Циркуляционный насос для отопления: виды, устройства, критерии выбора

Современные производители выпускают широкую линейку циркуляционных насосов с различными техническими характеристиками, которые используются для нагнетания давления в автономных системах отопления. Это обеспечивает быстрое и равномерное распределение теплоносителя по системе, что повышает КПД тепловых агрегатов и позволяет экономить расходы на отопление.

Когда требуется установка циркуляционного насоса в системе отопления?

Наличие циркуляционного насоса в системе отопления сокращает время нагрева радиаторов до нескольких минут. Он принудительно разгоняет теплоноситель по системе отопления, обеспечивая равномерную циркуляцию горячей жидкости. Потребность в его установке возникает в тех случаях, когда естественная циркуляция теплоносителя не справляется с обогревом дома.

Монтаж насосов производится сразу при устройстве системы отопления или в ходе её модернизации. Иногда, ошибки в проектировании систем отопления обнаруживаются только в процессе эксплуатации.

Причиной плохого обогрева домостроения может стать обрастание внутренних стенок труб системы ржавчиной, накипью или грязью.

Это увеличивает гидравлическое сопротивление в системе отопления и ухудшению циркуляции теплоносителя в целом в ней или на отдельных участках. Установка насоса может помочь решить проблему обогрева дома в таких случаях без полной замены системы отопления. Бесперебойная работа насосов зависит от их правильной установки.

Что даёт установка циркуляционных насосов в системы отопления?

Современные насосы позволяют регулировать интенсивность подачи теплоносителя в системе в автоматическом режиме. Поддержание в ней постоянной температуры предохраняет детали системы от преждевременного износа, а равномерное движение теплоносителя по трубам и радиаторам увеличивает срок службы теплового агрегата и расширительного бака.

Среди других плюсов установки циркуляционных насосов в систему отопления:

• исключение возможности образования воздушных пробок в системе;
• повышение КПД теплового котла и снижение расхода топлива на обогрев дома;
• возможность установки полотенцесушителей и использования в устройстве системы отопления труб небольшого диаметра.

Виды, особенности

Устройства центробежного типа действуют по принципу забора жидкости рабочим колесом и выброса её в заданном направлении. На всасывание и нагнетание они работают с одинаковой эффективностью. Все используемые в системах отопления циркуляционные насосы подразделяются на две основных группы: с мокрым и сухим ротором. Каждый тип устройств имеет свои конструктивные особенности.

Насосы с мокрым ротором

Оборудование такого типа считается наиболее подходящими для бытовых систем отопления из-за низкого уровня шума, создаваемого ими во время работы. По своему строению они похожи на дренажные агрегаты. Внешне насосы с мокрым ротором можно отличить от сухих конструкций по отсутствию оребрения на корпусе двигателя и крыльчатке на его торце.

Рабочее колесо у них устанавливается непосредственно на вал двигателя. На него же ставят сальники, предотвращающие протечку. Корпус имеет герметичную конструкцию. Для его изготовления используют: латунь, чугун, бронзу или нержавеющую сталь. Ротор насосов чаще всего имеет исполнение из керамического материала. Особенностью конструкции является его непосредственное соприкосновение с водой.

Центробежная сила создаётся внутри насоса. Вращающаяся крыльчатка понижает давление внутри корпуса устройства. Это вызывает приток жидкости. Она увеличивает давление. Возникающий перепад температур создаёт условия выталкивания носителя в систему.

Среди достоинств насосов такого типа:

• самостоятельное удаление воздушных пробок из системы;
• меньший износ деталей насоса;

Насосы с сухим ротором

Устройство не имеет прямого контакта с жидкостью. Насосы такого типа имеют самый высокий КПД. Охлаждение конструкции происходит при помощи воздушной системы. Главным недостатком оборудования такого типа является повышенный уровень шума во время работы. Циркуляционные насосы с сухим ротором предназначены для работы с большим объёмом воды. Им отдают предпочтение при установке в системе отопления промышленных объектов.

Лучшие циркуляционные насосы для систем отопления

Grundfos UPS 25-40 180

Страна производитель – Сербия. Модель входит в число наиболее популярных и востребованных. Способ установки – горизонтальный и вертикальный. Агрегат имеет защиту от перегрева. Категорически запрещена эксплуатация насоса для перекачки сильно загрязнённых жидкостей. Предел рабочих температур – от 2°С до 110°С. Настройка работы агрегата – механическая.

Характеристики:

• производительность – 2900 л/ч;
• потребляемая мощность – 45 Вт;

Достоинства:

• высокая производительность;
• доступная цена;
• надёжность;
• хороший напор.

Недостатки:

• дороже аналогичных устройств отечественного производства;
• модель часто подделывается.

«Вихрь» ЦН-25-4

Страна производитель – Россия. Модель предназначена для перекачивания горячей и холодной жидкости. Диапазон рабочих температур от -10°С до 110°С. Корпус изделия выполнен из чугуна. Оптимальный режим работы насоса выбирается с помощью специального переключателя.

Характеристики:

• производительность – 50 л/мин.;
• потребляемая мощность – 72 Вт;

Достоинства:

• низкий уровень шума;
• простота монтажа и эксплуатации;
• длительный срок эксплуатации;
• доступная стоимость;
• экономичность;
• компактность.

Главный недостаток

• несоответствие заявленных производителем характеристики фактическим.

Oasis CN 25/4

Страна производитель – Китай. Модель с мокрым ротором предназначена для установки в системах отопления, рассчитанных на обогрев помещений до 100 кв.м. Способ установки – горизонтальный. Корпус выполнен из чугуна, ротор керамический. Модель может использоваться для подачи горячей воды и в системах «тёплый пол».

