Рециркуляционный насос для ГВС

В автономной системе горячего водоснабжения (ГВС) часто используется циркуляционный насос. Если источником тепла является котел, а значительная порция горячей воды накапливается в бойлере, то насос перекачивает постоянно воду от аккумулирующей емкости к теплообменнику и обратно. Если имеется в виду рециркуляционный насос для горячей воды, то он избавляет от самого сильного разочарования автономных систем ГВС – делает так, чтобы при открытии крана не пришлось долго ждать, пока горячая вода дойдет от бойлера до потребителя по трубам.

Принцип работы

Рециркуляционный насос вовсе не обязателен, однако значительно повышает комфорт и даже качество горячей воды. Основная его задача – перекачка воды по трубопроводу в замкнутом контуре от бойлера к точкам забора и обратно. Для этого специально разрабатываются аппараты с малой производительностью, малошумные и низким энергопотреблением. Основное требование к насосам – устойчивость к высокой температуре, стабильная работа при условии, что вода нагревается до 65°С.

В совокупности рециркуляционные насосы для горячей воды все-таки отличаются от насосов для отопления. Последние рассчитаны на температуру вплоть до 90°С и со значительно большей производительностью. Взаимозаменяемость при этом неактуальна. При большом желании насос от отопления можно использовать в рециркуляции ГВС, однако наоборот применять насос нельзя.

Особенно востребован циркуляционный насос в домах площадью более 200 м кв., где бойлер располагается в отдельном помещении или подвале, и имеются несколько точек водозабора, разнесенные по дому. Ждать, пока с труб стечет холодная вода, придется долго, что существенно увеличивает расход. Если в бойлере вода нагревается до 65-80°С, то погибают почти все болезнетворные бактерии, однако в трубах, где вода остывает, они способны активно размножаться.

Регулярная прокачка воды по трубам устраняет эти проблемы на корню. Однако за счет теплопотерь в трубах возрастает нагрузка на котел или водонагреватель, так что установка рециркуляционного насоса в меньшей степени сказывается на экономии и отвечает в первую очередь за комфорт жильцов.

Чтобы использовать рециркуляционный насос, разводка ГВС по дому должна выполняться в виде закрытого контура, замкнутого на бойлере. От него уже выполняется подключение всех точек забора воды. Если брать воду с верхней части бойлера, то это будет считаться началом контура, тогда насос устанавливается на втором входе в бойлер, расположенном в нижней части аккумулирующей емкости на одном уровне с входом на подачу холодной водопроводной воды.

Циркуляционный насос обязательно устанавливается совместно с обратным клапаном, который предостережет от обратного хода воды в контуре, ведь при этом по трубам будет течь только холодная вода, завязанная на нижней части бойлера и входном водопроводе.

Характеристики

В списке основных характеристик циркуляционных насосов:

• производительность, м3/час (литр/мин);
• напор, создаваемое давление, метры или Па;
• потребляемая мощность, Вт;
• способ управления (по таймеру или датчику температуры).

Мощность и производительность для рециркуляционного насоса нужна небольшая. Необходимо перекачивать воду только в тубах с малым внутренним объемом, притом с небольшой скоростью. Достаточно аппарата с производительностью всего 0,2-0,6 куб.м/час, чтобы постоянно поддерживать температуру воды в трубах протяженностью до 40-50 метров.

Потребление насоса так же низко и составляет от 5 до 20 Вт. Этого достаточно для стабильной работы и выполнения поставленной задачи.

Важнее подобрать правильно напор, создаваемый насосом. Чаще в доме или тем более квартире разводка выполняется по одному этажу на одном уровне, тогда и достаточно напора, эквивалентного 0,5-0,8 метрам водяного столба. Однако если необходимо обеспечить беспроблемную циркуляцию воды в доме с несколькими этажами, то и насос должен справляться с подъемом воды на заданную высоту, притом с запасом. Производительность насоса напрямую зависит от фактически установленной нагрузки.

Конструкция

Для циркуляции воды используются центробежные насосы. В них основные элементы – это корпус ракушка, крыльчатка и двигатель. Подача воды происходит в центр крыльчатки. Ее раскручивает двигатель, и под воздействием центростремительной силы вода с напором движется по внешнему краю ракушки к выходному патрубку.

