Водяной насос для отопления

Рассмотрен водяной насос отопления, критерии его выбора, указаны преимущества отопительной системы с таким насосом. Предложена самая простая схема водяного отопления дома. Описан принцип печного отопления и совмещения печи с котлом.

Почти каждая современная автономная отопительная система оборудуется циркуляционным насосом. Водяной насос для отопления позволяет повысить эффективность обогрева, методом создания принудительной циркуляции в системе. Но для того, что бы система работала хорошо и без сбоев, нужно правильно подобрать насос. Оптимально подобранный насос сэкономит электроэнергию, снизит шум в радиаторе и увеличит уровень теплоотдачи. (См. также: Печи с водяным отоплением)

Водяной насос для системы отопления

Функциональные способности насоса определяются исходя из его параметров, основным из которых выступает напор (он указан в техническом паспорте насоса). Напор равняется уровню гидравлического сопротивления системы. Рассчитывая этот показатель, на этажность здания не нужно обращать внимание в том случае, если система замкнутая. Средний показатель параметра оставляет 2 – 4 метра водяного столба. Он идентичен для всех отопительных систем малоэтажных домов стандартного плана.

Вторым критерием выбора насоса для отопительной системы является потребность помещений в тепле. Этот параметр вписан в паспорте здания, а рассчитывают его еще во время самого проектирования строительства. Когда все необходимые данные для подбора насоса будут собраны, можно будет осуществить выбор.

Важно! Выбирая водяные насосы для отопления, нужно знать, что все предварительные расчеты были выполнены с учетом максимальной работы оборудования.

Водяное отопление дома

В основе работы водяного отопления в частном доме или в квартире лежит циркуляция теплоносителя (воды) по трубопроводу к радиаторам отопления. Главным в этой системе считается котел, который нагревает теплоноситель и с помощью насоса (или насосных групп) раздает горячую воду в конечные точки. Вторым по важности в системе является гидравлический коллектор (гидравлический выравниватель).

Гидравлический коллектор – это связующее звено между отопительным контуром и котлом. Главной задачей этого агрегата является гидравлическое выравнивание и равномерное распределение горячей воды по системе. Подбор коллектора происходит в зависимости от количества контуров системы.

Система водяного отопления дома

Совет! Предпочтительным является использование гидравлического коллектора вместе со смесительным контуром, а также с автоматической системой котельных. С помощью этого можно добиться хорошей экономии энергоресурсов и автоматизировать подачу теплоносителя.

Циркуляционный насос и система автоматики

Схема водяного отопления

Самая простая и распространенная схема водяного отопления частного дома организована по двухтрубной системе с наличием трехходового крана. Вода нагревается от бойлера для горячего водоснабжения косвенным путем. Хоть такая система считается простой, легкоуправляемой и эффективной, но она подойдет лишь для небольших зданий и частных домов.

Схема двухтрубной системы отопления

Все системы водяного отопления оснащены контрольными и измерительными приборами (термометры, манометры), а также предохранительной арматурой. Ко вторым относятся воздухоотводчики и группы безопасности, которые защищают систему от перегрева и большого давления. Воздуховодчики выводят воздух, который образуется в результате работы системы.

Печи отопления с водяным контуром

Современное печное отопление с водяным контуром дает возможность полностью снабдить семью горячей водой без особых трудностей. Некоторые печи с водяным контуром не требуют ежедневной загрузки топлива (это можно делать раз в 2 дня). Это основное отличие современной печи от старой русской, когда дрова нужно было подбрасывать раз за полчаса. (См. также: Дровяная печь с водяным контуром)

Печь-камин

Классификация отопительных печей

Различают два вида современных отопительных печей:

Для нагрева большого количества воды (выполняют функцию водонагревателей);

Печь камин – с водяным контуром

Печи, нагревающие воду, имеют в своей конструкции специальные встроенные приборы, которые распределяют 10% тепла от печи на отопление, а остальную энергию – на нагрев больших объемов воды. Если в системе образовалась перегретая вода, то она попадает в отопительную систему (или в накопитель). Печи, основной функцией которых является обогрев помещений, имеют баки для пеллет, в качестве которых выступают древесные гранулы. Кроме того, они имеют механизм, с помощью которого осуществляется автоматическая подача топлива по шнековому конвейеру.