Характеристики:

• производительность – 170 л/мин.;
• потребляемая мощность – 245 Вт;

Достоинства:

• экономичность;
• компактность;
• малый вес;
• длительный срок службы;
• простота монтажа и обслуживания.

Недостатки:

Grundfos UPS 25-60 180

Страна производитель – Дания. Модель с мокрым ротором. Предназначена для установки в горизонтальном и вертикальном положении. Есть требования по чистоте жидкости. Может использоваться для систем отопления и горячего водоснабжения. Изделие имеет бронзовый корпус. У насоса 3 скорости работы, с помощью которых регулируется давление в системе.

Характеристики:

• производительность – 4,35 м.куб./час.;
• потребляемая мощность – 60 Вт;

Достоинства:

• несколько скоростей работы ротора;
• компактность;
• надёжность;
• простота установки и эксплуатации.

Недостатки:

Grundfos ALPHA2 25-60 180

Страна производитель – Дания. Малошумная модель насоса отличается высоким качеством конструкции. Предназначен для установки в системах отопления малоэтажных домов. Модель имеет два варианта настроек: ручной и автоматический. Способ установки устройства – вертикальный.

Характеристики:

• производительность – 3 м.куб./час.;
• потребляемая мощность – 45 Вт;

Достоинства:

• низкий уровень шума при работе;
• простота монтажа и эксплуатации;
• надёжность;
• длительный срок службы.

Главный недостаток:

Valtec VRS 25/4 130

Страна производитель – Россия. Модель с мокрым ротором и трёхступенчатым переключателем скорости. Корпус изделия выполнен из чугуна. Способ установки – вертикальный и горизонтальный. Максимальный предел рабочей температуры 110°С. Охлаждение ротора осуществляется перекачиваемой жидкостью.

Характеристики:

• производительность – 3000 л./час.;
• потребляемая мощность – 72 Вт;

Достоинства:

• надёжность конструкции;
• доступная стоимость;
• простота монтажа и эксплуатации.

Главный недостаток:

• короткий штатный сетевой шнур.

JEMIX WRF-50/12

Страна производитель – Россия. Модель с мокрым ротором. Насос имеет алюминиевый односкоростной двигатель. Изделие предназначено для установки в системах отопления небольших коттеджей. Способ соединения с трубопроводом – фланцевый. Монтаж насоса производится непосредственно в трубопровод.

Характеристики:

• производительность – 9600 л./час.;
• потребляемая мощность – 550 Вт;

• напор – 12 м.

Достоинства:

Недостатки:

• необходимость приварки к трубопроводу ответных фланцев;
• высокая стоимость.

WWQ CN 25/60-180

Страна производитель – Россия. Модель трёхскоростная с мокрым керамическим ротором. Насос предназначен для установки в системе отопления домов малой этажности.

Характеристики:

• производительность – 58 л./мин.;
• потребляемая мощность – 90 Вт;

Достоинства:

• защита от перегрева;
• простота обслуживания и эксплуатации.

Главный недостаток:

Что нужно учитывать при выборе

Определяющим фактором выбора циркуляционного насоса для системы отопления -является его производительность. Для нагнетания давления в трубах большого диаметра требуется установка агрегатов с большой мощностью. При установке насосов в отдельном помещении обязательно учитываются температурные режимы работы оборудования.

Среди других факторов, оказывающих влияние на выбор циркуляционных насосов для отопления:

• принцип работы;
• способ подключения к системе;

При покупке насоса следует обращать внимание на рекомендации производителей по нормам обогрева помещений. Эти величины отличаются в зависимости от страны установки агрегата.

Заключение

Установка циркуляционных насосов в системах отопления повышает КПД теплового агрегата. Домостроения удаётся нагревать за более короткий срок. Сокращается расход топлива.

Видео-совет, как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Газовые печи для бани: рейтинг, критерии выбора, достоинства и недостатки

Тёплый плинтус: выбор, устройства, достоинства и недостатки

Тепловой насос для отопления дома: виды, эффективность, стоимость монтажа

Предохранительный клапан системы отопления: устройство, принцип работы, выбор защитного клапана

Печь для теплицы: популярные виды и критерии их выбора

Заземление газового котла в частном доме: устройство, требования

Насос для системы отопления — виды, конструкции, расчет

В отопительных системах индивидуальных домов циркуляция теплового носителя по контуру реализуется двумя способами — самотечным за счет разницы в давлениях горячего и холодного потоков, и принудительным с помощью электронасоса. В последнем случае в контур устанавливается специальный циркуляционный насос для системы отопления, проталкивающий тепловой носитель по трубам.

Современную систему обогрева с большим количеством контуров теплых полов и радиаторов сложно представить без электронасоса, позволяющего выбрать любой температурный режим функционирования теплообменных устройств, благодаря своей способности изменять скорость движения жидкости в трубах. При расчете системы подбор нужного агрегата с параметрами, наиболее подходящими для данного контура, является одной из главных задач проектировщиков. При знании несложных формул расчета с помощью интернет ресурсов можно выбрать самостоятельно подходящую модификацию из ряда представленных на рынке образцов отечественного и зарубежного производителя.

