Как выбрать циркуляционный насос

Основное назначение

Циркуляционный насос обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя в замкнутой системе отопления. В конструкцию насоса входят:

• металлический корпус,
• керамический или стальной ротор,
• роторный вал с крыльчаткой,
• вращающий ротор и электродвигатель.

Установленный в систему отопления циркуляционный насос обеспечивает всасывание воды с одной стороны и ее нагнетание в другую сторону, которое обеспечивается работой крыльчатки и возникающей за счет этого центробежной силы. Основной задачей циркуляционного насоса является преодоление сопротивления, которое может встречаться на некоторых участках самой отопительной системы. Циркуляционный насос перекачивает теплоноситель внутри системы с постоянной скоростью, обеспечивая равномерный прогрев помещений. Использование принудительной циркуляции позволяет применять трубы меньших диаметров, управлять теплоотдачей, повышать качество системы отопления, делая ее элементом системы «умный дом».

Параметры выбора

• Рабочая температура. Циркуляционный насос предназначен для системы отопления и должен выдерживать высокие температуры теплоносителя до 110 °С.

• Напор или объем прохождения теплоносителя через котел за одну минуту – один из параметров при выборе насоса. Для его определения существует простое правило, приравнивающее мощность устройства к расходу воды.
  ПРИМЕР: при мощности котла 20 кВт объем прохождения теплоносителя за минуту – 20 л воды.

• Теплоноситель. Насос должен работать на воде или других теплоносителях, применяемых в отопительных системах.

• Расход теплоносителя рассчитывается для каждого из колец системы. Его достаточно просто рассчитать по указанному выше методу, если известны мощность котла и тип используемых отопительных радиаторов.

• Следующим шагом будет расчет расхода теплоносителя в трубопроводе в зависимости от диаметра используемых труб.
  — Расход воды в трубах диаметром:
  ½ “ составляет 5,7 л/мин,
  1 “ – 30 л/мин,
  2 “ – 170 л/мин.

• Скорость движения теплоносителя можно не рассчитывать, приняв ее величину равной 1,5 м за секунду.

ПРИМЕР: Вычисляется мощность насоса в зависимости от длины трубопровода. Для трубопровода длиной 10 м потребуется напор 0,6 м, следовательно, для 100-метровой отопительной системы потребуется насос, способный создать напор 6 м.

Маркировка

Рассмотрим маркировку 25–40 и 32–60 циркуляционных насосов для систем отопления

• Первое число в маркировке 25 (32) означает диаметр внутренней резьбы присоединительных гаек насоса. Диаметр гаек выбирается в зависимости от диаметра труб отопления. В быту, как правило, два размера: 25 и 32.
• Второе число 40 (60) – напор насоса. Оно означает максимальное давление, создаваемое насосом и измеряемое в дециметрах или метрах водяного столба: 40 (60) дм или, соответственно, 4 (6) м.

Типы циркуляционных насосов

Насосы с сухим ротором. В них электродвигатель отделен от крыльчатки уплотнителями из угольных, керамических, алюминиевых колец. Имеют КПД около 80%. При работе шумят, требуют квалифицированного обслуживания и используются, как правило, в крупных системах (в многоэтажных зданиях площадью более 300 м²).

Насосы с мокрым ротором. В них крыльчатка и ротор омываются теплоносителем, который одновременно смазывает и охлаждает двигатель. Статор отделен от ротора тонким стаканом из немагнитного или углеродного материала. Подобные устройства не шумны, легки в эксплуатации, однако их КПД не более 50%.

Технические характеристики

Выбор циркуляционного насоса определяется площадью помещения, требуемым количеством тепла для его обогрева, температурой и типом теплоносителя, диаметром и типом труб. Для коттеджей и квартир чаще всего применяются насосы с мокрым ротором, устанавливаемые на трубопроводе, направляющем теплоноситель, прошедший через систему отопления в нагреватель, и имеющем более низкую температуру.

Маркировка циркуляционного насоса содержит данные о его присоединительном диаметре и максимальном напоре.

• Напор (т.е. создаваемое насосом давление, измеряемое в метрах водяного столба) обеспечивает преодоление гидравлических потерь в трубах и соединениях. Производительность насоса (подача) (м³/час) определяет количество теплоносителя, которое насос способен прокачать через систему. Эти две величины связаны определенной зависимостью, приводимой в паспорте насоса в виде графика. Точный подбор насоса возможен лишь специалистами после детального обследования всего отапливаемого объекта. Существуют, однако, эмпирические формулы, позволяющие примерно оценить параметры требуемого насоса – производительность и напор.

Количество необходимого тепла зависит от многих факторов – расположения объекта, его конструкции и т.д., но в среднем это примерно 1кВт (1000 Вт) на 10 м² площади. Такое количество тепла должно подаваться в систему извне или от установленного нагревателя (котла).
Для определения мощности насоса пользуются расчетными показателями производительности насоса (эквивалент 1 кВт), приравниваемого к подаче теплоносителя в 0,06 м³/ч.

