиксацию на шаре из высокопрочной керамики. Благодаря этой уникальной конструкции движущиеся элементы насоса отличаются высокой устойчивостью к истиранию. Таким образом, в гидравлическую часть 12-вольтового насоса практически не попадают продукты износа элементов его внутренней конструкции, что способствует значительному повышению надежности оборудования и увеличению длительности срока его службы.

Циркуляционный насос на 12 Вольт с регулировкой скорости вращения

Для защиты циркуляционного электронасоса на 12 вольт от перегрева в нем предусмотрены элементы, которые автоматически отключают устройство при возникновении нештатной ситуации. Кроме того, такие насосы оснащаются автоматическими элементами, предотвращающими работу на холостом ходу (без воды).

Предусмотрены в конструкции циркуляционного насоса на 12 вольт для отопления и температурные датчики, автоматически прекращающие работу устройства в том случае, если температура нагрева теплоносителя повышается до критической отметки, и включающие электронасос при ее понижении до допустимого уровня.

Электропитание циркуляционного насоса данного типа может осуществляться как от центральной электросети, так и от отдельного аккумулятора. Чтобы не оказаться в ситуации, когда при одновременном использовании обоих источников электропитания оборудование выйдет из строя, следует обеспечить своевременное отключение одного из таких источников.

Схема подключения низковольтного насоса через автомобильный аккумулятор

За запуск 12-вольтового циркуляционного насоса в наиболее щадящем режиме отвечает специальный модуль, снижающий значение пускового тока. Мягкий старт насоса благодаря наличию такого модуля может осуществляться даже при минимальных значениях подаваемого на электродвигатель напряжения.

Что следует учитывать при выборе

Для того чтобы 12-вольтовый циркуляционный насос для отопления демонстрировал высокую эффективность в процессе эксплуатации, выбор такого устройства должен быть основан на параметрах отопительной системы. Следует также иметь в виду, что 12-вольтовая циркуляционная помпа может быть установлена не в любую систему отопления.

На выбор определенной модели циркуляционного насоса 12 вольт для отопления основное влияние оказывают следующие параметры отопительной системы:

• расход воды, по которому определяют производительность выбираемого электронасоса;
• значение напора воды, при котором теплоноситель сможет пройти по всему отопительному контуру;
• разница между температурами теплоносителя на выходе из котла и на его входе.

Вышеперечисленные параметры отопительной системы перед выбором циркуляционного насоса необходимо рассчитать, для чего используются несложные формулы.

Основные параметры подбора циркуляционного насоса

Расчет расходы воды в системе отопления, который обозначается буквой Q, выполняется следующим образом: мощность используемого в системе котла или газовой колонки делится на разность температур на выходе из нагревательного оборудования и на его входе. В качестве примера можно рассмотреть вариант расчета расхода воды в отопительной системе дома площадью 100 м 2 , высота потолков в помещениях которого составляет 2,7 м. Отопление такого дома может обеспечить котел, мощность которого составляет 12 кВт. Разница температур воды на выходе и входе в котел, как правило, составляет порядка 150. Подставив все исходные значения в формулу (Q = 12:15), определяем, что расход воды будет составлять 0,8 м 3 в час (или 13,5 литров в минуту). По данному параметру уже можно подбирать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками.

Напор воды, который зависит только от гидравлического сопротивления, создаваемого элементами системы отопления, а не от этажности строения, для частных домов можно принять равным 4 м вод. ст.

Причины высокой эффективности циркуляционных насосов на 12 вольт

При очень незначительном потреблении электроэнергии циркуляционные насосы на 12 вольт, используемые для оснащения систем отопления, отличаются высокой эффективностью. Это объясняется целым рядом факторов.

Если в конструкции стандартного циркуляционного насоса есть сальниковые элементы, подшипники и щетки, забирающие в процессе его работы значительное количество энергии, то в устройстве 12-вольтового насоса такие элементы отсутствуют. Вращение ротора электродвигателя циркуляционного насоса, работающего от напряжения двенадцать вольт, осуществляется за счет бесконтактного магнитного привода. Последний обеспечивает высокую энергоэффективность 12-вольтового циркуляционного насоса, а также его способность работать с разными источниками электропитания и запускаться в наиболее щадящем режиме.

