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

Водяной насос для отопления частного дома: рассмотрим варианты

При решении вопросов с организацией обогрева собственного жилья подавляющее большинство домовладельцев отдает предпочтение водяной системе отопления. Способы получения тепла могут разниться – в зависимости от наличия источников энергии, преобладающих в регионе видов топлива, экономичности того или иного подхода. То есть, собственно, котел может устанавливаться в зависимости от обстоятельств, газовый, электрический, твердотопливный – длительного горения или с автоматической подачей топлива, дизельный и т.п . А вот распределение тепловой энергии по по мещениям в большинстве случаев осуществляется посредством циркулирующего по трубным контурам теплоносителя – воды или специально подобранной технической жидкости.

Водяной насос для отопления

При проектировании водяной системы отопления, самостоятельно или с привлечением специалистов, необходимо грамотно подходить к выбору всех агрегатов, узлов и комплектующих, от котла и радиаторов до труб и последней задвижки – все должно в полной мере соответствовать планируемым параметрам, создаваемой системы. Одну из ключевых ролей играет и водяной насос для отопления, так как система , оснащенная устройством для принудительной циркуляции, всегда отличается стабильностью в работе и высокой эффективность . Поэтому настоящая публикация будет полностью посвящена нюансам устройства насосов, критериям их выбора и основным правилам установки.

Так ли нужен циркуляционный водяной насос для отопления?

Наверняка , многие из экономных хозяев зададутся вопросом – а нельзя ли вообще не «заморачиваться» с насосом. Ведь в небольшом доме с несильно разветвлёнными контурами, можно отопление организовать по схеме естественной циркуляции.

Да, безусловно, такая возможность есть. Для этого необходимо правильно расположить расширительный бачок, подобрать трубы соответствующего диаметра и смонтировать их с определенным уклоном, оптимально расставить радиаторы отопления. Одним словом, когда говорят о простоте системы с естественной циркуляцией, то это утверждение весьма сомнительно.

Основное достоинство естественной циркуляции – не привязанность ее к электрическому питанию (если, конечно, сам котел – энергонезависимый). Во всем остальном – она существенно уступает циркуляции принудительной.

Простейшая схема системы отопления с естественной циркуляцией

Теплотехнические расчеты показывают, что даже при самых оптимальных условиях – высоком КПД котла, рациональном размещении всех узлов, чистых, не заросших отложениями трубах и минимуме запорных или, иных арматурных элементов, естественное повышение давления за счет разницы температур и создания уклона будет в пределах 0,6 атмосфер. Этого бывает явно недостаточно для преодоления сильного гидравлического сопротивления в разветвленной сети или даже при случающихся форс-мажорных обстоятельствах — случившийся засор в трубах с заужением внутреннего просвета или даже кратковременная остановка газового котла могут привести к разбалансированию системы отопления, и ее долго придётся « приводить в чувство».

Итак, резюмируем достоинства и недостатки естественной и принудительной циркуляции:

1. К преимуществам естественной циркуляции, как уже говорилось, можно отнести лишь полную энергонезависимость и относительную простоту обвязки самого котла. Зато недостатков – целый перечень:

— Необходимость использования труб разного, в том числе и достаточно большого диаметра, что приводит к удорожанию проекта и к сложностям в монтаже. Система требует очень тщательных теплотехнических расчетов , с точным соблюдением уклонов, с обязательным учетом превышений расположения одних элементов над другими и с иными нюансами.

— Передача тепловой энергии на значительные расстояния (высоты) просто невозможна. И высота, и длина создаваемого контура ограничены.

— Низкая скорость естественного перемещения теплоносителя приводит к совершенно ненужным энергетическим потерям, неравномерности распределения тепла по по мещениям, а значит – к снижению общего КПД системы и ее экономичности.

— Система с естественной циркуляцией очень тяжело поддается каким-либо точным регулировкам, оптимизации распределения тепловых потоков по по мещениям дома .

