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.

Популярные производители и модели

Рассмотрим наиболее известных производителей циркуляционных насосов и их моделей:

WILO TOP-S 30/10 EM PN6/10

Это массивное устройство с чугунным корпусом и высокой производительностью — до 12 м3/час. Напор тоже немалый — обеспечивает подъем теплоносителя на 10 м. Средняя точка на графике дает подъем 6 м3 на 6 м. Режим работы трехскоростной. Недостатками этого прибора считают большую массу и вес, а также увеличенный пусковой ток.

BELAMOS BRS 25 / 8G

Российский бренд, но производится в странах Юго=Восточной Азии. При этом, соотношение цены и качества вполне удачное. Максимальная производительность — 5,28 м3/ч, а напор — 8 м. Внешне этот аппарат является полной копией немецкого Grundfos UPS, хотя по характеристикам он несколько уступает оригиналу.

Grundfos UPS 25-40 180

Оптимальный вариант для отопления частного дома средней величины. Мощность — 45 Вт, производительность — 2,93 м3/ч, напор — 4м. Конструкция мокрого типа, но качественно изолирована о протечек. Пользователи отмечают низкий уровень шума во время работы, качественную сборку, долговечность аппарата.

Aquario AC 254-180

Хороший вариант для частного дома с двухтрубной отопительной системой. Производительность составляет 1,8 м3/ч, что на первый взгляд маловато. Однако, для небольших систем этот насос — оптимальный вариант, который непросто отыскать. Корпус чугунный, мощность составляет 48 Вт. Низкая стоимость устройства является дополнительным плюсом.

Wilo Star-RS 30/6-180

Удачно подобранные характеристики этого насоса позволяют установить его в подвале двухэтажного дома. Он обеспечивает 5,5 м при производительности 3,5 м3/ч. Это сочетание дает возможность работать в системе, обслуживающей большую площадь. Потребляемая мощность — 84 Вт, что многовато, но низкая стоимость прибора уравновешивает этот недостаток.

Grundfos UPS 32-80

Этот образец мощного и прочного насоса способен перекачать 11 м3 жидкости в час. Корпус бронзовый, устойчивый ко всем нагрузкам, как механическим, так и к температурным. Напор 7,5 м позволяет работать даже в трехэтажных домах. Аппарат дорогой, но, по утверждениям владельцев, вполне соответствует этой стоимости.

Wilo Yonos PICO 25/1-6

Этот прибор оснащен электронным блоком управления. Напор — до 6 м, производительность — 3,7 м3/ч. Это не слишком много, но для двухэтажного дома среднего размера вполне подойдет. Имеется функция автоматического удаления воздуха, весьма полезная в частных отопительных системах. Дополнительный плюс — удобный способ подключения питания. Используется герметизированная колодка, которая просто защелкивается в гнезде.

Перечислять модели циркуляционных насосов можно еще долго, поскольку число производителей постоянно увеличивается. При этом, наиболее популярными изготовителями являются именно рассмотренные фирмы. Выбирая подходящий образец, рекомендуется присмотреться к изделиям этих компаний.

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

Как выбрать циркуляционный насос для отопления: принцип работы, расчеты, монтаж

Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя доказали свою эффективность. Они позволяют обеспечить оптимальный режим работы нагревательного оборудования и использовать любые типы котлов, снизить расходы на энергоресурсы, уменьшить стоимость системы за счет применения трубопроводов меньшего диаметра, упростить регулирование температуры.

В составе такой системы отопления одну из важнейших ролей играет циркуляционный насос.

Функции, разновидности и принцип действия циркуляционных насосов

Для чего нужен циркуляционный насос (помпа)? Согласно принципу действия систем с принудительным циркуляцией, движение нагретой жидкости происходит благодаря избыточному давлению, создаваемому насосным оборудованием.

Соответственно, на помпу возлагается решение двух задач:

1. Обеспечение высокой скорости движения теплоносителя;
2. Создание избыточного давления, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления, возникающего в элементах системы.