Встроенный микропроцессор насоса обеспечивает плавный запуск с низким стартовым током

Применение бесконтактного магнитного привода в оснащении циркуляционных насосов для отопления, работающих от напряжения 12 вольт, наделяет такие устройства рядом других достоинств, таких как отсутствие вибрации и искрения при работе, практически полное отсутствие шума, высокая надежность, что объясняется отсутствием в конструкции устройства трущихся элементов. Еще одним немаловажным достоинством циркуляционных насосов на 12 вольт является то, что они защищают отопительный котел от взрыва при закипании теплоносителя.

Выбираем источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления

Автономные системы отопления могут работать без циркуляционного насоса, а могут иметь один или более таких устройств. Циркуляционный насос обеспечивает нормальное движение теплоносителя по трубам отопительной системы и препятствует её застаиванию.

При отключении сетевого напряжения в результате аварии или по другой причине, отключение насоса в зимнее время может поставить под угрозу работоспособность всей системы отопления и даже привести к серьёзной аварии. Исходя из этого, источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления должен являться обязательной частью системы.

Содержание:

Принцип действия и конструкция ИБП

Источник аварийного энергоснабжения, в зависимости от конструкции, может выполнять следующие функции:

• Автоматическое переключение на питание от аккумулятора;
• Преобразование постоянного напряжения 12В в переменное 220В;
• Фильтрацию сетевых помех;
• Стабилизацию сетевого напряжения.

Переход питания циркуляционного насоса на аккумулятор, инвертирование напряжения и фильтрацию от импульсных помех выполняют все ИБП, а стабилизацию осуществляют только устройства, оборудованные соответствующим блоком.

Отечественные ИБП. Большой ассортимент инверторных источников бесперебойного питания для котлов и насосов отопления представлен отечественной компанией «Энергия», положительные отзывы о продукции которой вы можете без труда найти на просторах интернета. Ознакомиться с продукцией компании вы можете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

В системах электроснабжения могут использоваться следующие модели аварийных источников питания:

Резервные

Аварийные источники в нормальных условиях обеспечивают электропитание потребителя непосредственно от сети, а при её отключении осуществляют автоматический переход на аккумулятор. Постоянное напряжение с аккумулятора сначала поступает на преобразователь напряжения, где оно становится переменным и повышается до 220 вольт. Сетевое напряжение не стабилизируется, а чтобы блокировать сетевые импульсные помехи, в устройстве используется пассивный фильтр.

Линейно-интерактивные

Линейно-интерактивный блок резервного питания имеет одно существенное отличие. В нём для выравнивания напряжения сети используется простой стабилизатор. Он выполнен по схеме с использованием автотрансформатора, где при изменении напряжения на входе электронный коммутатор подключает соответствующие обмотки. Схема стабилизации позволяет получить на выходе напряжение лишь немного отличающееся от номинального. Преобразователь напряжения и фильтр в этом устройстве так же имеются.

Инверторные

Источник питания с использованием двойного инвертирования представляет собой конструкцию принципиально отличающуюся от двух предыдущих. В этом устройстве сетевое напряжение выпрямляется, при этом часть энергии запасается в батарее конденсаторов. Во втором инверторе происходит вторичное преобразование постоянного тока в переменный ток.

Конденсаторы выполняют двойную функцию. Если напряжение слишком велико, то в них хранятся её излишки, а в случае снижения напряжения, нехватка восполняется накопленной энергией.

Всем процессом преобразования управляет микроконтроллер с кварцевым генератором, что обеспечивает высокую точность не только напряжения, но и частоты. Каждый бесперебойник для циркуляционного насоса отопления содержит в своей конструкции зарядное устройство для подзарядки аккумуляторной батареи.