Рис.1 Примеры монтажа циркуляционника около котла отопления частного дома

Зачем необходим насос для системы отопления в индивидуальном доме

В системах с естественной циркуляцией теплоносителей подогрев воды производится котлом, которая поступает в него из размещенных в конце нижних радиаторов, при этом трубы для обеспечения самотека теплоносителя располагаются с уклонами сверху и снизу. Обычно такая конструкция используется при небольшом количестве теплообменных приборов и простой схеме разводки, если количество веток возрастает, жидкость не способна переносить при небольшой скорости движения тепло в нужном объеме. Устанавливаемые в контур циркуляционные насосы выполняет следующие функции:

• Благодаря лопастям рабочего колеса электронасосы проталкивают жидкость с более высокой скоростью, чем при самотечном движении — этим достигается подача горячего носителя ко всем теплообменным приборам.
• Установка электронасоса позволяет значительно увеличить протяженность контура, оптимальная длина которого в самотечных системах составляет не более 30 метров. В разводках с большим количеством контуров устанавливают дополнительные помпы, обычно они стоят в коллекторах обогреваемых полов и иногда входят в их комплектацию.
• Распространенные способы довести тепло в нужном объеме к теплообменным приборам при низкой скорости протекания теплоносителя в самотечных линиях — увеличение температуры, поперечного размера труб и мощности котельного оборудования. Циркуляционник справляется с проблемой недостаточной теплопередачи повышением частоты вращения подающего колеса — это увеличивает скорость движения теплоносителя и соответственно повышается тепловая отдача теплообменных приборов.
• Использование циркуляционников позволяет изменять температуру в отопительной магистрали за счет регулировки частоты оборотов центробежного колеса — благодаря этому можно быстро прогреть комнаты на его высокой скорости работы, не дожидаясь полного нагревания рабочего тела в линии.
• Современные высокотехнологичные циркуляционники изменяют свою частоту вращения вала в зависимости от температурных параметров носителя — благодаря этому в магистрали поддерживается постоянная температура при минимальных затратах электроэнергии (экономия может доходить до 40%).
• Один из нетрадиционных вариантов использования циркулярного электронасоса — применение его для борьбы с промерзанием трубопровода в случае длительного отсутствия электроэнергии. Чтобы не сливать воду из труб, его подключают к автономному источнику электропитания в виде бензинового генератора — постоянная циркуляция носителя в системе препятствует его кристаллизации в трубах.

Рис. 2 Циркуляционные насосы на гидростелке и коллекторе

Принцип работы циркуляционной помпы

Все отопительные электронасосы работают по центробежному принципу, который отличается наивысшим КПД среди других разновидностей. Стандартный агрегат имеет рабочее колесо в виде двух плоских дисков с диаметрально расположенными между ними лопастями (закрытая модификация), которые плавно изогнуты в обратную сторону от направления подачи носителя. При включении электродвигателя жидкость втягивается от вращения крыльчатки с лопастями в патрубок, расположенный на центральной оси колеса, при дальнейших поворотах центробежная сила выталкивает ее наружу через выходное отверстие в боковой стенке рабочей камеры.

Какими бывают электронасосы для отопления

Представленный на рынке модельный ряд отопительных электронасосов имеет различия по конструктивному исполнению, техническим характеристикам, области применения, основные отличия следующие:

• Конструктивно все представленные приборы для функционирования в теплосетях разбиты на две большие подгруппы: с сухим и мокрым ротором. В первом случае рабочее колесо отделено от электрического модуля, состоящего из обмотки и ротора, торцевым подпружиненным уплотнением, обеспечивающим высокую герметизацию посадочного отверстия вала. В модификациях с мокрым ротором он вращается в тонкостенном стакане, который при работе заполняется жидкостью, в нем также находится подшипник, удерживающий вал с центробежным колесом.
• По частоте оборотов вала различают тихоходные и быстроходные модели, к классу тихоходных относят все разновидности со скоростью до 1500 об/мин, быстроходными считают устройства с оборотами свыше 1500 об/мин.
• Все современные модели циркулярников имеют переключатели скоростей вращения, их стандартное количество — 2 или 3 скорости. Высокотехнологичные модели последних разработок не имеют ступенчатой регулировки частоты оборотов, скоростью оборотов вала управляет электронная схема с частотным регулированием, работа которой зависит от температурных параметров контура.
• Устройства отличаются коэффициентом полезного действия (КПД), объемом перекачиваемой жидкости и напором, их электрические параметры мощности, силы тока и физические размеры связаны с этими характеристиками. Для бытовых отопительных сетей предельные показатели стандартных моделей: объем прокачки не более 5 м3/ч, напор до 10 метров, мощность до 100 Вт.

Рис. 3 Отопительный насос с сухим ротором в разборе

Циркуляционные электронасосы

Циркуляционные виды работают по центробежному принципу, как и подавляющее большинство водозаборных помп в бытовом индивидуальном водоснабжении. Если для подачи воды устройства имеют несколько ступеней и наряду с номинальным объемом водозабора в 1 — 5 м3/час обеспечивают высокий напор для доставки водных ресурсов на большие расстояния, то в рециркулярных видах напор не играет особой роли.

Если соблюдены небольшие уклоны, то в замкнутой системе теплоноситель может перемещаться самостоятельно за счет разницы плотностей между нагретым и холодным потоками, а дополнительный электронасос позволяет управлять скоростью их перемещения. Поэтому создаваемое им в линии давление необходимо лишь для преодоления гидравлического сопротивления контуров труб большой протяженности (теплые полы).

Средние показатели напора циркулярных устройств расположены в пределах 5 метров, а объем подачи незначительно отклоняется от 3 кубометров в ту или иную сторону. Если в доме установлены коллекторы подачи и обратки для подогреваемых полов, рядом с ними обычно устанавливают дополнительный циркуляционный агрегат, создающий необходимый напор для нагнетания носителя в их отопительные контуры.

В отличие от водозаборных модификаций со многими ступенями, в конструкции циркуляционных электронасосов имеется лишь одно рабочее колесо, а патрубки размещены в линию и имеют сходное сечение (схема In-Line).

Рис. 4 Основные узлы циркуляционника

Конструкция циркуляционного электронасоса

Все модификации отопительных насосов имеет приблизительно одинаковое конструктивное устройство, основными элементами которого являются:

Корпус. Типовой корпус циркуляционников состоит из 2-х частей, которые соединяется между собой через прокладку четырьмя болтами. В гидравлической части расположены входной и выходной патрубки, в моторном отсеке размещается обмотка электрического двигателя и ротор с валом, вставленный в подшипники. Главный материал для изготовления корпусов бюджетных и дорогих моделей — чугун с антикоррозионным покрытием различных цветов. Использование массивного чугуна помимо экономической целесообразности способствует хорошему отводу тепла от нагревающейся обмотки электродвигателя.

Основной вид соединений бытовых электронасосов с трубопроводной магистралью — резьбовой, в более мощных моделях для коммунального хозяйства и промышленности используется фланцевое подключение.

Электродвигатель. Все циркуляционные агрегаты оснащены двухполюсным асинхронным электродвигателем, состоящим из статора с медной обмоткой и ротора, закрепленного на подшипниках и вращающегося в его электромагнитном поле с минимальным зазором.

Насосная часть. Гидравлическая составляющая включает в себя рабочее колесо с крыльчаткой из технополимеров, закрепленное на валу, в конструкциях с мокрым ротором он отделен от статора электродвигателя тонким стаканом. Центробежное колесо может быть открытого типа с одним диском и расположенными на его поверхности изогнутыми лопастями, или закрытого, в котором крыльчатка находится между двумя дисковыми тарелками. В корпусе любого циркуляционного агрегата имеется винт для удаления воздуха из рабочей камеры, второе его назначение – открытие доступа к валу для его ручного прокручивания после долгих перерывов в работе.

Модуль управления и подключения. В боковой части циркуляционных насосов расположена клеммная коробка с электронной схемой управления внутри, к которой подключаются провода электропитания, на ее верхней части находится ручной поворотный или кнопочный переключатель скоростей. В некоторых моделях коробка размещена не сбоку, а на торцевой части корпуса с отсеком для электродвигателя, в дорогих разновидностях на блоке управления имеются сенсорные кнопки и индикаторное табло.

Рис. 5 Конструктивное устройство сухороторных агрегатов

Модели с сухим ротором

Как видно из названия, особенностью модели является ротор, расположенный в воздушной камере — это традиционное исполнение большинства электродвигателей. В теплоносящей среде размещается только крыльчатка рабочего колеса, отделенная от электрической части подпружиненным торцевым уплотнением, герметизирующие кольца которого обычно выполняются из керамики и графита. Агрегаты с сухим ротором обладают следующими особенностями:

• Максимальный КПД бытовых разновидностей с мощностью до 1500 Вт не превышает 65%.
• Агрегаты могут работать в жидкой среде с содержанием мелких взвешенных частиц, поэтому находят широкое применение в бытовых системах ГВС с забором воды из колодцев и скважин.
• Напорные характеристики сухороторных модификаций выше, чем у аналогов с мокрым ротором, устройства обладают более высокой мощностью и используются при отоплении зданий, где площадь обогреваемого помещения измеряется сотнями квадратных метров.
• При вращении вала уплотнитель испытывает повышенную механическую нагрузку и со временем его диски истираются, поэтому низкокачественные модели отечественного и китайского производства требует периодического обслуживания с заменой уплотнительных колец.
• Электродвигатель имеет воздушное охлаждение, поэтому температура, окружающая насос, не должна быть слишком высокой. Мощные промышленные модели имеют на валу электродвигателя крыльчатку, которая всасывает и подает на обмотку воздух для охлаждения.
• Основной недостаток сухороторных агрегатов — повышенный шум при работе, поэтому их располагают в подвальном помещении, где обеспечена для работающего устройства высокая шумоизоляция.

Рис. 6 Циркуляционной насос для системы отопления с мокрым ротором — устройство

С мокрым ротором

В этой модификации вращающийся в теплоносителе ротор находится в жидкой среде и отделен от статора с обмоткой тонкостенным стаканом, выполненным из немагнитного нержавеющего металла или углеродистого волокна. Благодаря такой конструкции циркуляционники имеют следующие плюсы и минусы:

• Так как промежуток между статором и ротором больше из-за изолирующего стакана, а во время вращения ротор испытывает гидравлическое сопротивление воды, максимальный КПД у видов мощностью до 100 Вт не превышает 25%.
• В моделях с мокрым ротором подшипник, удерживающий вал, находится в водной среде, жидкий теплоноситель обеспечивает его смазку и охлаждение. Уплотнительные кольца менее подвержены истиранию, поэтому прибор не нуждается в слишком частом обслуживании.
• Вращение ротора и центробежного колеса в водной среде, которая хорошо поглощает шумы, приводит к более тихому звуку при эксплуатации. Это основной критерий при выборе насоса для бытового использования и решающий фактор для повсеместного применения модификаций с мокрым ротором в бытовом отоплении.
• Так как в электронасосах с мокрым ротором охлаждение производится теплоносителем, устройство не требует дополнительной крыльчатки и массивного корпуса для теплоотдачи и поэтому обладает меньшими габаритными размерами.
• В современных высокотехнологичных моделях для бытового использования реализованы функции частотного управления скоростью для поддержания постоянной температуры в отопительном контуре, устройства можно программировать для задания режимов работы и времени включения и отключения.

Рис. 7 Конструктивное исполнение и материалы изготовления устройств с мокрым двигателем на примере Grundfos серии Alpha

Расчет насоса для системы отопления

Основными характеристиками любого электронасоса являются напор и объем подачи, эти значения зависят от параметров магистрали отопления и котельного оборудования. В свою очередь, котел подбирается в зависимости от площади отапливаемого помещения, при расчетах определяют его мощность с помощью таблиц, для приблизительных подсчетов достаточно просто найти его максимальную производительность по несложной формуле.