Первая является основной с точки зрения эффективности и экономичности отопления. Действительно, при высокой скорости движения теплоносителя разница его температур в подающем и обратном трубопроводах уменьшается – жидкость просто не успевает остывать. В результате:

• Даже при значительной длине магистралей обеспечивается равномерное распределение тепла в обслуживаемых помещениях;
• Для подогрева жидкости требуется меньший расход энергоресурсов (по сравнению с гравитационными системами экономия может составлять до 20-30 %);
• Источники тепла (котлы, нагреватели других типов) работают в щадящем режиме;
• Появляется возможность создания закрытых (герметичных) систем, в которых может быть использован теплоноситель с высокими показателями теплоемкости (например, антифриз, смесь или водный раствор гликолей и др.).

Выбираем тепловой насос для отопления дома: обзор систем отопления будущего.

Варианты и технология устройства однотрубной системы отопления своими руками. Читайте здесь.

Как сделать двухтрубную систему отопления частного дома своими руками:

Владельцу такой системы ее проектирование, монтаж и эксплуатация обходятся значительно дешевле.

Устройство циркуляционного насоса для отопления включает несколько основных узлов и деталей:

• Рабочее колесо (крыльчатку), обеспечивающее перекачивание жидкости;
• Электродвигатель для привода рабочего колеса;
• Перекачивающей камеры с впускным и выпускным (подающим и напорным) патрубками, которые присоединяются к трубопроводам;
• Корпуса;
• Клеммной коробки для электрических подключений и установки регулирующих органов (в случае модификации устройства с регулировкой скорости).

Как это работает:

1. В перекачивающую камеру через впускной патрубок поступает теплоноситель.
2. Здесь он захватывается крыльчаткой, приводящейся во вращение электродвигателем.
3. При повышенном давлении отправляется в выпускной патрубок, присоединенный (как и впускной) к магистрали отопительной системы.

Производители предлагают множество различных конструкций насосного оборудования. Большинство из них модно отнести к одному из двух классов:

• Устройства с «мокрым» ротором;
• Помпы с «сухим» ротором.

В первом крыльчатка, как правило, выполняется в едином блоке с ротором электродвигателя. В результате ротор оказывается погружен в перекачиваемую жидкость.

Основной особенностью конструкции второго типа является ротор, изолированный от крыльчатки и теплоносителя за счет торцевого уплотнения.

Каждое из решений имеет собственные достоинства и недостатки. В варианте с «мокрым» ротором жидкость выполняет одновременно функции смазки и теплоотвода. Это позволило получить компактные конструкции с минимальным уровнем рабочего шума. Именно такие насосы получили широкое распространение для бытовых приложений – ГВС и автономного отопления.

Вариант с «сухим» ротором отличается более высокими значениями КПД и максимальной мощности, что определило использование такого оборудования в системах, требующих высокой производительности, например, мини-котельных, осуществляющих теплоснабжение многоквартирных домов.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления начинают с расчета требуемых значений технических характеристик. Ответ на вопрос, циркуляционный насос для отопления как выбрать , предполагает, прежде всего, расчет двух основных показателей – производительности и напора.

Расчет базируется на тепловой мощности системы отопления. Для практического применения приемлемую точность дает методика укрупненного расчета.

Расчет производительности насоса

Необходимую для нормальной работы отопительного оборудования производительность определяют по формуле:

Q — производительность помпы в куб.м/ч,

Р – тепловая мощность в кВт,

dt – разница между температурами теплоносителя в подающей и обратной ветви отопительной магистрали.

Для определения тепловой мощности потребуются:

• объем помещений,
• теплопроводность ограждающих конструкций и их площадь,
• количество окон и другие сведения, например, наружная температура в отопительный сезон.

Методики расчета и справочную информацию приводятся в нормативных документах или на специализированных ресурсах.

Для укрупненного расчета подойдет вариант с удельными показателями — мощностью для отопления 1 кв.м помещений. По европейским нормам они составляют:

• Для малоэтажных частных жилых домов – 100 Вт/кв.м;
• Для квартир в многоквартирных многоэтажных домах – 70 Вт/кв.м;
• Для помещений в производственных зданиях и жилых помещениях с утеплением высококачественными теплоизоляционными материалами – 30-50 Вт/кв.м.

Европейские нормы хорошо работают для регионов с умеренным климатом. Для более суровых условий следует использовать нормативы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», ориентированные на температуры наружного воздуха вплоть до -30 градусов:

• Для одно- и двухэтажных зданий – 173-177 Вт/кв.м;
• Для зданий с бОльшим количеством этажей – 97-101 Вт/кв.м.