Отечественные ИБП. Большой ассортимент инверторных источников бесперебойного питания для котлов и насосов отопления представлен отечественной компанией «Энергия», положительные отзывы о продукции которой вы можете без труда найти на просторах интернета. Ознакомиться с продукцией компании вы можете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Преимущества и недостатки различных типов ИБП

Идеального источника аварийного питания не существует, и каждая модель обладает своими достоинствами.

У резервного источника они следующие:

• Высокий КПД;
• Малый уровень шума и тепловыделения;
• Самая низкая стоимость.

Недостатки резервного источника питания:

• Большое время переключения;
• Искажённая форма напряжения на выходе;
• Отсутствует возможность коррекции амплитуды и частоты.

Параметры линейно-интерактивного источника несколько лучше:

• Высокий КПД;
• Отсутствие шумов;
• Стабилизация напряжения с использованием автотрансформатора.

Минусы:

• Длительное время переключения;
• Низкая точность;
• Форма напряжения приближена к трапеции;
• У низкобюджетных моделей наблюдается отклонение по частоте.

Предлагаем вам посмотреть хороший видеоролик о видах и критериях выбора ИБП для котлов отопления и циркуляционных насосов:

Инверторные ИБП. Система аварийного электропитания с двойным инвертированием обладает целым рядом несомненных достоинств, которые ставят эту конструкцию на лидирующее место.

• Работа в широком диапазоне сетевого напряжения;
• Высокая точность стабилизации;
• Отсутствие времени на переключение;
• Точное соответствие частоты;
• Отсутствие любых помех на выходе;
• Идеальная форма напряжения.

Минусы:

• Высокая стоимость;
• Постоянный шум от вентилятора.

Бесперебойник для насоса отопления должен обладать одним очень важным параметром – это синусоидальная форма сигнала на выходе. Если сигнал имеет форму меандра, трапеции или ступенчатой синусоиды, электродвигатель насоса будет работать в тяжёлом режиме, что в конечном итоге приведёт к необратимым последствиям и замене двигателя. Чёткую синусоиду выдаёт источник, выполненный по схеме с двойным преобразованием. В некоторых случаях можно использовать ИБП резервного типа. Это допустимо, когда напряжение питания отключается крайне редко и практически постоянно насос системы отопления работает от сети.

Критерии выбора резервного источника питания

Резервные источники питания, предназначенные для работы с насосами системы отопления должны выбираться по нескольким характеристикам:

• Мощность;
• Ёмкость аккумуляторной батареи;
• Время допустимой автономной работы;
• Возможность использования внешних батарей;
• Разброс входного напряжения;
• Точность напряжения на выходе;
• Время перехода на резерв;
• Искажения напряжения на выходе.

Выбирать ИБП для циркуляционного насоса следует по нескольким основным параметрам, определяющим из которых является мощность.

Определение требуемой мощности ИБП

Электродвигатель, являющийся составной частью насоса системы отопления, представляет собой реактивную нагрузку индуктивного типа. Исходя из этого следует рассчитывать мощность ИБП для котла и насоса. В технической документации на насос может быть указана мощность в ваттах, например, 90 W (Вт). В ваттах обычно указывается тепловая мощность. Чтобы узнать полную мощность требуется значение тепловой мощности разделить на Cos ϕ, который так же может быть указан в документации.

Например, мощность насоса (Р) равна 90W, а Cos ϕ 0,6. Полная мощность вычисляется по формуле:

Р/Cos ϕ

Отсюда полная мощность ИБП для нормальной работы насоса должна быть равна 90/0,6=150Вт. Но это ещё не окончательный результат. В момент запуска электродвигателя, его потребляемый ток возрастает примерно в три раза. Поэтому реактивную мощность следует умножить на три.

В итоге мощность ИБП для циркуляционного насоса отопления будет равна:

P/Cos ϕ*3

В приведенном примере мощность блока питания будет равна 450 ватт. Если косинус фи в документации не указан, тепловую мощность в ваттах следует разделить на коэффициент 0,7.