Для рециркуляционного насоса преимуществами являются бесшумность и малые габариты. Потому используются малые насосы преимущественно с мокрым типом ротора. Ротор – это внутренняя подвижная часть двигателя, закрепленная на одном валу с крыльчаткой. Под воздействием переменного магнитного поля от катушки статора ротор приобретает вращательное движение.

Мокрый ротор полностью погружен в перекачиваемую среду. Вода выполняет роль теплоотвода и заодно смазки для опорных подшипников. Наличие воды вокруг подвижных частей двигателя снижает шум и вибрации во время работы насоса.

Способ управления

Вполне допустимо постоянно поддерживать циркуляцию горячей воды в трубах, однако это неэкономично и неоправданно. Горячая вода не используется постоянно. В ночное время пока все жильцы спят бесполезно поддерживать в трубах воду горячей, то же относится и ко времени, когда все на работе или учебе.

Если разводка труб выполнена правильно, то обязательно применяется теплоизоляция, так что раз попав в трубы, горячая вода не остынет моментально. Потому и нет нужды все время перекачивать воду из бойлера в трубы и обратно, достаточно периодической работы насоса, что снижает нагрузку на него и систему ГВС в целом. Говорить про экономию электричества не приходится, так как потребление рециркуляционного насоса невелико.

Используется два основных метода управления:

• по показаниям датчика температуры;
• по таймеру (расписанию).

Оба варианта востребованы, хоть и существенно отличаются по принципу действия.

По датчику температуры

Блок управления насосом в этом случае опирается на показания температурного датчика, погруженного в воду внутри труб контура. Работа насоса возобновляется, как только вода остыла до определенного порогового значения температуры. Такой подход существенно снижает нагрузку на оборудование, постоянно поддерживает воду в трубах нагретой. Кроме этого повышается безопасность ГВС. Установив достаточно большой порог срабатывания, вода чаще прокачивается через бойлер, где дополнительно греется и обеззараживается.

По таймеру

Блок управления попеременно включает и выключает насос исходя из временных задержек, установленных в настройках. Точно зная параметры системы ГВС, протяженность труб и их внутренний объем, теплоизоляцию и средние теплопотери, можно подобрать оптимальное время, за которое вода не успеет остыть. Насос включается от сигнала таймера и перекачивает всю воду. При этом продолжительность работы так же рассчитывается исходя их объема труб и производительности насоса.

Еще одно преимущество таймера – это возможности составлять расписание для работы рециркуляционного насоса на сутки или даже неделю. Именно в этом случае учитывается время простоя, когда горячей водой не пользуются.

Схемы монтажа

В зависимости от количества точек подключения и протяженности труб выбирается способ подключения циркуляционного насоса и разводка труб:

• последовательное соединение с одним контуром;
• параллельное подключение с коллектором.

В первом случае все точки водозабора подключаются последовательно и в одном контуре. Это выгодно, если без труда можно объединить санузлы и кухню одной водопроводной трубой без лишних затрат материала и достаточно коротким маршрутом. Есть только одна особенность, которая больше касается напорного насоса, а не циркуляционного. Если будут открыты несколько точек забора воды одновременно, то давление в каждой из них будет делиться поровну. Как вариант, это решается установкой редуктора на каждый кран и выбором более мощного насоса.

Простейшая схема монтажа рециркуляционного насоса

Параллельное подключение решает проблему с давлением и распределением воды с помощью коллекторной группы и компактного размещения редукторов. В этом случае рециркуляционные насосы необходимо установить в каждом отдельном контуре или подобрать один более производительный насос на все группы разом. Такая разводка необходима при наличии нескольких санузлов в доме, разнесенных далеко друг от друга и от кухни, или когда при последовательном подсоединении общая длина маршрута становится слишком большой.

Как выбрать рециркуляционный насос для отопления дома

Как правило, принцип работы отопительной системы в небольшом здании происходит за счет естественной циркуляции теплоносителя по трубам. Для зданий, площадью в сотни квадратов этот принцип отопления является неэффективным.

Просто, при естественном передвижении теплоносителя давление, которое образуется в трубопроводе, не более 0,7 мПа, а это очень мало для многоэтажных и больших зданий.

Повысить силу и скорость циркуляции в системе можно несколькими способами: установить трубопровод большего диаметра или установить рециркуляционный насос для отопления. Первый способ дорогой по цене, так как стоимость труб очень высокая. Для отопления зданий площадью более 100 кв.м лучше всего установить циркуляционные насосы отопления.