Разница температур на подаче и обратке зависит также от различных факторов и лежит в пределах 5-20 градусов. Основную роль здесь играет тип системы отопления. Для низкотемпературных, где температура теплоносителя не превышает 40 градусов (например, в для систем «теплый пол») принимают меньшие значения, для высокотемпературных – большие. Так, если выбирается дополнительный насос в системе отопления квартиры в многоквартирном доме, типовой величиной является разница температур 20 градусов.

Нередко встречается ситуация, когда необходимо произвести расчет насоса для системы отопления , в которой уже установлен котел, а насосное оборудование приобретается позже для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов.

Для расчетов потребуется:

N (кВт) — мощность котла

dt1 — разность между температурами теплоносителя на выходе источника тепла и обратной ветви магистрали.

Производительность насоса определяется по соотношению

В данном видео подробно рассказано, как производить необходимые расчеты:

Расчет напора

Следует знать, выбирая циркуляционные насосы для систем отопления — технические характеристики во многом определяются именно этим показателем. Напор (максимальный) в обязательном порядке входит в систему заводских обозначений. К примеру, насос циркуляционный Wilo Star RS 25 4 создает максимальный напор 4 м.

Нередко этот показатель называют высотой подъема, что может ввести пользователя в заблуждение. В функции насосного оборудования не входит подъем жидкости, а напор необходимо развивать, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, создаваемое элементами системы.

Именно из этих соображений ведется расчет параметра.

H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

H – высота всасывания (подъема) или требуемый напор насосного оборудования;

R1, R2 – удельные потери давления на подающей и обратной ветви магистрали, Па/м;

L1, L2 – длина трубопроводов подачи и обратки соответственно;

Z1, Z2, ZN – сопротивления элементов системы.

Удельные потери в трубопроводах систем зависят от:

• их диаметра,
• материала,
• скорости перемещения теплоносителя,
• других свойств изделий и особенностей их эксплуатации.

В справочной литературе, а также на специализированных сайтах приводятся соответствующие таблицы. В некоторых источниках приводится и дугой вариант — значения гидравлического сопротивления (потери напора) для 1 м или 100 м труб в зависимости от расхода и скорости теплоносителя, а также материала и диаметра труб.

Для других элементов типовые значения составляют:

• Котлы – 1000-5000 Па, компактные модели – 5000-15000 Па;
• Радиаторы отопления – 500 Па;
• Обратные клапаны – 5000-10000 Па;
• Вентили на радиаторах – 10000 Па;
• Регулирующие клапаны – 10000-20000 Па.

Точный расчет гидравлического сопротивления достаточно сложен. Оценить необходимый напор можно по укрупненному соотношению

N – этажность обслуживаемого здания (с учетом подвала, чердака и т.д.);

K – эмпирическая усредненная величина гидравлических потерь для одного этажа. Это значение лежит в пределах 0,7 – 1,1 м для традиционных двухтрубных систем, и 1,16-1,85 м систем коллекторно-лучевой архитектуры (например, для того же «теплого пола»).

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Мощность является одним их характеристических параметров оборудования, важным для выбора конкретной модели. Определяют ее из соотношения (результат получают в кВт)

Pн = (p * Q * H) * КПД / 367

р – плотность теплоносителя;

Q – расчетная величина расхода;

Н – расчетная величина напора.

Для предварительного расчета КПД принимают в пределах 0.75-0.85, что обеспечит необходимый запас по мощности при выборе оборудования.

Как выбрать циркуляционный насос для конкретной системы

В заводских обозначениях моделей указываются два параметра:

Так, если рассматривать циркуляционный насос 40 25, 40 обозначает развиваемый напор 4 м, а 25 – установку на трубопроводы диаметром 25 мм (1’’). Аналогично, циркуляционный насос Wilo Star RS 25 7 предназначен для установки на 1-дюймовые (25 мм) трубопроводы, а высота подъема (максимальный напор) для него составляет 7м.

Конечно, это важная информация, но ее недостаточно для правильного подбора устройства. Производители, выпускающие насосы циркуляционные для отопления, в технических характеристиках приводят также:

• максимальную производительность,
• мощность,
• КПД.

Однако и знания этих величин хватит только для предварительного определения множества конкретных моделей, которые могут подойти для работы в системе — их производительность, напор и мощность должны быть больше, чем рассчитанные на предыдущем шаге значения.

