Подача или обратка — где установить циркуляционный насос в систему отопления?
Циркуляционный насос улучшает работу систем отопления.
Наличие такого прибора в контуре предоставит возможность регулировать температуру в помещениях, повысит теплоотдачу.
Большинство приборов устроены достаточно просто, что позволяет домовладельцам устанавливать их своими руками.
Функционал циркуляционного насоса в системе отопления
Назначение состоит в ускорении и регулировании движения потока теплоносителя в контуре:
в системах с принудительной циркуляцией (особенно если подача идёт на два и более этажа);
в системах, рассчитанных на естественную циркуляцию, он значительно повышает эффективность обогрева.
Фото 1. Циркуляционный насос модели UPS 32-100 с мокрым ротором, производитель — «Grundfos», Дания.
В частных домах обычно устанавливают устройство с мокрым ротором:
бесшумные;
не требующие техобслуживания;
с экономичным энергопотреблением.
Для контуров с большой протяжённостью и систем, обслуживающих многоэтажные дома, покупают устройства с сухим ротором, мощные, с высоким КПД.
Таким приборам требуется регулярный осмотр и текущий ремонт. Их приходится устанавливать в особых помещениях или там, где их шум не будет мешать.
Что учитывают при выборе правильного расположения
При установке прибора в контур учитывается:
верная ориентация (указывается в инструкции, горизонтально или вертикально);
правильная обвязка (правильно подобранный комплект дополнительных устройств);
если присутствует две и более веток, то оптимальным вариантом является установка отдельного насоса на каждую (в этом случае удаётся сразу достигать равной температуры в помещениях по каждой ветке и экономнее расходовать топливо).
Где лучше установить: подача или обратка
Профессионалы рекомендуют ставить насос перед первым ответвлением контура. Прибор рассчитан на температуру перекачиваемой жидкости до 115°С, поэтому выбор трубы подачи или обратки не принципиален.
Это значимо при установке в систему с паровым котлом, так как на выходе теплоноситель имеет температуру выше 100°С, что неприемлемо. На трубе обратной подачи температура устанавливается в пределах нормы.
Обратка — единственный вариант для котлов на твёрдом топливе за исключением систем с автоматизированным контролем.
Важно! Котлы без автоматики часто перегревают теплоноситель до кипения, поэтому в насос, установленный в подачу, попадает пар. Это приводит к почти полной остановке движения жидкости по контуру и аварийной ситуации, даже взрыву.
Насос на обратке также может оказаться наполненным паром, но в этом случае увеличивается время срабатывания предохранительного клапана, что позволяет решить проблему и избежать несчастья.
Куда ставить насос: схемы
Для различных систем разработаны стандартные схемы подключения циркуляционного прибора. Учитываются такие важные моменты:
Лёгкость в обслуживании (удобный подход к нему).
Как должен стоять насос: процесс установки
закреплять следует накидными гайками;
Установка подразумевает последовательное размещение необходимых компонентов, без которых насос выйдет из строя.
Запорная арматура (ставится с двух сторон, при необходимости отрезок с насосом выключается из системы).
Предусматривается отдельная ветка для насоса (байпас), это позволит пользоваться естественной циркуляцией.
фильтр грубой очистки (ставится перед насосом);
обратный клапан (нужен в системах с расширительным баком или при установке двух насосов);
воздушный клапан для удаления воздуха из труб (в некоторых моделях он встроен изначально, тогда в цепочке он не нужен).
Одного насоса достаточно для системы с одним котлом, дополнительные устройства ставятся если:
два и более котла;
сложные разветвления контура;
установлена буферная ёмкость;
при большой протяжённости контура (нескольких этажей);
при системе «тёплый пол»;
есть два и более котла с разными типами топлива;
установлен теплоаккумулятор (дополнительная ёмкость, в которой жидкость охлаждается и подаётся в систему при необходимости);
устройства для перекачивания устанавливаются на байпасе, что позволит пользоваться естественной циркуляцией.
Внимание! Для насоса прокладывается отдельный кабель с автоматом. Не рекомендуется просто включать его в обычную розетку. Для безопасности должно быть заземление и автомат, срабатывающий при скачках напряжения.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором рассказываются различные схемы установки циркуляционного насоса.
Можно ли поставить самостоятельно
Не следует забывать, что при несоблюдении правил установки в лучшем случае придётся обходиться без отопления, в худшем — может произойти авария.
Поэтому рекомендации производителя, требования по безопасному подключению к сети и правила установки устройства должны быть соблюдены.
Формула расчета насоса для системы отопления
При эксплуатации отопительных систем с естественной циркуляцией теплоносителя владельцы квартир и частных домов часто сталкиваются с проблемой недостаточного прогрева радиаторов, установленных в отдаленных комнатах.
Все зависит от протяженности отопительного контура. Если его длина составляет более 30 метров, уровень давления воды становится недостаточным для сохранения необходимой температуры в его максимально удаленных точках.
Чтобы добиться стабильной работы оборудования, используются устройства, обеспечивающие ритмичную циркуляцию теплоносителя. Предварительный расчет насоса для системы отопления дает возможность определить параметры, необходимые для выбора наиболее оптимальной модели.
Для чего необходимы расчеты
Большинство современных систем автономного обогрева, использующихся для поддержания определенной температуры в жилых помещениях, укомплектованы насосами центробежного типа, которые обеспечивают бесперебойную циркуляцию жидкости в отопительном контуре.
За счет увеличения давления в системе можно снизить температуру воды на выходе отопительного котла, сократив тем самым суточный расход потребляемого им газа.
Правильный выбор модели циркуляционного насоса, позволяет на порядок повысить уровень эффективности работы оборудования в отопительный сезон и обеспечить комфортную температуру в помещениях любой площади.
Что нужно знать, чтобы рассчитать мощность
Чтобы понять сам алгоритм расчета циркулярного насоса, необходимо оттолкнуться от какого-либо параметра, в точности которого сомневаться не приходится. Для этого нужно открыть технический паспорт помещения, в котором планируется установка автономной отопительной системы, и узнать его площадь. Например, возьмем отдельно стоящее здание (частный дом) площадью 300 м².
Следующим шагом будет определение величин, необходимых для расчета.
Нужно узнать три основных параметра:
Qn — мощность источника тепла (кВт);
Qpu — производительность циркуляционного насоса, показатель объемной подачи теплоносителя для выбранного нами типа помещения (м³/час);
Hpu — мощность напора, необходимого для преодоления гидравлического сопротивления системы (м).
Расчет мощности источника тепла (АОГВ)
Для каждого помещения в зависимости от его площади или объема существуют определенные технические нормы мощности источника обогрева.
Для вычисления этого параметра воспользуемся следующей формулой:
Qn = Sn × Qуд ÷ 1000
Обозначение
Параметр
Единицы измерения
мощность источника тепла
удельная тепловая потребность помещения
Площадь отапливаемого помещения нам известна (300 м²), а второй показатель зависит от типа сооружения: если это многоквартирный дом, то его значение равно 70 Вт/м², в нашем же случае (отдельно стоящее здание), он составит 100 Вт/м².
Подставим эти значения в формулу и посмотрим, что у нас получится:
300 × 100 ÷ 1000 = 30 кВт.
Итак, мощность отопительного агрегата для нашего помещения составила 30 кВт. Существует еще один метод определения этой величины.
Объем отапливаемого помещения и мощность отопительного агрегата можно найти в следующей таблице.
Тепловая мощность
Объем помещения новый дом (м³)
Напомню, что объем помещения равен произведению его площади на высоту.
V — объем помещения;
S — отапливаемая площадь;
h — высота комнат.
В нашем случае при высоте потолков 2,5 м, он будет составлять:
Ищем этот показатель во второй графе таблицы и получаем те же 30 кВт.
Расчет производительности насоса
Правильный расчет мощности насоса позволяет обеспечить систему отопления необходимым количеством теплоносителя в любой ее точке. Определив технические характеристики обогревательного котла, можно вычислить производительность циркуляционного оборудования, достаточную для нашего помещения.
Воспользуемся следующей формулой:
Qpu = Qn ÷ kτ × Δt
Обозначение
Параметр
Единицы измерения
мощность источника тепла (АОГВ)
коэффициент теплоемкости жидкости
температурный перепад на входе и выходе системы
Если в качестве теплоносителя используется вода, ее удельная теплоемкость составляет 1,164. Если применяется иная жидкость, то значение этого параметра нужно искать в соответствующих таблицах.
При функционирующей отопительной системе значение температурного перепада (Δt ) можно вычислить методом элементарного вычитания показателей, снятых с измерительных приборов, установленных на входе и выходе системы (Δt = t1 – t2 , где t1 – температура на входе отопительного контура, а t2 – температура на выходе с него).
В противном случае придется использовать стандартные показатели. Разница температур на входе и выходе системы (Δt ) колеблется в пределах 10—20 ⁰С.
Возьмем среднее значение — 15 ⁰С и подставим полученные результаты в формулу:
Qpu = 30 ÷ 1,163 × 15 = 1,72 м³/час
Теперь один из пунктов технической характеристики циркуляционного насоса известен.
Расчет необходимой мощности (высоты) напора
Мощность отопительного котла и производительность насоса известны, следующим шагом будет определение напора теплоносителя, достаточного для преодоления внутреннего гидравлического сопротивления труб и элементов отопительной системы.
Для этого берутся в расчет тепловые потери на самом протяженном отрезке контура — от источника тепла до дальнего радиатора. Чтобы доставить тепло в любую его точку, мощность напора подаваемой жидкости должна быть выше суммарного гидравлического сопротивления всех отопительных приборов.
Расчет напора насоса отопления производится по следующей формуле:
Hpu = R × L × ZF ÷ 10000
Обозначение
Параметр
Единицы измерения
Мощность (высота) напора
Потери в трубах подачи и «обратки»
Протяженность отопительного контура
коэффициент гидравл. сопротивления фасонной и запорной арматуры системы
В зависимости от диаметра труб, значение параметра R находятся в диапазоне 50–150 Па/м (минимальный показатель применим для водопроводных систем с диаметром трубы от 2-х дюймов и выше, для современных пластиковых и металлических труб потери составляют 150 Па/м). Для нашего помещения необходимо использовать максимальное значение.
Если точную длину контура (L) определить сложно, этот параметр рассчитывают, исходя из габаритов отапливаемого помещения. Показатели длины, ширины и высоты дома складываются, а затем удваиваются. При общей площади 300 м² можно предположить, что длина дома составляет 30 м, ширина – 10 м, а высота 2,5 м. В этом случае L = (30 + 10 + 2,5) × 2, то есть 85 метров.
Самый простой вариант определения значения ZF выглядит следующим образом: при отсутствии термостатического вентиля в системе он равен 1,3, а при его наличии — 2,2.
Для расчета возьмем максимальную величину этого коэффициента и подставим все полученные значения в формулу:
150 × 85 × 2,2 ÷ 10000 = 2,8 м.
Предложенная методика расчета не является единственной. Для более точного определения напорных показателей насоса существуют формулы, в которых учитывается не коэффициент потерь, а реальные значения этих показателей.
Гидравлическое сопротивление
Этим термином выражаются суммарные потери давления в системе. Отопительный контур состоит из отдельных элементов, каждый из которых имеет свое значение этой характеристики.
К ним можно отнести:
вентили;
клапаны;
фильтры;
измерительные и регулирующие приборы;
радиаторы;
конвекторы и т. д.
Для точного определения потерь в системе обычно пользуются значениями, указанными в технической документации на каждый компонент отопительного контура.
Если же такой возможности нет, найти эту информацию можно в следующей таблице:
Элемент системы
Потери давления
Единицы измерения
В этом случае для расчета высоты напора удобно воспользоваться несколько иной формулой.
R1, R2 – потери в трубах подачи и «обратки» (Па/м);
L1, L2 – длина линий трубопровода подачи и «обратки» (м);
Z1, Z2 … Zn – потери давления на отдельных элементах системы (Па).