Определение мощности котла

Экспериментальным путем установлено, что для домов, расположенных в средней полосе, мощность котла в 1 кВт соответствует 10 квадратным метрам отапливаемого помещения с высотой потолков 2,5 — 2,7 метра. Если рассматривают большой коттедж с высокими потолками, к примеру, 3,2 м, вводится поправочный коэффициент:

3,2 м / 2,6 м = 1,23

и соответственно мощность умножают на это значение.

Также при расчетах используют поправочные коэффициенты в зависимости от климатической зоны, в которой расположен дом, для России применяются следующие показатели:

• 1,5 — 2,0 для северных районов;
• 1,2 — 1,5 для Москвы и подмосковных областей;
• 1,0 — 1,2 для регионов с умеренным климатом в средней полосе;
• 0,7 — 0,9 для южных районов.

К примеру, необходимо определить мощность котла Р для дома площадью 300 м2 с высотой потолков 3,2 м, расположенного в Подмосковье (коэффициент 1,3), расчетная формула выглядит следующим образом:

Р = 300 / 10 х 3,2 / 2,6 х 1,3 = 48 кВт.

Во многих индивидуальных домах котел одновременно используется для отопления и горячего водоснабжения — это означает, что при зимней эксплуатации его мощность должна быть увеличена на 20 — 25%. Также зимой нередко происходят перепады с резким понижением нижнего температурного порога, для борьбы с пиковыми скачками следует создать 10 процентный запас по мощности. В итоге, для рассмотренного дома рассчитываемая мощность котла вырастет и достигнет следующего значения:

Р = 48 х 1,25(25%) х 1,1(10%) = 66 кВт

Как видно из расчетов, начальная мощность 30 кВт для дома площадью 300 м2, определенная приблизительными расчетами, после внесения поправочных коэффициентов на высоту потолков, горячее водоснабжение и пиковые понижения температур, выросла чуть более, чем в 2 раза.

Рис. 8 Таблица для определения мощности котла по площади дома

Если требуется быстро произвести предварительный расчет мощности котла и точность результатов не играет большой роли, умножают общую площадь отапливаемых помещений в 1,5 раза и переводят ее в киловатты в соотношении 10 к 1.

Если приходится самостоятельно отапливать квартиру в многоэтажном жилом доме, первоначально рассчитанную мощность по формуле 10:1 умножают на коэффициенты:

• 0,7 — если рядом расположены соседние отапливаемые квартиры;
• 0,9 — сверху находится обогреваемый чердак;
• 1 — чердак неотапливаемый.

Рассмотренный выше алгоритм расчета справедлив для котельного оборудования, работающего с любым видом горючего: газ, твердое и дизельное топливо.

При расчете тепловой мощности также используют СНиП 2.04.07-86, регламентирующий для тепловых сетей домов низкой этажности (1 — 2 этажа) при наружной температуре в диапазоне от -20°С до -30°С показатель потребления тепла в районе 173 — 177 Вт/м2. Для высотных многоквартирных домов данный показатель нормативного теплопотребления составляет 97 — 101 Вт/м².

Помимо изложенных выше методик, для определения мощности котла используются строительные нормативы, в которых учитывается не площадь, а объемные параметры помещений. Объем определяется умножением площади на высоту потолков, нормы расхода:

• на 1 м3 в панельном доме — 41 Вт;
• на 1 м3 в кирпичном доме — 34 Вт.

Рис. 9 Один из вариантов расчета мощности котла

Расчет объема подачи

Объем подачи является основной характеристикой насоса, он всегда указывается в паспортных данных и измеряется в метрах кубических в час (м3/ч), литрах в час (л/ч), литрах в минуту или секунду (л/мин, л/с). Одна из широко используемых формул для расчета объема подачи имеет следующий вид:

Q = P/(1,163 х (Tп — Tо))

где Q — искомое значение производительности насоса, соответствующее расходу воды, вычисляется в м3/ч;

Р — мощность нагревательного котла в кВт;

1,163 — коэффициент удельной теплоемкости воды (1,16 Вт*ч/кг*К), при использовании другого вида теплоносителей (антифризов) в формулу подставляется соответствующее значение;

Тп — температура подачи теплоносителя в систему, измеренная на выходном патрубке котла;

То — температура обратки на входе жидкости в котел.

Существует определенная опытным путем температурная дельта Δt (Tп- Tо), значение которой:

• В системах теплый пол — 5 — 8°С , если используется коллекторная разводка трубопроводов теплых полов с автоматикой, то она рассчитана на работу с температурным перепадом 10°С и в формулу подставляется это значение.
• Для коротких контуров с использованием только радиаторов отопления значение принимается равным 10°С.
• В многоконтурных системах с коллекторным подключением теплых полов и радиаторами принимается усредненная температурная разница в 15°С.
• Для однотрубных и двухтрубных систем с большим количеством теплообменных батарей берут дельту температур, равную 20°С.

К примеру, рассчитаем по приведенной формуле параметры производительности насоса с использованием котла мощностью 30 кВт в помещении с радиаторной двухтрубной или однотрубной системой отопления (дельта температур Δt составляет 20°С), итак:

Q = 30 / (1,16 х 20) = 1,29 м3/ч

Из приведенных формул и расчетов видно, что чем больше температурная разница между подачей и обраткой, чем меньше объем подачи должен быть у циркуляционного насоса. Это происходит из-за того, что поступающий в систему в небольшом количестве теплоноситель после прохождения по контуру сильно охлаждается и приходит в котел с довольно низкой температурой. При увеличении объема подачи в контур нагнетается больший объем теплоносящей жидкости и она в меньшей степени отдает свое тепло, возвращаясь в обратку с более высокой температурой.

Рис. 10 Зависимость объема перекачки от температурной разницы подачи и обратки для Grundfos

Расчет необходимого напора

Другой параметр насоса, который всегда учитывают при его выборе — напорный показатель, выраженный в метрах и указывающий, на какую высоту способен поднять теплоноситель выбранный агрегат. В отличие от центробежных видов для всасывания воды из водозаборных источников, где требуются высокие напорные характеристики, компрессионные насосы обладают низким напором, который необходим лишь для преодоления гидравлического сопротивления магистрали и создания небольшого давления в системе около 1 бара. Максимальный показатель напора электронасосов с мокрым ротором не превышает 17 м, связано это с тем, что с одним рабочим колесом физически невозможно получить более высокие характеристики (нужна многоступенчатая конструкция).

Если система имеет большое количество контуров теплообменных радиаторов и подогреваемых полов, одного циркуляционного насоса с мокрым ротором для продвижения жидкости и создания напора недостаточно, и в коллекторную разводку или гидрострелку устанавливают дополнительные помпы.

Рис. 11 Напорные характеристики Wilo Star

Напор вычисляется по нескольким формулам, одна из них:

H = R x L x F/10000

• где Н — показатель напора (давления воды) в метрах;
• R — гидросопротивление трубопровода, для данной формулы оно выражается в паскалях на погонный метр и располагается в диапазоне от 50 Па/м до 150 Па/м. Сопротивление движению жидкости в трубах зависит от объема проходящий жидкости, размера и материала их изготовления. Чем больше пропускная способность трубопровода, тем выше гидросопротивление, с увеличением диаметра оно падает, также стенки полимерных труб являются гидравлически гладкими. В современных отопительных системах устанавливают полимерные трубопроводы небольшого поперечного размера из термостойкого полипропилена, сшитого полиэтилена, металлопластика. Они имеют гладкие стенки и внутренний диаметр около 1 дюйма, их сопротивление можно приблизительно приравнять к 100 Па/м.
• L — общая длина контура в м;
• F — коэффициент, учитывающий сопротивление арматуры, фасонных изделий, сантехнического оборудования, принимается равным:
• 1,2 — если в магистрали присутствует смеситель и гаситель гидроударов (гидроаккумулятор);
• 1,3 — при наличии в контуре отводов, тройников, байпасов;
• 1,7 — при установленных термостатических клапанах, регулирующих или балансировочных вентилях;
• 2,2 — когда в линии присутствуют все указанные элементы за исключением термоклапанов и вентилей;
• 2,6 — полная комплектация магистрали перечисленной сантехнической арматурой и фасонными изделиями.

Практически каждая современная отопительная система содержит весь набор перечисленных элементов, поэтому при расчетах принимают коэффициент 2,6;

К примеру, рассчитаем напор жидкости в контуре протяженностью 100 м при коэффициенте 2,6 с полипропиленовыми трубами, имеющими гидросопротивление 100 Па/м, итак:

H = 100 х 100 х 2,6/10000 = 2,6 м.

В результате вычислений объема и напора подачи на примерах, нами получены результаты: количество перекачиваемой жидкости 1,29 м3/ч, нужное давление (напор) 2,6 м. Далее подбирают циркуляционный электронасос по приемлемой цене, который будет постоянно работать в системе, исходя из параметров надежности, функциональности. После выбора производителя и нужной серии рассматривают напорные характеристики моделей. Если остановить свой выбор на немецких Wilo, то подходящая модель для рассмотренного примера, определенная по графикам напорных параметров (рис. 11, точка 1) — трехскоростная Wilo Star RS 15\4, 25\4, 30\4.

Рис. 12 Пример выбора циркуляционной помпы

Насос для системы отопления — критерии выбора

Чтобы правильно выбрать водяной насос для отопления, следует учитывать ряд параметров магистрали для подачи тепла (протяженность, поперечный размер труб) и самого электронасоса, которыми являются:

Принцип работы. В бытовом применении для дач и коттеджей широко используют модификации с мокрым ротором, имеющие по сравнению с сухороторными более низкий КПД и шумовой уровень.

Технические характеристики. Такие данные, как напорные и объемные параметры, являются важнейшими критериями при подборе, они определяются самостоятельно посредством несложных формул, таблиц, онлайн-калькуляторов, при необходимости можно воспользоваться поддержкой специалистов.

Конструкционные особенности. Обычно в магистраль отопления устанавливают насосное оборудование, имеющее корпус из чугуна с хорошей теплоотдачей, если прибор используется одновременно в линии горячего водоснабжения, более подходят приборы в корпусах из нержавейки, бронзы, латуни. В частных домах, где диаметр трубопровода не превышает 2-х дюймов, используют разновидности со стандартной наружной или внутренней резьбой, которые подключаются к соответствующим трубам соединением типа американка, осевое расстояние между патрубками является типовым и в большинстве случаев составляет 180 мм (реже 130 мм).

Рис. 13 Схема размещения циркуляционного насос для системы отопления в доме

Автоматика и защита. При подборе лучше остановиться на моделях с тремя скоростями, позволяющими регулировать поток теплоносителя в сторону увеличения или уменьшения объема, если переключатель на агрегате установлен в среднее рабочее положение. Современные модели с автоматикой регулировки частоты оборотов вала электродвигателя (Grundfos Alpha) способны изменять объем прокачки в связи с теплопотреблением — это способствует снижению шума и энергопотребления, упрощению контроля системы. Так как циркуляционные приборы не имеют внешней защиты от холостого хода при помощи реле, подбирают модификации с внутренней защитой от перегрева обмотки.