Емкость батарей

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет время, в течение которого насос системы отопления будет работать при отсутствии сети. Встроенные в ИБП аккумуляторы обычно имеют небольшую ёмкость, определяемую, прежде всего, размерами устройства. Если источник резервного питания будет работать в условиях частых и длительных перебоев в электроснабжении, следует выбирать модели допускающие возможность подключения дополнительных внешних аккумуляторов.

Очень познавательный ролик о личном опыте человека, который столкнулся с приобретением инвертора для котла и насоса отопления, смотрите:

Входное напряжение

Стандарт сетевого напряжения 220 вольт предполагает допустимые отклонения ± 10%, то есть от 198 до 242 вольт. Это означает, что все устройства, используемые на территории Российской Федерации должны корректно работать в этих пределах. На самом деле в различных регионах, а особенно в сельской местности, отклонения и скачки напряжения могут значительно превышать эти величины. Перед приобретением ИБП для насоса отопления очень полезно будет выполнить замеры напряжения сети неоднократно, в течение суток. В паспорте на источник резервного питания указываются допустимые пределы напряжения на входе, при которых устройство обеспечивает напряжение на выходе близкое к номиналу.

Напряжение на выходе и его форма

Если параметры напряжения на выходе бесперебойника укладываются в допустимые 10 процентов, то для питания насоса системы отопления это устройство вполне подойдёт. Время, которое требуется плате управления, чтобы переключиться на питание от аккумулятора обычно не превышает десятков микросекунд. Для электродвигателя этот параметр не критичен.

Очень важным параметром ИБП, необходимым для корректной работы насоса системы отопления, является форма выходного сигнала. Электродвигатель насоса требует гладкой синусоиды, которую из всех моделей источников резервного питания может обеспечить только устройство двойного преобразования или on-line ИБП. Кроме идеальной синусоиды на выходе, данный источник так же выдаёт точную величину напряжения и частоты.

При установке ИБП для насоса отопления следует руководствоваться некоторыми правилами:

• Температура в помещении должна соответствовать величинам, указанным в документации;
• В помещении не должно быть паров едких реагентов и горючих жидкостей;
• Контур заземления должен быть выполнен в соответствии с правилами эксплуатации электроустановок.

Модели ИБП

Энергия ПН-1000 представляет собой мощный источник резервного питания. Благодаря встроенному стабилизатору, устройство обеспечивает номинальное напряжение на выходе при изменениях сетевого напряжения в пределах 120-275 вольт. Форма сигнала в виде гладкой синусоиды прекрасно подходит для питания реактивной индуктивной нагрузки, какой является электродвигатель насоса отопительной системы. Энергия ПН-1000 вместе с аккумулятором Delta DTM 12100L на 100А/ч обеспечивает бесперебойное питание для насоса отопления мощностью 150Вт в течение 8 часов. Устройство имеет встроенный фильтр сетевых помех, информационный дисплей и интерфейс RS-232.

Этот и другие стабилизаторы напряжения для отопительной системы от компании Энергия вы можете найти на сайте официального представителя компании ВольтМаркет.ру.

Компактный источник аварийного питания Теплоком 222/500 предназначен для применения в отопительных газовых системах. Это простое устройство с однофазным стабилизатором релейного типа обеспечивает работу с нагрузкой, не превышающей 230 Вт.

Универсальный стабилизатор Скат ST 1515 обеспечивает напряжение 220 В при колебаниях сети от 145 до 260 В и значении частоты 50 Гц ± 1 %. Если величина напряжения превышает указанные параметры, нагрузка будет отключена автоматически.

Подводим итоги

На основании эксплуатационных требований к электродвигателям насосов систем отопления ИБП должен обеспечивать следующие параметры:

• Форма напряжения – гладкая синусоида;
• Запас по мощности – не менее 20%;
• Автоматическое отключение нагрузки;
• Минимальное время переключения на резерв.

Кроме того, устройство должно работать в определённом диапазоне температур, иметь устройство индикации режимов и физических величин.