Число, находящееся в знаменателе формулы (10000), – коэффициент пересчета Паскалей в метры.
Выбираем насос
После того, как все необходимые параметры для приобретения циркуляционного насоса определены, можно приступить к выбору конкретной модели. Технические характеристики устройств этого типа отражены в графиках соотношения производительности устройства и высоты напора, приложенных к их паспорту. Эти данные можно легко найти в Интернете.
В зависимости от количества скоростей в координатной системе выстроены один, два или три графика с указанием точки оптимального соотношения этих величин. Откладываем по оси Х значение производительности насоса, а по оси Y высоту его напора. Точка пересечения этих параметров должна находиться как можно ближе к точке, указанной на графике – полное их совмещение будет идеальным вариантом.
Самые распространенные модели имеют трехскоростной режим эксплуатации. Если вы остановитесь на одной из них, то выбор характеристик необходимо проводить по графику, соответствующему второй скорости, то есть среднему. В иных случаях совмещение параметров производится по любому из них.
Цены на разные модели насосов для системы отопления
Как рассчитать насос, если известна мощность котла
Часто возникают ситуации, когда котел приобретается заблаговременно или же насос добавляется в уже функционирующую систему отопления. В этом случае мощность отопительного агрегата известна, и все остальные элементы контура выбираются в зависимости от значения этого показателя.
Для расчета производительности циркуляционного насоса при заданной мощности источника нагрева, пользуются следующей формулой.
Q = N ÷ (t2 — t1), где:
Q – производительность насоса (м³/час);
N – мощность отопительного устройства (Вт);
t2 – температура теплоносителя на входе системы (⁰С);
t1 – температура жидкости на выходе из контура (⁰С).
Если возможность точно определить указанные параметры подачи и «обратки» отсутствует, воспользуйтесь средним значением температурного перепада — 15 ⁰С.
Количество скоростей у насосов
По своей конструкции насос циркуляционного типа представляет собой электродвигатель, механически связанный с валом крыльчатки, лопасти которой выталкивают из рабочей камеры нагретую жидкость в магистраль отопительного контура.
В зависимости от степени контакта с теплоносителем, насосы делятся на устройства с сухим и мокрым ротором. У первых в воду погружена только нижняя часть крыльчатки, вторые пропускают весь поток через себя.
Модели с сухим ротором отличаются более высоким коэффициентом полезного действия (КПД), но создают ряд неудобств из-за шума во время работы. Их аналоги с мокрым ротором более комфортны в эксплуатации, но обладают меньшей производительностью.
Современные циркуляционные насосы могут эксплуатироваться в двух или трех скоростных режимах, поддерживая различное давление в отопительной системе. Использование этой опции дает возможность на максимальной скорости быстро прогреть помещение, а затем выбрать оптимальный режим работы и сократить энергопотребление устройства до 50 %.
Переключение скоростей осуществляется с помощью специального рычага, установленного на корпусе насоса. Некоторые модели имеют автоматическую систему регулирования, изменяющую скорость вращения двигателя в соответствии с температурой воздуха в отапливаемом помещении.
Полезные рекомендации
При выборе насоса для системы отопления преимущество стоит отдавать конструкциям с «мокрым» ротором, поскольку они очень тихо работают и выдерживают более высокие нагрузки, чем гидравлические приспособления иных модификаций.
Корме того, обратите внимание на материал корпуса – остановите свой выбор на изделиях из нержавеющей стали, бронзы или латуни. Так же предпочтение стоит отдавать моделям с подшипниками и валом, изготовленными из керамики. Срок эксплуатации такого оборудования превышает 20 лет.
При установке устройства в систему необходимо проследить, чтобы вал крыльчатки располагался горизонтально, то есть параллельно трубе. Если в процессе работы насоса появляется подозрительный шум, это еще не говорит о его неисправности или фабричном дефекте. Попробуйте спустить воздух, оставшийся в системе после запуска.
Видео
С практическими рекомендациями по расчету насосного оборудования для отопительных контуров можно познакомиться, просмотрев это видео.