Стоимость и производитель. Лидирующее место по качеству изготовления насосного оборудования и ценам занимает известный датский концерн Grundfos, на рынке широко представлены немецкие циркулярники от Wilo, итальянские Speroni и DAB, обладающие наилучшим соотношением ценовых и качественных параметров. Отечественные циркуляционные насосы для систем отопления стоят более чем в 2 раза дешевле зарубежных аналогов, но по качеству изготовления и надежности проигрывают приборам от европейских изготовителей.

Установка в индивидуальном доме

Установка циркуляционного электронасоса в индивидуальном доме производится в участок трубопровода, равный осевому расстоянию прибора, на резьбовое сопряжение типа американка, герметичность обеспечивается резиновыми прокладками и для ее поддержания не требуются дополнительные материалы. С работой по монтажу может справиться любой домовладелец, имея в наличии простой сантехнический разводной ключ.

Рис. 14 Правильное расположение циркуляционника

Требования к монтажу

При монтаже циркуляционного электронасоса соблюдают следующие главные правила:

1. Ось вала прибора должна находиться строго в горизонтальной плоскости, вертикальное расположение способствует понижению мощности до 30% или недостаточному охлаждению обмотки электродвигателя, приводящей к потере работоспособности.
2. Основные требования к монтажу циркулярного электронасоса — удобство его запуска, контроля и обслуживания, которое обеспечивает свободный доступ, в большинстве случаев его устанавливают в линию обратки недалеко от котла (после всех радиаторных теплообменников или теплых полов) по следующим причинам:

• Температура теплоносителя в обратке ниже, чем на выходе из котла, и хотя большинство моделей рассчитаны на эксплуатацию в температурных условиях выше 100°С, данный показатель влияет на срок службы помпы в сторону увеличения при работе с холодной средой.
• При аварийных ситуациях в случае закипания носителя, он может перейти в парообразное состояние с температурой выше допустимых пределов насосного агрегата — это приведет к потере его работоспособности (расплавление пластикового центробежного колеса) при размещении над котлом, а не в линии обратки.
• Плотность холодной воды в обратке чуть выше нагретой на выходе из котла — это способствует повышению КПД агрегата.
• Технологически намного проще установить циркуляционную помпу внизу в точке удобного доступа, чем в верхней части на выходе из котла.

Рис. 15 Установка насос для системы отопления при помощи байпасной перемычки

Советы по установке циркуляционного насоса

При монтаже для удобства обслуживания и ремонта насосный агрегат помещают в байпасную ветку с запорными отсечными кранами, размещенными друг от друга по обе стороны от циркуляционника, на трубопроводе перед входом в байпас монтируютют фильтр грубой очистки от песка и твердых частиц. В прямую линию также помещают запорный вентиль (реже монтируют обратный клапан), при повороте которого водный поток направляется в байпасный отвод с электронасосом.

Во избежание попадания теплоносителя на клеммную коробку циркуляционника при аварийных ситуациях, связанных с потерей герметичности, его размещают таким образом, чтобы блок для подключения располагался сверху или сбоку.

Электронасос ставят в такое положение, чтобы его корпусной винт для стравливания воздуха находился во фронтальной плоскости и к нему был обеспечен удобный доступ. Связано это с тем, что под наружным винтом находится роторный вал с торцевым шлицом под плоскую отвертку — с его помощью можно запустить двигатель устройства после длительного простоя путем ручного проворачивания ротора.

Рис. 16 Маркировка циркуляционных электронасосов Grundfos серий UP и Alpha

Читая про насос для системы отопления, возможно будет интересно также почитать про: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

Известные производители и популярные модели

После того, как определены расчетным путем параметры нужного циркуляционника, рассматривают различных изготовителей, основные правила выбора — оптимальное соотношение цены и качества. На рынке представлен широкий ряд моделей китайских, отечественных и зарубежных производителей, в торговой сети часто встречаются китайские подделки популярных брендов Grundfos (Дания), Wilo (Германия), Dab (Италия).

Чтобы оптимально выбрать водяной насос, наиболее подходящий для конкретной системы отопления, следует сравнить цены и технические характеристики моделей наиболее известных отечественных и зарубежных производителей (параметры некоторых популярных агрегатов приведены ниже).

Следует отметить, что в отличие от относительно дорогих зарубежных аналогов, реализуемые на рынке отечественные и китайские агрегаты часто не имеют встроенной защиты от перегрева и межвиткового короткого замыкания. В случае нарушения герметичности подшипников, прокладок или стакана в моделях с мокрым ротором, попадание воды на электрический провод обмотки статора приводит к полному выходу агрегата из строя без возможности ремонта в силу его экономической нецелесообразности.

Рис. 17 Преимущества Grundfos Alpha 2

Grundfos Alpha 2 25/60 180

Трехскоростные агрегаты серии Alpha 2 со стоимостью около 200 у.е. пожалуй лучшие дорогие насосы от зарубежного производителя, признаны крупнейшим европейским объединением VDE самыми энергоэффективными электронасосами в мире по соответствующему индексу EEI. По сравнению с аналогами, серия имеет массу преимуществ, отображенных на рис. 17, оснащена электронным индикатором энергопотребления. Главными техническими параметрами приведенной модели являются следующие показатели:

• материал корпуса: чугун, нержавейка для систем ГВС;
• предельный напор: 6 м;
• максимальный объем перекачки: 3,4 м3/ч;
• мощность энергопотребления при разной частоте вращения роторного вала: 3 — 18 Вт;
• номинальный диаметр подсоединительных патрубков: 1 1/2 дюйма;
• температура прокачиваемой жидкости: 2 — 110°С;
• шумовой уровень: до 43 Дб;
• давление в системе: до 10 бар;
• пылевлагозащита: степень IPX4D.
• вес: 2,1 кг.