ПРИМЕР: для отопления помещения в 200 м² необходим насос с подачей не менее 1,2 м³/ч. Это первый параметр. Чтобы определить необходимый напор при такой подаче, следует учесть, что для прокачки воды по трубе в 10 м необходим минимальный напор 0,6 м водяного столба. Поэтому необходимый минимальный напор получится после оценки длины труб системы. Для учета этажности здания необходимо добавить еще 2–4 м. Результат и будет требуемой величиной напора.

Эти две характеристики позволят сильно сузить диапазон выбора требуемых насосов. Применяя трубы с бóльшим диаметром, можно использовать насосы с меньшим напором, но с соответствующим присоединительным диаметром.

• Один из важных факторов – наличие у насоса регулировки скорости вращения вала. Нерегулируемые модели стоят дешевле. Регулируемые – обеспечивают не только энерго-, но и ресурсосбережение самого насоса. Регулируемые насосы могут иметь шаговое переключение и обеспечивать 2-, 3- или 4-скоростной режим ручного переключения или плавное переключение скорости, а также отслеживать температуру теплоносителя, легко встраиваясь в «умные системы».

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления – расчет производительности

Агрегаты в системах обогрева зданий дают дополнительные возможности регулировки режима. Несмотря на дополнительные затраты, связанные с приобретением и установкой циркулярного насоса, суммарные расходы быстро окупаются, позволяя оптимизировать режим отопления.

Перед тем как подобрать циркуляционный насос, расчет основных параметров весьма желателен по следующим соображениям:

• недостаточная мощность агрегата сделает отопительную систему малоэффективной, а проживание в доме – некомфортным;
• избыточная мощность приведет к перерасходу затрат на обогрев жилища.

Таким образом, подбор этого специализированного устройства во многом предопределяет успешность работы отопления жилого дома.

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
3. Высокая надежность при работе.
4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

Нужно отметить, что критерии выбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления обязательно включает в себя его расчет по нескольким критериям.

Расчеты насосного оборудования

Перед началом расчета уточним функциональное назначение циркулярных агрегатов, применяемых для систем отопления:

• перекачка теплоносителя по трубопроводящей сети, суммарный объем котрой зависит от размеров помещении, подлежащих обогреву;
• преодоление сопротивления протоку теплоносителя внутри системы, оказываемое трубами и элементами арматуры.

Расчет производительности

Одним из контрольных параметров является производительность насосного оборудования, которая рассчитывается из соотношения:

– количество тепловой энергии, потребляемой в конкретным помещении;

– величина производительности насосного устройства;

– удельная теплоемкость, если как теплоноситель применяется вода, для других видов (трансформаторное масло, антифриз и др.) применяются соответствующие данные;

– разность температуры между прямыми и обратными ветвями отопительной системы, которая может составлять:

• 20 о С – при нормальной системе отопления жилых площадей;
• 10 о С – уровень температуры на нежилых площадях с низкотемпературным отоплением;
• 5 о С – температура теплового носителя в системе теплого пола.

Показатель производительности – паспортная характеристика, в технической документации отражается как кубометров за час. Чтобы результат расчета соответствовал привычной для нас форме, его нужно разделить на величину удельного веса воды.

Приведем пример расчета: площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, следовательно, чтобы его обогреть понадобятся затраты энергии в 20000 Вт. Помещение оснащено нормальной системой отопления с разностью температур 20 о С. Используя эти числовые значения в приведенной формуле, получаем:

20000/(1,16 х 20) = 862 кг/час,

перерасчет в привычные величины дает результат

862 / 971,8 = 0,887 м 3 /час.

Для отопления указанного помещения понадобится насос с производительностью не менее 0,9 м 3 /час. Этот показатель нужно искать в паспорте.

Для расчета этой характеристики можно применить и такую формулу:

G = 3,6Q/(c x dT) кг/час, где

с – удельная теплоемкость носителя, применяемого в отоплении.

Проше всего выбрать насос, если уже известна мощность котла. В этом случае можно применить соотношение:

Q – производительность агрегата;

N – мощность котла;

dT – разность температур на выходе из котла и на обратке.

На представленном выше фото показано правильное подключение агрегата для системы отопления с использованием байпаса. Такое размещение позволяет пустить поток жидкости обходным путем при необходимости производства ремонтных работ или замены насоса без остановки функционирования отопительной системы. Смотрите как сделать отопление в честном доме самостоятельно.

Важно! Расположение ротора только горизонтальное! Направление потока указано стрелкой на корпусе.

Расчет рабочего давления в контуре

Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

1. P – величина давления;
2. R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
3. L – общая длина
4. Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
5. р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
6. q – значение ускорения свободного падения.

При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:

P = R x L x ZF, где

R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;

L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;

ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:

• для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
• при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.

Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.

Важно! Расчетную величину для любого показателя необходимо увеличить на 15 – 20 %, чтобы не эксплуатировать аппарат на максимальных режимах. Это защитит его от перегрузок и преждевременного выхода из строя.

Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Отапливаемая площадь (м 2 )	Производительность (м 3 /час)	Марки
80 – 240	От 0,5 до 2,5	25 – 40
100 – 265	Та же	32 – 40
140 – 270	От 0,5 до 2,7	25 – 60
165 – 310	Та же	32 – 60

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Основные производители

Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.

Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.

Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25 о до +110 о С.

Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.

Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.

Заключение

Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.

Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!