2. А теперь – о принудительной циркуляции в контурах отопления.

К ее недостаткам приписывают зависимость от наличия электропитания – при сбоях в подаче электроэнергии система отопления останавливается.

— Ну, во-первых, ничто не мешает организовать всю систему таким образом, чтобы она могла работать в обоих режимах — достаточно установить насосный узел на « обратке » перед входом в котел . Для примера на рисунке воспроизведена все та же схема, но с указанием места врезки циркуляционного насоса. О порядке обвязки будет рассказано ниже.

Та же схема, но с добавленным в нее циркуляционным насосом

— Во-вторых, согласимся, что сейчас все же не «заря электрификации страны». И, положа руку на сердце, дадим себе честный ответ на вопрос – как часто, насколько регулярно и на какую продолжительность в конкретном районе (городе, поселке ) отключают электроэнергию. Если это – лишь досадные эпизоды, связанные с какими-то аварийными ситуациями, то все можно решить установкой системы бесперебойного питания. Мощность потребления у циркуляционных насосов, как правило, очень невелика, и даже небольшой UPS позволит легко поддержать всю систему отопления в рабочем состоянии.

Если, конечно, еще есть такие места, где перебои с подачей электричества являются систематическими и длительными, то в этих населенных пунктах, безусловно, лучше организовывать отопления по схеме естественной циркуляции.

Но зато установка насосного оборудования разом придает системе отопления немало преимуществ:

• Резко уменьшается материалоемкость создаваемой системы – трубы большого диаметра могут не понадобиться. А это – еще и облегчение процесса их монтажа.
• При соблюдении необходимых мер термоизоляции трубопроводов , тепловая энергия может передаваться на значительные расстояния и высоты, что очень важно для системы отопления в крупный коттеджах, в несколько этажей или с пристройками.
• Резко возрастает КПД системы отопления. Энергозатраты на работу насоса не идут ни в какое сравнение с тем выигрышем, который достигается за счет повышения эффективности системы.
• Появляется возможность «зонирования» системы отопления, использования различных вариантов теплообмена – обычных радиаторов, конвектором или водяных « теплых полов».
• Система отопления получается «гибкой» — она легко поддается регулировкам как в общем , так и на отдельных ее участках. В любом помещении, при желании , можно поддерживать индивидуальный уровень нагрева. При необходимости, можно быстро организовать перераспределение тепла с акцентом на конкретный участок.
• Система с принудительной циркуляцией намного проще в запуске и в регулярном обслуживании.

Наверное, больше убеждать не надо: врезку циркуляционного насоса в систему водяного отопления можно рассматривать, как насущную необходимость. Если он еще не стоит, то при очередном обслуживании отопления с естественной циркуляцией или при его реконструкции этот вопрос нужно поставить в разряд первостепенных.

А теперь ближе к вопросам устройства насосов и выбора нужных моделей.

Как устроены циркуляционные насосы?

Практически все циркуляционные насосы организованы по центробежной схеме. В специальной камере (улитке) вращается лопастное колесо (крыльчатка), которое отбрасывает входящий поток жидкости от центра к краям камеры. За счёт центробежной силы при вращении колеса в центре на входе создается область разрежения, а на выходе – повышенного давления. Этой разницы достаточно для того, чтобы создать ровный устойчивый циркуляционный поток в контуре отопления.

Главная проблема, которая стояла перед разработчиками насосов такого типа – обеспечить надёжную изоляцию электрической части. Первые смелые попытки были сделаны еще в начале XX века, когда были созданы первые циркуляционные насосы с ротором, полностью изолированным от воды (сухого типа). Несколько позднее были разработаны установки с роторами, находящимися в среде теплоносителя (мокрого типа).

Безусловно, с тех пор конструкции постоянно совершенствуются, но и по сей день используются все те же схемы работы циркуляционных насосов – «сухая» и «мокрая».

Насосы «сухого» типа обычно достаточно массивны и требуют консольной установки

1. Насосы «сухого» типа обычно массивные, с характерным вынесенным в сторону вытянутым моторным отсеком. Они достаточно шумные, и установка в жилых помещениях с этой точки зрения нецелесообразна.

Примерное устройство сухих » насосов показано на рисунке (область, заполненная теплоносителем, обозначена зеленым цветом):

Примерная схема устройства насоса «сухого» типа

Электродвигатель ( поз . 2), которому при его работе требуется охлаждение, поэтому чаще всего на нем установлен кожух ( поз . 1), под которым скрыт вентилятор.

Вал ротора двигателя одет на шарикоподшипник ( поз . 6), а внутренняя часть электродвигателя дополнительно защищена ( поз . 7) уплотнительным кольцом (иногда – уплотнителем сальникового типа).

Блок электродвигателя соединён с корпусом насосной части ( поз . 9) через металлический (чугунный, латунный) опорный фланец ( поз . 3) болтами или винтами. Прокладка (поз. 8) обеспечивает герметичность этого сопряжения.

В гильзе рабочего вала (поз. 5) установлена пара уплотнительных колец (поз. 11), изготовленных из специального материала, обеспечивающего наиболее плотное их прилегание друг к другу за счет разницы внешнего атмосферного давления и напора, создаваемого насосом. Кольца изготавливаются из особого угольного агломерата, из керамики или, реже, из нержавеющей стали.

Создание напора обеспечивается вращением рабочего колеса (поз. 12), отбрасывающим поступающую из точки входа в камеру (поз. 10) жидкость к краям «улитки».

Для предотвращения скопления воздуха предусмотрен воздушный клапан (поз. 4). Часто имеется возможность установки контрольного манометра на выходе – на рисунке показано заглушенное отверстие для него (поз. 13).

Насосы «сухого» типа отличаются высокой производительностью, КПД у них доходит до 80%. Но, вместе с тем, они требуют к себе намного больше внимания – уплотнительные кольца подлежат периодической замене, так как достаточно быстро изнашиваются. Обычно такие насосы устанавливают в отдельных помещениях из-за их шумности и необходимости особых условий. Обычная сфера их применения – мощные теплопункты или системы отопления, где производительность насосного оборудования играет решающую роль. В домашних системах они применяются в исключительных случаях – здесь вполне достаточно насосов с «мокрым ротором».

2. Насосы «мокрого» типа всегда намного компактнее (при равных показателях производительности). Если «сухие» насосы чаще всего требуют консольной установки, то «мокрые» просто врезаются в трубопровод.

«Классический» вид циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

Дополнительная система охлаждения им не требуется – излишки тепла всегда отводятся циркулирующей через них жидкостью.

Схематично устройство «мокрого» циркуляционного насоса можно изобразить следующим образом :

Схема устройства насоса с «мокрым» ротором

Статор двигателя (поз. 4) в данном случае расположен в герметичном металлическом «стакане» (поз. 8). Ротор же не имеет привычного для двигателя коллекторно-щеточного механизма, электротехнически он организован иначе, так как вращается в жидкой среде теплоносителя (показан так же , как и на первой схеме зеленоватым фоном). Вал ротора (поз. 7) опирается с обеих сторон на подшипниковые втулки (поз. 2), а сам теплоноситель в этой схеме выполняет роль никогда не высыхающей смазки. Именно поэтому очень важно, чтобы внутри насоса не скапливался воздух и подшипники всегда были в «мокром» состоянии. Чтобы достичь этого, вал двигателя должен при любом расположении насоса оставаться исключительно в горизонтальном положении, а для выпуска воздуха предусмотрена резьбовая пробка-клапан (поз. 6), герметизация которой в закрученном состоянии обеспечивается прокладкой ( по. 5 )

В остальном же – та же камера-«улитка» в чугунном или латунном корпусе (поз. 1), рабочее колесо (поз. 3), создающее центробежное ускорение жидкости и перепад давления на входе и выходе из насоса ..

Достоинство – не нужны сложные и быстроизнашивающиеся уплотнения на вращающихся узлах. Обычные прокладки на неподвижных соединениях (поз. 10) полностью решают проблему герметизации насоса.

Вращение ротора происходит в жидкой среде, что¸ конечно, из-за повышенного сопротивления воды существенно снижает КПД подобного насоса (обычно этот показатель достигает примерно 50%). Тем не менее , применение «мокрого» насоса является вполне оправданным в условиях индивидуальной системы отопления:

• Такие насосы работают практически бесшумно – даже установленные в жилых помещениях (например, на коллекторе « теплого пола»), они не приносят каких-либо ощущений дискомфорта.
• Низкий КПД в полной мере окупается невысоким потреблением энергии. Так, насосы начальной категории производительности, которые чаще всего используются для систем отопления небольших домов и коттеджей, имеют паспортную потребляемую мощность от 25 до 50 Вт – сравнимо с небольшой лампочкой.
• При соблюдении требований эксплуатации они могут служить десятилетиями, абсолютно не требуя какого-либо вмешательства – профилактического обслуживания или ремонта. Главное – не оставлять ротор сухим. В остальном, по большому счету , там просто нечему ломаться или истираться (в отличие от коллекторных электродвигателей, у которых изнашиваются щетки , или «сухой» схемы насоса, с постепенно истирающимися уплотнительными кольцами).

Итак, не нужно особо мудрить – для домашних автономных систем отопления вполне будет достаточно насосов с «мокрым» ротором.

Они удобны еще и тем, что имеют модульную конструкцию – легко разбираются на составные узлы, каждый из которых, в случае выхода из строя, может быть заменен на исправный.

Как правило, такие насосы имеют модульную конструкцию

На рисунке цифрами обозначены:

1 – корпус рабочей камеры насоса. Чаще всего изготавливается из серого чугуна, хотя встречаются модели и из медных сплавов (латуни или бронзы).

2 – рабочее колесо. Оно испытывает значительные нагрузки от сопротивления жидкости, поэтому изготавливается из прочных полимерных композитов со стекловолоконным армированием.

3 – ротор электропривода насоса с постоянными магнитами.

4 – рабочая ось (вал) ротора. В современных моделях насосов изготавливается из высокопрочной металлокерамики. Со стороны рабочего колеса опирается на радиальный подшипник в подшипниковой обойме из нержавеющей стали. С противоположной (со стороны двигателя) — в опорный подшипник. В обоих местах установлены прочные подшипники скольжения из сочетания графита и керамики.

5 – корпу с с татора электропривода насоса. Может быть литой чугунный либо штампованный – из нержавеющей стали.

6 – клеммная коробка , в которой подключается кабель питания. На ней же обычно расположен и регулятор режимов работы насоса (если это предусмотрено конструкцией).

7 – клапан (воздушный винт) для стравливания воздуха из корпуса насоса после заполнения системы отопления.

Сборка всех модулей в одну конструкцию производится винтовым соединением и не представляет абсолютно никакой сложности.

Видео: устройство и установка циркуляционного насоса « Grundfos »

Как правильно выбрать нужный циркуляционный насос?

Теперь, когда с устройством циркуляционного насоса определенная ясность достигнута, нужно разобраться с параметрами подбора этого устройства под конкретную систему отопления.

При внешнем сходстве насосы могут серьезно различаться рабочими параметрами

Внешне такие насосы, особенно от одного производителя, могут быть очень похожи друг на друга, и даже мало различаться размерами или расцветкой. Тем не менее , различия между ними есть и это обязательно учитывается при выборе. Каковы основные критерии при выборе?

• Напряжение питания – обычно в домашних условиях используется техника с однофазным питанием напряжением 220 В , частотой переменного тока 50 Гц.
• Потребляемая мощность – зависит от конкретной модели и от режима работы. У насосов, имеющих переключение на несколько скоростей прокачки воды, обычно на корпусе нанесена табличка с указанием потребляемой мощности и силы тока в каждом из режимов. Впрочем, практически у всех насосов, используемых в быту, максимальная мощность нагрузки редко превышает 50 – 70 Вт.

Некоторые параметры часто указываются на корпусе насоса

• Обязательно учитывается максимальная температура перекачиваемой жидкости. У насосов, предназначенных для систем отопления, как правило, допустимый максимум – 110 градусов, то есть с огромным запасом больше, чем достаточно.
• Из размерных величин прежде всего интересует диамет р р езьбовой части и монтажная длина. Подавляющее большинство насосо в в резаются в контур с помощью накидных гаек-американок (фланцевые) патрубки с самими гайками очень часто входят в комплект поставки насоса. Самые применяемые в условиях частного жилья диаметры по европейской метрической классификации – 25 или 32 мм (1 и 1¼ дюйма). Стандартные монтажные длины насосов этого класса – 130 или 180 мм.
• Класс защиты электроприборов – как правило, современные циркуляционные насосы имеют по международной классификации класс защиты IP44 . Это означает, что приборы защищены от попадания внутрь твердых инородных предметов и частиц крупнее 1 мм (первая цифра – «4»), а также полностью застрахованы от попадания на электрические контакты водяных брызг или капель, летящих под любым углом (вторая цифра – «4»).
• На корпусе насоса нередко указывается и величина максимального давления на выходе (обычно порядка 10 бар). В практическом приложении эта величина говорит не о многом. Гораздо большее значение имеют родственные показатели – производительности аппарата и создаваемого водяного напора.
• Производительность насоса – это количество жидкости, которое он способен перекачать в единицу времени. Обычно эта величина указывается в м³/час.
• Величина создаваемого напора измеряется в метрах (дециметрах) водяного столба.
• Очень часто основные технические параметры наосов вынесены в их заводское наименование модели. Например, название насоса датской фирмы Grundfos « ALPHA2 L 25-40-180» поведает о том, что это изделие из модельной линейки « Alpha2 L», оба патрубка, на входе и на выходе имеют диаметр 25 мм, создаваемый водяной напор – 40 дм ( 4 м ), а монтажная длина насоса – 180 мм.

С этим всем разобраться несложно, но как определить, какая из моделей оптимально подходит под конкретную систему отопления? Здесь – несколько сложнее, так как придется углубиться в расчеты .

Самостоятельный расчет параметров насоса

Проще всего в этом случае – взять усредненное значение, воспользовавшись таблицей. Однако, уместно будет сделать ряд предупреждений:

Эта таблица рассчитана для практически идеальных условий – максимально высокий КПД котла и насоса, оптимальное соотношение объема теплоносителя в системе к единице мощности (10 ÷ 12 л/ 1кВт ). Для расчетов было взято условие трехкратной полной циркуляции теплоносителя в течение часа.

Цены на электрические водяные насосы Джилекс

Обратите внимание, что в столбцах мощности отопительного котла указаны три значения – для обычного радиаторного отопления с разницей температуры на входе и выходе ΔТ=20 ° С , для конвекционной схемы — ΔТ=15 ° С , и для системы « теплый пол», в которой перепад температуры всегда обеспечивается минимальный — ΔТ=10 °С . (Полная таблица не приводится – здесь только выдержка из нее отапливаемой площади до 1100 м²) .

планируемая площадь отопления (кв. м)	Требуемая тепловая мощность (кВт) при перепадах температуры теплоносителя на входе и выходе из котла ( Δt)			параметры насоса (минимум)
Δt= 20 °	Δt= 15 °	Δt= 10 °	производительность (м ³/час)	создаваемый напор (без учета гидравлического сопротивления и разветвленности системы)
до 200	28,0	21,0	14,0	1,25	1,0
350	46,0	35,0	23,0	2,0	2,0
500	70,0	52,0	35,0	3,0	2,0
900	116,0	87,0	58,0	5,0	3,0
1100	140,0	105,0	70,0	7,0	3,0

Однако, не все так просто. Конечно, полученные данные в определенной мере могут стать ориентиром для приобретения нужной модели, но все же можно и ошибиться, так как ы полученных значениях не учтены, к примеру, особенности гидравлического сопротивления системы отопления и ее разветвлённость . А величины сопротивления (потери давления, создаваемого насосом) могут быть весьма существенными:

Элементы системы отопления	Примерные потери давления на элементах (кПа)
Котел отопления обычный	до 5
Котел отопления компактный	от 5 до 15
Автономный теплообменник (при наличии двухконтурной системы)	от 10 до 20
Калориметр (счетчик тепловой энергии)	от 15 до 20
Теплообменник бойлера косвенного нагрева	от 2 до 10
Теловой насос	от 10 до 20
Радиатор отопления	до 1
Конвектор отопления	от 2 до 15
Вентиль на радиаторе	до 10
Трехходовый вентиль	от 10 до 20
Обратный клапан	от 5 до 10
Фильр грубой очистки ( с чистой сеткой)	от 15 до 20
Гидравлическое сопротивление пластиковых труб	150 Па на 1 пог.метр

Так что лучше взять план дома (квартиры), лист бумаги, ручку, калькулятор, и просчитать все параметры самостоятельно. Это не так сложно, и времени много не займет .

1. Для начала, определим необходимую тепловую мощность для обогрева помещений, которые будут охвачены нашей системой отопления. Для этого суммируем площадь всех комнат, получая значение Σso.

2. По таблице удельных мощностей (Qs) определяем нужное значение исходя из региона проживания:

Регион России, в котором ведется строительство	Величина удельной мощности Qs (кВт) на 10 м ²
Южные регионы страны (Северный Кавказ, Прикаспийские, Приазовские, Причерноморские области)	0,7 ÷ 0,9
Центральное Черноземье, Южное Поволжье	1,0 ÷ 1,2
Центральные области Европейской части, Приморье	1,2 ÷ 1,5
Северные районы Европейской части, Приуралье, Сибирь	1,6 ÷ 2,0

3. Подставляем данные в формулу М = Σso × Qs : 10

Например, необходимо провести расчет для дома, расположенного в Рязанской обл (Центральный регион). Общая площадь коттеджа, охваченная системой отопления, составляет 200 м².

М = 200 × 1,3 / 10 = 26 кВт.

4. Производительность насоса вычисляется по следующей формуле:

G = M / ΔТ × Cт

М – требуемая мощность котла, мощность , которую мы уже нашли раньше (в Вт).

ΔТ – перепад температур в системе отопления, о котором упоминалось выше – 20, 15 или 10 градусов.

Ст – коэффициент, учитывающий удельную теплоёмкость жидкости, используемой в качестве теплоносителя. Для воды это значение принимается равным 1,16. Если в систему заливается иная жидкость, например, антифриз с соответствующими присадками, то это значение должно быть указано в ее характеристиках.

В нашем случае считаем для обычных радиаторов и для воды в качестве теплоносителя

G = 26000 / 20 × 1,16 = 1121

Полученная величина выражена в килограммах в час, что, согласитесь, не совсем удобно. Но нет ничего проще, чем перевести ее в единицы объема – просто разделим на плотность воды при средней температуре около 70 градусов –970 кг/м³.

В итоге получаем G = 1121 / 970 = 1,21 м³/ час

Такой же расчет, но гораздо быстрее, можно провести с помощью предлагаемого калькулятора:

Калькулятор для расчета производительности насоса

5. Следующая важнейшая величина для правильного подбора насоса – создаваемый им напор воды (часто называют водяной столб).

Главный смы сл зд есь заключается в том, что насос должен создать усилие, которое преодолеет гидравлическое сопротивление на всех участках системы. При этом вертикальный подъем теплоносителя в расчет особо и не принимается, так как это в полной мере компенсируется обратно направленным усилием на нисходящих участках контура. А вот сопротивление труб, вентилей, теплообменников, иных элементов имеет очень большое значение.

Как читатель уже убедился, ознакомившись с таблицей выше, каждый элемент системы отопления дает определенное падение напора. По уму , конечно, необходимо проводить полный подробный расчет – кстати, именно так и делается при использовании специальных прикладных программ. Однако, практика показывает, что в условиях ограниченных систем, в масштабах дома или квартиры, достаточно учесть длину труб, а потом вести в формулу поправочный коэффициент на «сложность».

Формула выглядит следующим образом:

Н = Σᴸ × R × Zr

Н – вычисляемый напор, создаваемый насосом (значение будет получено в паскалях , Па )

Σᴸ — суммарная длина всего контура отопления, включая как подачу, так и трубы обратки . Если предусматривается водяной теплый пол, то обязательно учитывается полная протяженность всех контуров, завязанных на один насос.

R – удельное сопротивление метрового участка трубы. Смотрим в таблицу – для пластиковых труб это значение равно 150 Па/ м

Zr – коэффициент, учитывающий насыщенность системы запорными вентилями, фитингами, терморегуляторами, теплообменниками и т.п . – всеми теми элементами, которые создают потери давления. Значение этого коэффициента принимают равным:

1,3 – если используются стандартные, штатные фитинги и вентили.

1,7 – при использовании в системе термостатических элементов ( трех — или четырехходовых кранов, поддерживающих установленный уровень температуры).

2,2 – при сильно разветвленной системе, с большим количеством фасонных и регулирующих элементов.

Допустим, мы считаем необходимый напор для системы с общей длиной труб 170 м , и с установленными терморегуляторами на каждом из радиаторов отопления. Коэффициент в этом случае лучше взять 2. 2

Н = 170 × 150 × 2,2 = 56100 Па

Чтобы перевести в метры водяного столба (примерно, но с допустимым уровнем точности), нужно разделить на 10000. В итоге получаем 5, 6 метров .

Итак, в рассматриваемом нами примере мы определяемся с выбором насоса – производительность минимальная 1,23, округляем до 2 м³/час при создаваемом напоре 5,6 — с округлением 6 м .

Калькулятор расчета напора, создаваемого насосом

Чрезмерно завышать параметры приобретаемого оборудования абсолютно бессмысленно. Даже в приведенных формулах уже заложен определенный запас, которого должно хватить на все «форс-мажоры». Излишняя производительность и напор просто останутся невостребованными и даже создадут определенный дисбаланс в работе системы отопления, приведут к ненужному перерасходу электроэнергии.

Несколько советов по установке циркуляционного насоса

Установка насоса в систему отопления обычно не вызывает больших сложностей, особенно при использовании полипропиленовых труб. Инструментов и комплектующих для этого требуется немного.

Типичный набор инструментов и принадлежностей для установки циркуляционного насоса

Подобрать и вварить в контур гайки-«американки» на расстоянии, соответствующем монтажной длине прибора – задача несложная для опытного домашнего мастера. А затем останется только установить сам насос, надеть уплотнительные прокладки и затянуть американки с обеих сторон.

После того, как муфты с накидными гайками врезаны в трубы, установить сам насос — дело одной минуты

Однако, при монтаже насоса еще нельзя забывать о целом ряде нюансов.

• Где бы насос ни устанавливался, перед ним по ходу движения теплоносителя рекомендовано смонтировать сетчатый («косой») фильтр. Попадание твердых частиц в «мокрые» подшипники насоса может вывести их из строя или снизить эффективность работы устройства.
• После насоса рекомендовано установить обратный клапан – эта мера направлена предотвращение обратного тока при выключенном питании насоса и на защиту от возможных гидравлических ударов
• В обычных радиаторных или конвекторных системах отопления циркуляционный насос рекомендовано устанавливать в точке с самой низкой температурой – на линии обратки в непосредственной близости к котлу.

Типичное место установки насоса в радиаторных системах отопления

• Если организуется система « теплый пол» то насос, наоборот, ставится только на подаче. Перепады температуры здесь невелики, но вот опасность завоздушивания контуров – достаточно серьезная . Чтобы избежать вероятности разрыва потока, насо с с тавится перед подающим коллектором.
• Чтобы обеспечить возможность переключения системы с принудительной на естественную циркуляцию теплоносителя, насос можно смонтировать по следующей схеме:

Рекомендуемая схема монтажа циркуляционного насоса

— Сам насос (поз. 1) монтируется на штатные накидные гайки-«американки» (поз. 5).

— Как уже упоминалось, перед насосом устанавливают сетчатый филь тр гр убой очистки (поз. 3), а непосредственно за ним – клапан обратного тока воды (поз. 4).

— Управление этим узлов осуществляется с помощью трех вентилей (поз. 2). Оставляется открытым либо прямой участок – для естественной циркуляции, либо наоборот – участок с насосом. Кстати, вентиль на прямом участке может быть задействован и для тонкой балансировки системы при работающем насосе – в этом случае он играет роль своеобразного байпаса.

• Про это уже говорилось, но нелишним будет напомнить – насосы с «мокрым» принципом действия устанавливаются только в положении, обеспечивающем строгую горизонтальность ротора.
• Около места установки насоса должна быть предусмотрена розетка питания, так, чтобы хватило длины шнура без натяга. В большинстве случаем насосам требуется розетка с обязательным заземляющим контуром.

При установке насоса не забываем про необходимость его правильного подключения к сети электропитания

• После установки насоса ни в коем случае нельзя его включать до полного заполнения системы теплоносителем – даже непродолжительная работа на холостом ходу может вывести прибор из строя.
• Перед заполнением и пуском системы ее желательно тщательно промыть чистой водой, так, чтобы в полостях труб не оставалось твёрдых включений.
• Несмотря на имеющуюся степень защиты IP44 , все же следует полностью исключить вероятность попадания на клеммную коробку водяных брызг.
• Если насос оборудован воздушным клапаном, то следует обязательно перед пуском проверить наличие воздуха и выпустить его. Наличие воздушных пробок для работы насоса – недопустимо.
• Если у насоса есть несколько режимов работы, то выбирается оптимальный, в максимальной степени соответствующий параметрам системы. Завышать нагрузки не следует – об этом уже говорилось.

В этом плане особое удобство представляют современные циркуляционные насосы, которые оснащены электронным блоком контроля и регулировки создаваемого давления в системе, постоянно поддерживающим нужные параметры в зависимости от заранее внесенных предустановок .

Пример современного циркуляционного насоса с электронным управлением

Ну и напоследок, последний совет. При выборе не стоит брать насосы неизвестных производителей. Такая покупка делается надолго , и лучше приобрести действительно качественный прибор, который прослужит много лет безо всякого вмешательства в свою работу. Так, без опасений можно приобретать фирменные изделия европейских компаний «Hoffmann» , «Grundfos» , «Wilo» , «Pedrollo» «DAB» , «Ebara» . Среди российских изделий можно выделить насосы под торговой маркой « Джилекс » ( «Jeelex» ).

Цены на популярные водяные насосы

Видео: как отличить настоящий «Grundfos» от подделки

Стоимость даже самых качественных насосов – не настолько велика, чтобы прибегать в этом вопросе к совершенно неоправданной «грошовой экономии» — все это может обернуться куда более неприятными последствиями.