Grundfos UP 15-14 B

В линейке циркуляционных помп для систем отопления Grundfos с мокрым ротором, данная односкоростная модель отличается от аналогов невысокой стоимостью около 120 у.е. и средними техническими характеристиками. Изделие выполнено в композитном корпусе из латуни и пластика, имеет встроенные защиту от перегрева, термостат и таймер, задающий время отключения, его главные технические характеристики:

• максимальный напор: 1,4 м;
• номинальный объем прокачки: 0,5 м3/ч;
• мощность энергопотребления: 25 Вт;
• диаметр (мм) входного и выходного патрубков: 15;
• температура рабочего тела: 2 – 95°С;
• вес: 1,16 кг.

Рис. 18 Grundfos Alpha 2 25 60 180, Grundfos UP 15 14 B

Насос для системы отопления Wilo Star RS 25/4

Линейка 3-х скоростных немецких циркуляционников с мокрым ротором Wilo Star RS разработана для эксплуатации в контурах индивидуального отопления коттеджей и дач, данная модификация отличается относительно невысокой стоимостью (около 100 у.е.) и имеет следующие параметры:

• максимальный напор: 4 м;
• номинальный объем прокачки: 3,3 м3/час;
• соединение подающего и выходного патрубков: резьбовое с внутренним размером 25 мм (1 дюйм) и наружной резьбой 1 1/2 дюйма;
• предельная температура рабочей среды: 110°С;
• мощность энергопотребления: в зависимости от частоты вращения колеса 28/38/48 Вт;
• максимальное давление в контуре: 10 бар;
• защита и изоляция, классы: IP44, F.
• масса: 2,5 кг.

Wester WCP 25/60G

Насос для системы отопления Wester — отечественная торговая марка группы компаний Импульс, представленная бюджетная модель (средняя цена около 35 у.е.) в чугунном корпусе с мокрым ротором имеет три ступени ручного переключения скоростей и обладает следующими характеристиками:

• предельный напор: 6 м;
• максимальный объем подачи: 2,7 м3/ч;
• потребляемая мощность на наивысшей скорости: 93 Вт;
• номинальный диаметр входного и выходного патрубков: 1 дюйм;
• температура перекачиваемой жидкости: 2 – 110°С;
• допустимая температура, окружающая агрегат снаружи: не более +40°С.

Рис. 19 Насос для системы отопления Wilo Star RS 25 4, Wester WCP 25 60G

Джилекс Циркуль 25/40

Модель является одним из представителей серии циркуляционников российского производства со средней стоимостью около 40 у.е., имеет три ступени переключения частоты оборотов вала, ее параметры:

• предельный напор: 4 м;
• объем прокачки: до 4,2 м3/ч;
• мощность при различных скоростях: 32/50/65 Вт;
• номинальный диаметр присоединительных патрубков: 1 дюйм;
• температура рабочего тела: 10 — 110°С;
• предельный шумовой уровень: 65 Дб;
• допустимая температура внешней среды: 40°С;
• вес: 2,9 кг.

Unipump UPC 25/60

Unipump — бренд отечественного поставщика, основное производство сосредоточено в Китае, приведенная модель с мокрым ротором относится к разряду недорогих (средняя цена около 45 у.е.), насос для системы отопления имеет стандартный для всех модификаций чугунный корпус и три положения регулятора скорости. Главные параметры помпы Unipump UPC 25/60:

• предельный напор: 6 м;
• объем прокачки: до 4,7 м3/ч;
• потребляемая мощность при трех скоростях: 55/70/100 Вт;
• присоединительный размер внешней резьбы: 1 1/2 дюйма;
• температура рабочего тела: 2 — 110°С;
• допустимая температура внешней среды: не более 40°С;
• класс защиты: IP 42.

Рис. 20 Джилекс Циркуль 25 40, Unipump UPC 25 60

Калибр НЦ 15/6

Недорогой отечественный циркулярный насос для системы отопления в корпусе из чугуна со средней стоимостью около 30 у.е., имеет три стандартные скорости и параметры:

• предельный напор: 6 м;
• объем перекачки: 2,4 м3/ч;
• потребляемая мощность: 40/60/90 Вт;
• присоединительный размер внешней резьбы: 1 дюйм;
• рабочая температура циркуляции теплоносителей: 2 — 110°С;
• допустимая температура внешней среды: не более 55°С;
• предельное давление в системе: 6 бар;
• вес: 2,44 кг.

Беламос BRS 25/4G

Недорогая трехскоростная разновидность российского электронасоса в корпусе из чугуна (цена около 30 у.е.) с параметрами:

• напор: максимум 4,5 м;
• пропускная способность: до 2,8 м3/ч;
• потребляемая номинальная мощность: 72 Вт;
• номинальный диаметр подсоединительных патрубков: 1 дюйм;
• температура рабочего тела: 2 — 110°С;
• масса: 2,97 кг.

Рис. 21 насос для системы отопления Калибр НЦ 15 6, Беламос BRS 25 4G

Подбор циркуляционного насоса для бытовой отопительной системы производят путем расчета его параметров по формулам или посредством онлайн-калькуляторов, специальных компьютерных программ от некоторых производителей электронасосного оборудования. Хотя российские агрегаты дешевле импортных моделей минимум в два раза, они потребляют значительно большее количество электроэнергии (к примеру, соотношение энергопотребления Grundfos Alpha 2 и Калибр НЦ 15/6 при более низких характеристиках у последнего составляет 1:5) и имеют более короткий срок службы. При выборе следует учитывать данные факторы, которые при грамотном подходе говорят в пользу итальянских и немецких моделей (если они будут работать постоянно), имеющих оптимальное соотношение цены, энергопотребления и качества.