Один из видов современной печи для отопления

Стоимость печей

Ценовой диапазон современной печи с водяным контуром находится в пределах от 15000 до 30000 рублей, поэтому каждый может себе позволить отапливать дачу или загородный дом таким способом. Если нужна недорогая модель, то, скорее всего, она будет иметь варочную поверхность, которую можно использовать для приготовления пищи, поэтому целесообразно установить такую печь на кухне.

Печь – камин является более дорогой модификацией. У нее есть чугунная плита и различные декоративные элементы. Печь – камин можно поставить в гостиной и наслаждаться теплом за просмотром телевизора. Весьма популярны сегодня дверцы, выполненные из специального огнеупорного стекла. Горящий огонь можно будет видеть сквозь прозрачные дверцы. (См. также: Каминное отопление дома)

Дровяная современная печь

Совмещение печи и котла

Конструкция печи с водяным отоплением может иметь установленный сверху водогрейный котел и плоскость для варки. У этой системы есть большое преимущество: если в помещении сильно холодно, а на улице большой мороз, то достаточно лишь два раза протопить печь и уже будет тепло. Само прогревание в варочной печи осуществляется в промежутках между топками. В это время отопительные батареи медленно остывают и могут отдавать тепло еще пару часов. КПД такой системы 80-85%.

Печь с водяным котлом

Дымовые газы, отходящие из системы, имеют очень высокую температуру. Когда они проходят сквозь котел, то омывают его поверхность. Внутренние стенки расположенной снизу отопительной камеры прогреваются, и когда наступает перерыв в топке на 6-8 часов, они поддерживают температуру котла. Это оптимальный вариант для обогрева небольших помещений. Такое отопление считается еще эффективнее, чем отопление с помощью заводских котлов непрерывного действия.

Электрический водяной котел

Если не подходит вариант совместить печь с котлом водяного отопления, то не стоит расстраиваться, ведь существует много видов котлов, подходящих для загородного дома. Например, электрические ионные и обычные. В обычных электрических котлах тепло вырабатывается с помощью электрических тэнов, оболочка вокруг них нагревается и передает тепловую энергию воде. Суммарная мощность агрегата зависит от количества нагревателей. Тэны расположены в теплообменнике (специальный бак). Такой водяной котел имеет блок управления.

Ионные котлы работают немного по-другому. В емкости с жидкостью, которая является проводником, находятся два контакта. Ток, проходящий между контактами, нагревает воду. Такие котлы более компактны, но слишком требовательны к качеству воды. Для эффективной работы такой системы потребуется циркуляционный насос.

Электрический водяной котел

Котлы для водяного отопления с мощностью от 4 до 15 кВт выполняются с двухступенчатым регулированием мощности, а агрегаты, имеющие мощность более 16 кВт – с трехступенчатой. Таким образом, можно сэкономить на электроэнергии (если не включать оборудование на всю мощность).

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Принудительное движение теплоносителя в системе водяного отопления обеспечивает циркуляционный насос, способный перекачивать жидкость температурой 110…115 °С. В частных домах и квартирах с индивидуальными источниками тепла применяются малошумные аппараты бытовой серии с муфтовым присоединением, оснащенные «мокрым» ротором (якорь двигателя омывается и охлаждается протекающей водой).

Если вы решили самостоятельно подобрать насос для отопления, учтите 3 основных критерия:

1. Технические характеристики – производительность, рабочее давление.
2. Присоединительные и габаритные размеры.
3. Цена изделия, популярность бренда.

Рассмотрим по пунктам, как правильно выбрать циркуляционный насос для радиаторной системы, теплых полов и первичного котлового контура.

Самые «ходовые» модели насосных агрегатов

Производители предлагают широкий выбор оборудования разной мощности, предназначенного для перекачки жидких сред с различными параметрами. Но нас интересуют только проточные модели, работающие в сетях домашнего отопления и горячего водоснабжения.

Как отличить циркуляционные агрегаты от центробежных и других видов насосов:

• по форме – электрический мотор и крыльчатка установлены в одном корпусе, патрубки выходят по бокам нижней части (не посередине);
• по наличию «мокрого» ротора, значительно снижающего шум вращения крыльчатки;
• 2 типоразмера монтажной длиной 130 и 180 мм;
• условный проход патрубков — 15, 20, 25 и 32 мм, присоединение — муфтовое (резьбовое);
• паспортное давление – 0.4, 0.6 и 0.8 Бар.

Указанные параметры легко выяснить по маркировке изделия. Пример: цифры в названии Wilo Star-RS 15/4 обозначают внутренний диаметр соединительных патрубков 15 мм (Ду 15) и напор 4 м водного столба (0.4 Бар). Пример второй: аппарат Grundfos ALPHA2 25-60 подключается к трубам Ду 25 и развивает давление 0.6 Бар (6 метров).

Справка. Обычно производители выпускают расширенные линейки изделий. Немецкий бренд Wilo предлагает циркуляционные нагнетатели, располагающие напором 2, 4, 6, 7 и 8 м. вод. ст. Но «ходовыми» моделями все равно остаются «четверки» и «шестерки», реже – «восьмерки».

Конечно, существуют и более мощные насосы, чей напор достигает 1…10 Бар, но в частных жилищах таковые не применяются. Маленькие агрегаты длиной 130 мм с патрубками ½ и ¾ дюйма обычно ставятся внутри котлов, большие (18 см, 1 и 1 ¼») – врезаются в отопительные магистрали.

Способы подбора насоса

Самый правильный путь – сделать полноценный гидравлический расчет и точно определить основные параметры насоса – развиваемый напор и производительность. Именно так проектируется централизованное теплоснабжение многоквартирных домов и промышленных зданий.

Инженерной расчетной методикой владеют далеко не все мастера, занимающиеся монтажом автономных водяных систем, что уж говорить о рядовых домовладельцах. Как можно подобрать циркуляционный насос для отопления более простым способом:

1. В случае замены старого изношенного агрегата приобретается новый с аналогичными параметрами. На первый план выходит цена и качество изделия.
2. Заказать проект домашней отопительной системы инженеру–теплотехнику. Ниже мы поясним преимущества данного варианта.
3. Самому рассчитать потребный напор насоса по упрощенной методике.
4. Поверить многолетней практике наших экспертов и купить аппарат, руководствуясь их советами.

Котельная, сделанная нашим экспертом Владимиром Сухоруковым. Удобный доступ есть ко всему оборудованию, в том числе к насосам

Рекомендации экспертов. В загородных домах и квартирах площадью до 250 м² вполне достаточно бытового насоса, развивающего давление 4 м водного столба или 0.4 Бар. На квадратуру 250…500 м² лучше купить более мощный агрегат с напором 6 м (0.6 Бар), свыше 500 м² – 8 м. вод. ст.

Заказ инженерных расчетов и разработки схемы стоит денег, но окупится с лихвой. Когда вы монтируете отопление самостоятельно либо нанимаете работников, комплектующие и оборудование приобретается с приличным запасом – на всякий случай. Толковый проектировщик четко обоснует, почему нужно поставить насос небольшой мощности и трубу меньшего диаметра. В результате выйдет экономия на материалах, а в дальнейшем — затратах на электричество.

Разновидности насосов, применяемых в схемах автономного теплоснабжения

Если вы доверяете только цифрам либо захотите проверить монтажников, выбирайте насос отопления по собственным вычислениям, пользуясь приведенной ниже методикой. Не забудьте сверить расчетные характеристики агрегата с рекомендациями экспертов – результат наверняка выйдет аналогичным.

Расчет характеристик насоса

Отопление работает эффективно, когда все батареи или греющие напольные контуры получают необходимое количество тепла. То есть, насосная установка должна обеспечивать требуемый расход теплоносителя на каждом участке системы, преодолевая гидравлическое сопротивление труб, фитингов и арматуры.

Перед тем как выбрать насос, нужно рассчитать его производительность по формуле:

• G – массовый расход теплоносителя, кг/ч;
• Q – общая нагрузка на отопление, Вт;
• Δt – разность между температурой воды в подающей и обратной линии, при расчетах обычно принимается равной 20 °С.

Справка. Поскольку плотность воды мало изменяется при нагреве в пределах 100 градусов, в упрощенных вычислениях массовый расход принимается равным объемному. Пример: G = 300 кг/ч = 300 литров в час.

Тепловую нагрузку можно высчитать скрупулезно, пользуясь методикой СНиП. Здесь мы не станем усложнять задачу и просто возьмем количество теплоты по площади.

Например, на обогрев двухэтажного дома квадратурой 200 м², расположенного в средней полосе, понадобится 22 кВт теплоты. Отсюда несложно посчитать расход теплоносителя и требуемую производительность насоса: G = 0.86 х 22000 / 20 = 946 кг/ч = 0.95 т/ч = 0.95 м³/ч.

Сразу предлагается выяснить сечение и диаметр основной магистрали, идущей от котла, куда планируется установить насос:

• F – площадь поперечника трубы, м²;
• ʋ — скорость движения воды, принимается 0.5…1 м/с.

Чем ниже скорость течения воды, тем меньше сопротивление трению о стенки труб, арматуры и фитингов.

Берем значение 0.6 м/с и определяем сечение магистрали: F = 0.95 / 3600 х 0.6 = 0.00044 м². Дальше через формулу площади круга рассчитываем диаметр прохода – 0.024 м или 24 мм. Соответственно, внутренний размер трубы и присоединительных штуцеров насоса равен 25 мм.

Выяснив необходимую производительность перекачивающего устройства, переходим к вычислению располагаемого давления. Расчеты проведем отдельно для радиаторной сети, напольного обогрева и котлового контура обвязки.

Отопительная схема с батареями

Задача насоса – продавить нужный объем теплоносителя по трубам от первого до последнего радиатора. Ему препятствует сила трения жидкости о стенки, сопротивление от сужения протока в регулировочных вентилях и поворотов на фитингах.

Чтобы узнать величину сопротивления, которое должен преодолеть циркуляционный агрегат, предлагаем воспользоваться упрощенной формулой:

• H – искомый перепад давлений в метрах водного столба;
• R – удельное сопротивление трению, считается в м. вод. ст. на 1 метр погонный трубопровода;
• L – протяженность наиболее длинной ветви отопления, измеряется от источника тепла до последнего радиатора;
• Z – коэффициент местных сопротивлений.

Замечание. Формула сильно упрощена, инженерный расчет гидравлики гораздо сложнее. Зато она позволяет правильно подобрать отопительный насос для бытовых условий. Мы проверили альтернативный вариант — онлайн-калькуляторы, размещенные на различных интернет-ресурсах. Получив разницу между результатами 30%, делаем вывод: лучше посчитать напор вручную.

Как производятся вычисления:

1. Поскольку насос создает одинаковое давление на входе в каждую ветвь отопления, выбираем самую протяженную линию и определяем ее длину в метрах. Это показатель L в формуле. При двухтрубной системе учитываются обе линии – обратная и подающая.
2. Удельное сопротивление R принимаем равным 150 Па/м или 0.015 м водного столба на 1 м. п. магистрали (для пластиковых труб).
3. Если проток через батареи регулируется термостатическими клапанами, берем коэффициент Z = 2.2. Вариант второй: радиаторы оборудованы шаровыми кранами и балансировочными вентилями, тогда Z = 1.5.

Наибольшее сопротивление течению воды оказывают трехходовые клапаны и вентили с термоголовками

Рассчитываем потребное давление и выбираем подходящую модель нагнетателя.

Совет. Длина линии тупиковых и кольцевых схем считается одинаково – плюсуем протяженность подачи и обратки. Для однотрубной «ленинградки» берем общую длину кольца. Если на момент расчета схема отсутствует, протяженность определяется по внутренним габаритам дома: размер I этажа + высота потолка + ширина II этажа.

Просчитаем давление по нашему примеру. Длина L по габаритам здания равна (10 + 3 + 10) х 2 = 52 м, Z = 2.2. Потребный напор составит 0.015 х 52 х 2.2 = 1.716 ≈ 1.7 м. Прибавим запас 1 м на неучтенные сопротивления самого котла и дополнительного оборудования, получаем 2.7 м водяного столба.

На графике, прилагаемом к паспорту насоса, отмечаем линию производительности и напора, затем выбираем подходящую модель, в данном случае — марка Wilo Star-RS 25/4.

Как видите, результаты расчетов не противоречат советам экспертов: насоса давлением 0.4 Бар вполне достаточно, чтобы заставить циркулировать воду по сети отопления двухэтажного дома площадью 200 квадратов. Для лучшего понимания предлагаем посмотреть ход расчетов на видео:

Важный момент. В современных нагнетательных устройствах зачастую предусмотрено 3—7 режимов работы, а в инструкции нарисовано столько же графиков. Для расчета выбирайте характеристику, соответствующую средней скорости (вторая – третья).

Петли теплых полов

Обычно теплоноситель подается в напольные контуры отдельным насосом, работающим в паре с подмешивающим клапаном. При этом максимальная протяженность петли не превышает 100 метров, фасонные детали отсутствуют. Местные сопротивления – термостатический вентиль коллектора и смесительный трехходовой (или 2-ходовой) клапан.

Для расчета вполне подходит предыдущий алгоритм:

1. Выясняем количество контуров, максимальную длину трубы и общий расход теплоносителя через гребенку. Все вычисления по теплым полам мы подробно расписали в отдельной публикации.
2. Берем самую длинную петлю и считаем по ней требуемое давление насосного агрегата, пользуясь приведенной выше формулой. Подставляем аналогичные значения R, L и Z.
3. Подбираем насос для петель напольного обогрева по графику, представленному в паспорте изделия.

Пример. Возьмем тот же двухэтажный дом с тепловой нагрузкой 22 кВт и расходом воды 0.95 м³/ч, максимальная длина петли – 80 м. Значение R принимаем 0.015, Z – 2.2, тогда напор H = 0.015 х 80 х 2.2 = 2.64 м. Сопротивление магистрали не учитываем, поскольку котел оснащен собственным насосом. Значит, окончательное давление коллекторного агрегата – минимум 2.64 м.

Заметьте: увеличивая протяженность петель до 100 м, вы поднимаете планку давления насоса, что приведет к повышению расхода электроэнергии. Проверяем: H = 0.015 х 100 х 2.2 = 3.3 м. Рисуем на диаграмме соответствующую горизонтальную линию и выбираем любую модель, чей график размещен выше. Ближайший агрегат — Wilo Star-RS 25/6.

Котловой контур

Как известно, в схемах обвязки твердотопливных котлов предусматривается установка отдельного насоса, гоняющего воду по малому кольцу через трехходовой клапан либо буферную емкость. Идентичный принцип применяется в системе первичных/вторичных колец, где к основному контуру подключены линии радиаторного отопления, теплых полов и бойлера ГВС.

Насос, качающий воду по основному кольцу, практически не испытывает сопротивления – магистраль короткая, минимум фитингов и арматуры. Поэтому напор основного агрегата зачастую меньше, чем давление вторичных нагнетателей, отправляющих теплоноситель к приборам отопления.

Важный нюанс. Главное — обеспечить нужный расход воды в основном контуре, соответствующий мощности теплогенератора. Для выбора модели насоса двигайтесь тем же путем – узнайте требуемый объем теплоносителя по производительности котла и посчитайте располагаемый напор. Подробная инструкция представлена на видео:

Выбор по размерам

Вы наверняка заметили — в ассортименте фирм есть агрегаты с одинаковыми характеристиками, но разными габаритами и размерами патрубков. Как выбирать внешние параметры насоса:

1. Для монтажа на трубопроводах, байпасах и смесительных узлах напольного обогрева используются стандартные нагнетатели длиной 180 мм. «Коротыши» 130 мм ставятся внутри теплогенераторов либо на магистралях в сильно ограниченном пространстве.
2. Диаметр присоединительных патрубков подбирается под сечение основного трубопровода. Увеличение типоразмера допустимо, уменьшение – категорически не рекомендуется. То есть, на трубопровод Ду 25 можно ставить агрегат со штуцерами 32 мм.
3. Насосы с патрубками Ø32 мм применяются на первичных кольцах и котловых контурах, а также в модернизируемых самотечных системах.

Рабочие характеристики насосов не зависят от их монтажной длины – 130 или 180 мм

Примечание. Размеры готовых байпасов, продающихся в магазинах, подогнаны под стандартный насос монтажной длиной 18 см.

Число скоростей нагнетателя особой роли не играет. В домашних условиях вполне достаточно 3 режимов, оптимальная скорость – вторая. Воздух из агрегатов стравливается через боковой винт, поэтому не стоит покупать изделия с отдельным воздухоотводчиком.

Производители и цены

Невзирая на широкий ассортимент насосов в магазинах, по-настоящему качественный продукт выбрать нелегко. Рынок наводнен китайским товаром и подделками известных брендов. Для начала перечислим популярных на территории СНГ производителей:

1. Высшая ценовая категория – Grundfos (Дания), Wilo (Германия). Цены на оригинальных «немцев» стартуют от 75 евро, «Грюндфос» серии UPS – 65 евро.
2. Средняя категория – DAB, Aquario (Италия), Sprut (качественный Китай). Стоимость агрегатов различных моделей колеблется в пределах 40—100 евро.
3. Прочие дешевые насосы (Oasis, Neoclima, «Вихрь», «Калибр» и так далее до бесконечности). Цена – от 20 евро за штуку.

Новейшая разработка – «умный» насос Grundfos Alpfa-3, передающий информацию на смартфон и помогающий балансировать систему

Замечание. Вполне вероятно, что мы не включили некоторые весьма достойные изделия в высшую либо среднюю ценовую категорию. Здесь указаны самые распространенные бренды.

Чем отличаются недорогие и контрафактные насосы от качественных нагнетателей:

• срок службы – 1…3 отопительных сезона;
• номер изделия нанесен только на наклейку, корпус агрегата чистый;
• перекачивающие устройства из одной партии часто идут с одинаковыми номерами;
• по весу подделка заметно отличается от оригинала (она легче);
• агрегат низкого качества начинает шуметь и пищать, отработав 1 сезон в закрытой системе отопления, сильно греется корпус.

Иногда поддельные насосы отопления неотличимы от оригинала, только цена вдвое ниже. Секрет – в алюминиевой обмотке, удешевляющей себестоимость продукта. Как проверить: найдите на официальном сайте компании массу оригинальной модели и сравните с рыночным экземпляром. Скорее всего, осведомленный продавец откажется взвешивать контрафактный аппарат либо сразу признает неизвестное происхождение товара.

Заключительный вывод

Выбирая циркуляционный насос для отопления дома, важно не ошибиться с характеристиками и не гнаться за дешевизной. Недостаточный напор приведет к слабому прогреву дальних батарей, чрезмерный – к появлению шума в радиаторах и быстрому износу нагнетательного агрегата. Последний совет по выбору производителя: если хотите сэкономить, лучше отыщите брендовый оригинал б/у, он прослужит дольше нового дешевого «китайца».