Устройство циркуляционного насоса довольно похоже на устройство дренажного насоса:

Основной функцией циркуляционных устройств является преодоление сопротивления в трубопроводе.

Виды циркуляционных насосов

Есть два основных вида рециркуляционных насосов – это «мокрый» и«сухой».

«Сухой» вид

Здесь не происходит непосредственного контакта ротора с водой, потому что он защищен уплотнителем из колец. Для изготовления уплотнителей может использоваться керамика, сталь или угольный агломерат, алюминий – это зависит от вида теплоносителя в доме.

Запуск устройства инициирует перемещение колец касательно друг друга. Кольца имеют идеально гладкие поверхности, которыми они касаются между собой и образуют тончайший слой водной пленки. Пружины создают прижим колец навстречу друг другу, поэтому, по мере износа детали без вмешательства человека подгоняются между собой самостоятельно.

Время эксплуатации колец примерно 3 года. КПД «сухих» циркуляционных насосов составляет 80%. Особенность эксплуатации этого устройства – сильный шум, потому для этого нужно подыскивать специальное помещение.

При использовании насоса с сухим видом ротора, который имеет торцевые скользящие кольца, нужно контролировать наличие взвеси в перекачиваемом теплоносителе и общий уровень загрязненности помещения. Просто специфика эксплуатации «сухого» типа состоит в образовании завихрений воздуха, а они, в свою очередь, притягивают пыль. Пыль, которая попала в теплоноситель, деформирует поверхность колец, нарушая герметичность. Специфика работы этих насосов – постепенная деформация уплотнителей, потому им важно наличие водяного слоя в рабочих поверхностях, он играет в качестве смазки.

Устройства «сухого» типа бывают нескольких видов и имеют свои особенности в конструкции. Горизонтальными или консольными называются устройства, в которых всасывающая трубка находится с торца «улитки», нагнетающая — зафиксирована радиально на корпусе, двигатель расположен горизонтально.

Вертикальные циркуляционные насосы имеют патрубки одинакового размера, которые устанавливаются на одной линии, а двигатель находится вертикально.

«Мокрый» вид

В насосах «мокрого» типа, движущийся рабочий элемент крыльчатка опущена в сам теплоноситель, который выполняет параллельно роль охладителя и смазки электродвигателя. Электрическая часть двигателя защищена от проникновения воды герметичным стаканом из нержавейки, находящимся между статором и ротором.

Как правило, материалом для ротора является керамика, для подшипников используют графит или опять же керамику. Корпус циркуляционного насоса может быть выполнен из бронзы, латуни или чугуна. К специфике работы устройств «мокрого» типа относится небольшой уровень шума во время работы, продолжительное время эксплуатации без технического обслуживания, простота и легкость ремонта и настройки.

Уровень КПД этих циркуляционных устройств меньше, в отличие от «сухих» практически на 25%, то есть 60%. Эта низкая степень производительности объясняется невозможностью герметизации стальной гильзы, которая отделяет теплоноситель и статор, при большом размере ротора. Но для бытового использования дома, где не нужна циркуляция воды в трубопроводах большой длины, можно использовать этот насос для отопления, цена их при этом намного дешевле.

Конструкция «мокрых» циркуляционных насосов состоит из:

• электродвигателя со статором;
• картуши, где в составе находится ротор и вал с подшипниками;
• корпуса оборудования;
• рабочего колеса;
• корпуса с клеммниками.

Удобство конструкции заключается в том, что в любое время можно поменять сломанную часть агрегата, а из цельного блока картуша всегда легко можно стравить накопившийся воздух.

В корпус «мокрых» циркуляционных насосов изготовители могут вставлять однофазные или трехфазные моторы, соответственно, и цена отличается. Для крепежа насоса к трубопроводу системы отопления предусмотрено фланцевое либо резьбовое соединение – вид крепежа зависит от производительности и мощности устройства.

Как выбрать отопительный циркуляционный насос?

Прежде чем сделать выбор в пользу определенного вида циркуляционного насоса для системы отопления, нужно обратить внимание на степень производительности. Причем способ расчета довольно простой: производительность котла уравнять с количеством воды, которая проходит за минуту. К примеру, при мощности котла в 40 кВт через него пройдет 40 литров воды.

Затем нужно выяснить, какой будет расход теплоносителя на конкретном участке циркуляции. Для чего необходимо использовать данные о производительности отопительных батарей, которые известны, и уровнять. Для определения расчетов принимается приблизительная скорость теплоносителя в трубопроводе, она примерно равна 1,5 м/сек.

Рассчитывая производительность насоса для системы отопления дома, предположим, что на 15 метровом участке трубопровода нужно сделать давление с показателем 0,8 метра. Соответственно для нормального обогрева 150 метров труб нужен напор в 8 м. Теперь нужно подобрать именно эту модель циркуляционного насоса, технологические возможности которого смогут решать эти условия.

Трубы с маленьким диаметром будут иметь повышенное гидравлическое сопротивление, а, соответственно, необходима установка насоса с более высокой производительностью. И, наоборот – для труб большого сечения сильно мощное оборудование не нужно.

Цена вопроса

Приблизительная цена циркуляционного насоса (с производительностью 35 Вт, напором 3 м и циркуляцией воды 3 куб.м./час) примерно 4500 – 4900 руб. Наилучшими изготовителями качественных устройств являются итальянские, немецкие и датские производители. Отечественные производители сосредоточены на изготовлении устройств производственного назначения.

Считать то, что удастся выбрать насос, который будет соответствовать на все 100% вашим потребностям, не нужно. В любой системе отопления есть свои особенности и нюансы, а оборудование сориентировано на средние параметры и показатели работы. Оборудование с излишней производительностью создает сильный шум, а с недостаточной – не создаст необходимый напор воды в системе. Поэтому лучше всего купить модель с мощностью, чуть выше необходимой на 8-12%. Нужно выбирать модель, где есть настраиваемые режимы, они дают возможность эксплуатировать устройство максимально эффективно.

Подготовка месторасположения и установка

Оборудование «мокрого» типа можно монтировать и на подающем, и на возвратном участке труб. Для обеспечения достаточной циркуляции воды по трубопроводу, нужно учитывать важный фактор: любая точка, которая находится в местах всасывания, обязана иметь избыточный гидростатический напор.

Контролировать данный процесс можно таким образом:

• поставить расширительный резервуар выше наиболее высокой точки отопительной системы на 90 см. Данный вариант – наиболее удобный и простой, тем более в случае дополнительного оборудования системы отопления циркулярным насосом. Нужно только необходимая высота чердака и теплоизоляция расширительного резервуара;
• установить резервуар в верхней точке отопительной системы таким образом, чтобы верхняя часть труб была в месте нагнетания насоса. Данный вариант подходит для современных систем отопления, в которых изначально сделан наклон трубопровода к котлу. Способ работы состоит в том, чтобы пузырьки воздуха передвигались в водяном потоке под напором насоса;
• определить самую высшую точку системы на наиболее удаленном стояке. Но тут есть некоторый нюанс: нужно переделывать трубопровод, а это довольно сложное мероприятие, да и цена будет соответствующей;
• перенести расширительную резервуар и часть трубопровода в место всасывания насоса, перед патрубком. Эта реконструкция будет наиболее лучшей для работы принудительной циркуляции воды;
• установка насоса в подающей части трубопровода, непосредственно за точкой входа расширительного резервуара. Но этот вариант подходит не для всех моделей устройств, так как в этом месте температура будет довольно большой. Способ подходит для тех насосов, которые смогут выдерживать эти условия эксплуатации.

Для установки насоса необходимо учитывать его диаметр резьбы и купить байпас, обратный клапан, фильтра грубой чистки, гаечный ключ №19 и 36 мм. На основной трубе, между выходом и входом врезаемой перемычки, монтируется запорный клапан необходимого размера.

Роль байпаса состоит в переключении системы отопления из принудительного режима в естественный в случае поломки насоса, отключении электроэнергии. Диаметр байпаса должен совпадать с диаметром стояка, в который устанавливается.

Устройства на перемычке обязаны быть установлены в таком порядке: сперва врезается фильтр очистки, затем идет клапан и в концес с насос. Входы байпаса в стояк происходят с помощью запорных клапанов, которые перекрывают систему в случае выхода из строя.

Циркуляционный насоделает работу отопительной системы наиболее эффективной. Но, делая выбор насоса, нужно быть очень внимательным, учитывая цену отопительного оборудования и стоимость насоса – так как от этого элемента будет зависеть комфорт в вашем доме.