Подбор модели ведут по приведенной в технической документации напорно-расходной (рабочей) характеристике. Расчетная рабочая точка (расход и напор) должна находиться на этой кривой, причем оптимальный вариант – в ее средней трети. При таком выборе обеспечивается максимальный КПД устройства и остается пространство для регулирования.

Другие важные критерии выбора

При выборе модели оборудования следует также обратить внимание на:

• Материалы узлов и деталей агрегата. К примеру, с точки зрения долговечности и надежности устройства предпочтение стоит отдать крыльчаткам из нержавеющей стали и композитных материалов и корпусам не из чугуна, а из нержавеющей стали или латуни.
• Количество скоростей. При прочих равных предпочтительнее использовать многоскоростные (наиболее распространенный вариант – трехскоростные) модели. Они предоставляют широкие возможности для регулирования. Следует обратить внимание на то, что при выборе рабочая точка должна находиться на характеристике, соответствующей средней скорости.
• Возможность подключения систем автоматики. Автоматика для циркуляционного насоса отопления позволит существенно экономить ресурс системы и энергоносители.
• Напряжение питания. Циркуляционный насос для отопления на 12 вольт лучше с точки зрения электробезопасности (а некоторые модели – и по возможностям регулирования), но требует соответствующего источника.

Замечания по монтажу и запуску

Для долговременной работы оборудования и его высокой эффективности следует соблюдать некоторые правила:

• Монтаж насоса производят так, чтоб его вал находился горизонтально. Для оборудования с «мокрым» ротором такое требование является обязательным! Ориентация трубопроводов (вертикальный, горизонтальный или наклонный участок) значения не имеет.
• Клеммная коробка должна располагаться сверху. Это обеспечит безопасность даже в случае возможных протечек.

Как выбрать расширительный бачок для системы отопления закрытого типа? Подробная статья.

• Современные агрегаты позволяют установку и на подачу, и на обратку, но расположение на обратном участке снизит тепловые нагрузки и увеличит ресурс оборудования.
• При монтаже обязательно предусмотретьбайпас для циркуляционного насоса . Это позволит при отсутствии электропитания использовать отопительную систему в режиме с естественной циркуляцией.
• В качестве рабочей выбирается средняя скорость оборудования. Запуск системы осуществляется на самой высокой скорости (в системах с автоматикой отключается блокировка).
• После запуска следует удалить скопившийся воздух через предусмотренные в конструкции специальные клапаны.

Производители и цены

При покупке оборудования следует отдать предпочтение известным торговым маркам. В большинстве случаев это станет гарантией высокого качества, надежности и долговечности изделий. Среди лучших вариантов следует рассматривать:

• Grundfos. Компактное и функциональное оборудование, одни из важнейших преимуществ которого является экономичность. Производитель предлагает широкий ассортимент устройств – с «сухим» ( Grundfos UPS) и «мокрым» (Grundfos Alpha2) ротором по ценам (в зависимости от комплектации, производительности, набора функций) от 5 до 60 тыс. руб.
• DAB – циркуляционные насосы от итальянского производителя. Отличаются высоким качеством материалов и сборки, надежностью. В ассортименте насосы с сухим и мокрым ротором, рассчитанные на различные производительности и напоры. Маленький н асос циркуляционный DAB наиболее востребованных серий VA и VB можно приобрести по цене 3,5 – 6 тыс.руб.
• Wilo. Оборудование настоящего немецкого качества. Надежность, функциональность, экономичность – вот что отличает оборудование производителя, причем касается это даже устройств самых распространенных серий, например Wilo Star RS, предлагающиеся по ценам от 4 до 7 тыс. руб.
• Oasis – циркулярный насос еще одного немецкого производителя «Forte Technologie&Produktion GmbH». Качественное оборудование для решения широкого круга задач. Получает насос циркуляционный «Оазис» отзывы только положительные благодаря надежности и привлекательным ценам в диапазоне от 3 до 7 тыс.руб.
• Джилекс. Циркуляционные насосы российского производства, не уступающие лучшим зарубежным аналогам. Серия Циркуль – это качественные материалы, надежность по выгодным ценам порядка 3-5 тыс.руб.

Как правильно выполнять установку, смотрите: