Вертикальные насосы: виды, конструкция, особенности применения и обслуживания

Вертикальные насосы, конструктивной особенностью которых является соответствующее их названию расположение вала и рабочего колеса, нашли широкое распространение как в быту, так и в различных отраслях промышленности. Благодаря вертикальной компоновке вала, рабочего колеса и корпуса для установки этого оборудования не требуется много места, что и является одной из основных причин его высокой популярности. Вертикальный насос в зависимости от модели может использоваться в качестве автономного мобильного устройства, а также элемента системы водоснабжения или водоотведения.

Промышленный двухкорпусной вертикальный насос, предназначенный для перекачивания чистых или слегка загрязненных жидкостей

Параметры и разновидности

Насосы с вертикальной компоновкой вала и рабочего колеса, относящиеся к устройствам центробежного типа, классифицируются по таким характеристикам, как:

1. напор (в зависимости от значения данного параметра вертикальные насосы могут быть с низким, средним или высоким уровнем напора);
2. скорость функционирования (по данному признаку выделяют нормальные, тихо- или быстроходные гидромашины);
3. объем рабочей среды, перекачиваемый в единицу времени (производительность устройства);
4. количество ступеней, в качестве которых могут выступать секции или кольца оборудования;
5. количество магистралей, через которые в устройство поступает перекачиваемая среда (одно- или двусторонние устройства);
6. тип жидкой среды, для перекачивания которой предназначен насос (дренажные, фекальные, химические, водяные и др. электронасосы);
7. расположение устройства относительно перекачиваемой им среды (наземные модели, погружные и вертикальные полупогружные насосы);
8. способ соединения с приводным электродвигателем (прямоприводные, редукторные и шкивные гидромашины).

Вертикальные центробежные насосы с нормальным всасыванием для монтажа на плите-основании

Вертикальные насосы успешно используются для перекачивания чистых, загрязненных и химически агрессивных жидких сред, характеризующихся невысокой степенью вязкости. К наиболее значимым достоинствам гидромашин данного типа следует отнести:

• компактность;
• простоту в использовании и обслуживании;
• высокую эффективность;
• невысокий уровень шума, создаваемого при работе.

Благодаря вышеперечисленным достоинствам вертикальные многоступенчатые центробежные насосы (как и одноступенчатые) активно используются для оснащения следующих систем:

• автономного водоснабжения;
• отопления;
• дренажа и очистки жидких сред;
• конденсации;
• фильтрации, орошения и мелиорации.

Вертикальные насосы на водозаборной станции

Вертикальный центробежный насос, который обеспечивает поднятие перекачиваемой им жидкости на более высокий уровень за счет увеличения давления ее потока, может относиться к одной из следующих категорий:

• гидромашина поверхностного или наземного типа;
• полупогружной насос;
• устройство погружного типа.

Как поверхностные модели, так и насосы полупогружные и погружные комплектуются электродвигателем, который обеспечивает вращение рабочих колес таких устройств.

Поверхностные насосы вертикального типа, как понятно из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости от резервуара, из которого необходимо откачивать жидкость. Местом для установки такого оборудования может служить приямок или специально подготовленная площадка, которые не соприкасаются с поверхностью перекачиваемой жидкой среды. Насос полупогружной вертикальный, что также следует из его названия, опускается в перекачиваемую жидкую среду лишь частично, при этом приводной электродвигатель остается над поверхностью жидкости.

Насос вертикальный химический полупогружного типа

Корпус насосов погружного типа в процессе их работы полностью находится в толще перекачиваемой жидкой среды. Если вертикальный полупогружной насос не может быть установлен в скважинах, шахта которых характеризуется искривленной формой, то устройство погружного типа такой возможностью обладает.

Следует иметь в виду, что электронасосы вертикального типа нельзя запускать, пока внутренняя часть их корпуса не заполнится жидкостью. Если пренебречь этим требованием, то насос будет работать на холостом ходу, что может привести к его перегреву и, соответственно, преждевременному выходу из строя.

Более высокой мощностью отличаются многоступенчатые центробежные насосы вертикального типа, которые в состоянии намного увеличивать давление потока перекачиваемой жидкой среды, чего нельзя сказать об одноступенчатых моделях. При этом мощность и КПД многоступенчатых насосов вертикального типа тем выше, чем больше секций имеется в конструкции таких устройств. Каждая из секций, соединенных друг с другом последовательно, способствует приросту кинетической энергии потока перекачиваемой жидкой среды.

Принцип действия

Основным элементом конструкции центробежного насоса вертикального типа является рабочее колесо, оснащенное лопастями. В вертикальных многоступенчатых насосах таких колес, закрепленных на валу, несколько, что и позволяет увеличить эффективность использования данного оборудования. Рабочие колеса этих центробежных электронасосов представляют собой два диска, закрепленных на вертикальном валу, которые располагаются друг от друга на определенном расстоянии и соединены между собой лопастями, изгибающимися в сторону, противоположную направлению вращения самого колеса.

Устройство вертикального центробежного насоса

Принцип, по которому работает насос центробежный вертикального типа, заключается в следующем:

1. При вращении колеса во временной рабочей камере, сформированной двумя близлежащими лопастями, создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию в нее жидкости через входной патрубок.
2. После того как жидкость попадает во временную рабочую камеру и начинает вращаться вместе с перемещающими ее лопастями, на нее начинает действовать центробежная сила, прижимающая ее к стенкам внутренней камеры.
3. При попадании в область выходного патрубка жидкость, уже находясь под давлением за счет воздействующих на нее центробежных сил, выталкивается в напорную магистраль.

Устройство вертикального насоса полупогружного типа со спиральным отводом

При вращении рабочего колеса центробежного электронасоса с закрепленными на нем лопастями всасывание перекачиваемой жидкости и ее выталкивание в напорную магистраль происходит в непрерывном режиме. Таким образом, за один оборот колеса происходит несколько циклов всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкой среды.

Вал электронасоса, на котором закреплено его рабочее колесо, для обеспечения легкости и точности вращения помещается в подшипниковые узлы, а между подвижными и неподвижными деталями устройства устанавливаются уплотнительные элементы сальникового типа.

Отдельные модели вертикальных насосов погружного типа могут устанавливаться даже в трубопроводах соответствующего диаметра, что позволяет значительно повысить эффективность перекачивания жидких сред. Всасывающий и напорный патрубки у таких моделей располагаются на одной оси.

Многоступенчатые насосы вертикального типа

В центробежных вертикальных насосах многоступенчатого типа перекачиваемая жидкость до поступления в напорный патрубок последовательно проходит все секции устройства, что позволяет значительно увеличить напор рабочей среды на выходе. В зависимости от модели насосы данного типа могут содержать в своей конструкции различное количество рабочих колес (от 2 до 10), которые фиксируются на одном валу, но располагаются в отдельных модулях каждое.

Устройство вертикального многоступенчатого насоса

Модули многоступенчатого вертикального насоса размещаются в одном кожухе, который устанавливается между всасывающей и напорной камерами устройства. Все элементы корпуса многоступенчатого электронасоса, патрубки которого располагаются в одной горизонтальной плоскости, стягиваются шпильками, а стыки между ними герметизируются при помощи уплотнительных элементов.

Как уже говорилось выше, многоступенчатые центробежные насосы за счет особенностей своей конструкции позволяют значительно увеличить напор перекачиваемой жидкой среды на выходе. Напор потока жидкости, создаваемый многоступенчатым насосом, складывается из суммы значений напоров, формируемых каждой его ступенью.

Правила выбора и обслуживания

Значительно продлить срок службы центробежных насосов, а также обеспечить их безаварийную эксплуатацию позволяет соблюдение несложных правил их использования и технического обслуживания. Чтобы минимизировать влияние внешних факторов, способных вывести центробежные насосы из строя, следует дооснастить такие установки рядом дополнительных элементов. Такими элементами, в частности, являются:

• сетчатый фильтр и задвижки, которые защитят насос от попадания в его внутреннюю часть твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкой среды;
• обратный клапан, не дающий перекачиваемой жидкости уйти обратно в скважину, то есть исключающий работу насоса вхолостую и, соответственно, перегрев устройства и его выход из строя;
• манометр, устанавливаемый на трубе, по которой жидкая среда всасывается насосом (наличие манометра даст возможность контролировать давление жидкости во входном патрубке и тем самым не допускать возникновения кавитационных процессов);
• манометр, предназначенный для контроля уровня давления внутри самого насоса (наличие такого прибора позволит не допустить возникновения гидроударов).

Вертикальные насосы в составе станции повышения давления

Эффективность работы трубопроводной системы, которую обслуживает центробежный насос, во многом определяется и тем, насколько правильно выбрано такое устройство. Выбирая как наземные, так и погружные и полупогружные вертикальные насосные устройства, следует ориентироваться на следующие параметры:

• мощность, потребляемую приводным электродвигателем;
• производительность;
• напор водной струи, который в состоянии создавать насос;
• размеры корпуса;
• материалы изготовления деталей, которые будут контактировать с перекачиваемой средой.

Высокоэффективный сдвоенный вертикальный насос

Среди правил эксплуатации насосов вертикальных центробежных стоит выделить следующие:

1. Насосы данного типа нельзя устанавливать ни в горизонтальном, ни даже в наклонном положении.
2. Категорически не допускается использовать такие насосы для перекачивания сред, для которых они не предназначены. Если применять водные насосы для перекачивания химически агрессивных жидкостей или жидких сред, в составе которых будут содержаться нерастворимые включения, то такое оборудование быстро выйдет из строя. В то же самое время использовать для перекачивания чистой воды дорогостоящие насосы, предназначенные для работы с химически агрессивными средами, нецелесообразно с экономической точки зрения.
3. Если центробежный насос придется использовать в холодное время года, то следует утеплить его корпус или установить такое оборудование в отапливаемом помещении. В противном случае корпус насоса может не только утратить свою герметичность, но даже лопнуть от замерзшей в его внутренней части жидкости.

Кроме того, центробежный насос, чтобы он прослужил как можно дольше, следует регулярно подвергать техническому обслуживанию и плановому ремонту.

Но поломки насосов всё таки неизбежны, ниже в таблице приведены основные неисправности оборудования.

Основные неисправности насосов и способы их устранения

Центробежный насос для отопления

Выбор центробежного насоса для отопления частного дома

В наше время немало собственников частных домовладений для обеспечения комфортной температуры внутри своих жилищ устраивают в них автономную систему отопления. В процессе её эксплуатации актуальным для них становится вопрос равномерного распределения тепла во всех помещениях дома. Чтобы добиться этого, они устанавливают в систему отопления циркуляционные насосы. Непосредственно перед монтажом они раздумывают над тем, каким образом расположить насос, чтобы он работал бесперебойно и надежно и при этом демонстрировал высокую эффективность работы.

Причины установки центробежного оборудования

Неравномерное распределение тепла — основная проблема, возникающая у владельцев домов, использующих автономную систему отопления. Ситуации, когда котел уже закипает, а в дальних помещениях дома батареи едва теплые, встречаются часто. Владельцам приходится искать способы, как повысить эффективность своей системы отопления.

Для того чтобы обеспечить равномерное распределение тепловой энергии, они прибегают к следующим решениям:

• увеличение диаметра труб, используемых в системе отопления;
• монтаж в уже функционирующую систему отопления насоса.

Если говорить про первый способ, то он не только действенный, но и практичный. Однако его реализация требует от владельца больших усилий, поскольку в этом случае приходится выполнять демонтаж старых труб и менять их на новые. Гораздо проще подключить к системе циркуляционный насос. Благодаря этому оборудованию можно обеспечить одинаковые температурные показатели во всех комнатах жилища. Наряду с этим такое оборудование предотвращает воздушные пробки. А именно они в большинстве случаев и являются главной причиной плохой циркуляции в системе отопления воды, которая обычно и выступает в качестве теплоносителя. К тому же установка этого оборудования требует от владельца меньше усилий.

Устройство оборудования и принципы его работы

Если подробно говорить о таком оборудовании, как циркуляционный насос, то основным его предназначением является принудительная циркуляция теплой воды в системе отопления замкнутого типа. Конструкция насоса состоит из корпуса, выполненного из нержавеющей стали, и стального ротора, прикрученного к нему. В некоторых насосах вместо ротора используется мотор. На валу мотора выполняется закрепление крыльчатки. Именно она и обеспечивает выброс теплоносителя.

Работа насоса обеспечивается благодаря электродвигателю. Установка, работающая в составе системы отопления, стягивает воду с одной стороны, а потом выбрасывает ее в трубопровод. Это обеспечивается за счет центробежной силы. Ее возникновение происходит, когда начинает вращаться крыльчатка. Создаваемый насосом напор без проблем должен преодолевать гидравлическое сопротивление трубопровода, радиаторов и других элементов, входящих в состав системы отопления.

Типы насосов

Все разнообразие циркуляционных насосов, предназначенных для отопления, можно разделить на два типа:

Сухие насосы

Особенность конструкции сухого насоса заключается в том, что ротор в нём не взаимодействует с теплоносителем. От электродвигателя его рабочая область отделена специальными уплотнительными кольцами из нержавейки. При пуске происходит вращение этих колец, в результате возникающая тонкая водяная пленка между кольцами герметизирует соединение. Обеспечивается это благодаря разнице показателей давления в системе и во внешней среде.

Насосы сухого типа имеют коэффициент полезного действия 80%. Главным их недостатком является большой шум. Поэтому при выборе места для размещения этого оборудования необходимо выделять отдельную комнату, в которой имеется хорошая шумозащита.

Если говорить о сухих насосах, то они разделяются на три вида:

Особенность конструкции горизонтальных сухих насосов заключается в том, что остывающей патрубок у них располагается на передней части вала. На корпусе находится нагнетательный. В горизонтальном положении закрепляется электродвигатель. На одной оси патрубки располагаются в вертикальных циркуляционных насосах. В вертикальном положении установлен электродвигатель.

Мокрые насосы

Главным отличием «мокрых» насосов от «сухих» является то, что в теплоноситель погружен ротор вместе с крыльчаткой. Теплоноситель таких насосов выступает в качестве смазки и охладителя. Специальный стакан разделяет ротор и статор. Этот элемент выполнен из нержавейки и его посредством обеспечивается герметичность части электродвигателя, находящейся под напряжением. Корпус «мокрого» насоса, предназначенного для отопительной системы, обычно изготавливается из таких материалов, как латунь или бронза .

При выборе агрегата внимание обращать следует на то, что ротор у него был выполнен из керамики. «Мокрые» насосы отличаются тем, что они менее требовательны в плане обслуживания и ремонта. Кроме этого при работе они издают гораздо меньше шума.

Как выбрать циркуляционный насос отопления?

Подбирая циркуляционное насосное оборудование, следует учитывать такой параметр, как мощность агрегата. Многие владельцы частных домов, выбирая для своей системы отопления такое оборудование, стараются купить самую мощную модель. Такая установка обойдется дороже, а кроме этого при работе будет издавать много шума, притом, что потребности в использовании её мощности по максимуму у владельца не будет.

Чтобы не потратить лишних денег и приобрести хороший насос, необходимо произвести расчеты мощности оборудования. которой будет достаточно для вашего дома. При их выполнении важными являются следующие параметры:

• диаметр трубы;
• температура теплоносителя;
• уровень напора теплоносителя;
• производительность котла;
• пропускная способность.

Еще нужно знать про количество литров воды, которая может пройти через отопительную систему в течение одной минуты. Также следует выполнить расчеты количества воды, которое необходимо для работы радиатора и колец системы отопления в нормальном режиме.

Длина трубопровода также является важным фактором, от которого зависит мощность циркуляционного насоса. Обычно на 10 метров трубопровода требуется полметра насосного напора.

Чтобы выполнить расчет расхода теплоносителя, необходимо приравнять его параметры к мощности котла. Например, если мощность установки равна 25 кВт, то в этом случае расход теплоносителя будет находиться на уровне 25 литров в минуту. Если системе отопления мощность батарей составляет 15 кВт, то для их нормальной работы потребуется 15 литров воды в минуту. С уменьшением диаметра трубопровода возрастает сопротивление, возникающее при передвижении теплоносителя.

Расчет расхода циркуляционного насоса для отопления

Любое циркуляционное насосное оборудование имеет ряд показателей, посредством которых определяется производительность установки. Основным параметром является напорный расход. Он отражается производителем оборудования в техническом паспорте.

При расчете расхода насоса отопления используют следующую формулу:

где N- мощность котла;

t1,t2- температура, выходящая из источника тепла и находящаяся в оборотном трубопроводе.

Подобным образом выполняется расчет напора насоса отопления. Если отталкиваться от европейских стандартов, то 100 Ватт мощности оборудования необходимо на 1 квадратный метр частного строения.

Установка насоса: этапы и нюансы при монтаже

Первое, что следует сделать — слить из системы отопления всю жидкость. Затем, если в этом имеется необходимость, нужно выполнить очистку трубопровода. В соответствии со схемой подключения должна производиться работа по установке оборудования и арматуры. Когда монтаж отопительной системы будет завершён, выполняют заливку воды. после чего удаляют из насоса лишний воздух. Делается это посредством открытия центрального винта. Обращаем внимание, что перед каждым включением агрегата необходимо обязательно выполнять работу по удалению воздуха.

Когда насос циркуляционный для отопления приобретён, необходимо определиться с местом, где будет выполняться его монтаж. Специалисты рекомендуют устанавливать это оборудование на обратке перед котлом. Все дело в том, что воздух может собираться вверху котла в процессе эксплуатации, если установку насоса выполнить на подаче. Это может привести к тому, что он будет вытягивать его из котла, что приведет к возникновению вакуума, следствием чего станет закипание этой части котла.

Если же монтаж насоса выполнить перед котлом, то вода будет вталкиваться в нагревательную установку. Следствием этого станет возникновение воздушного пространства, и установка будет полностью заполненной. Кроме этого при таком варианте монтажа работа насоса будет происходить при более низких температурах, что положительно отразится на сроке его эксплуатации.

Выбрав участок монтажа насосного оборудования, далее создают байпас или отвод. Необходимость в нём связана с тем, что в случае поломки или когда отключат электричество, благодаря ему не произойдет прекращения работы всей отопительной системы и будет возможность для прохода теплоносителя через главный трубопровод благодаря открытому крану. При устройстве байпаса необходимо помнить о том, что диаметр трубы у него должен быть меньше, чем диаметр у основного трубопровода. Когда байпас готов, переходят к основной стадии работ по установке агрегата.

Вал насоса на отопление должен полностью находиться в воде. Если он будет погружен в теплоноситель лишь частично, то это приведет к снижению производительности оборудования на 30%. В худшем случае рабочая зона станет неисправной.

Помимо этого монтаж предусматривает и установку клеммной коробки с верхним расположением.

Кроме этого, устанавливаются шаровые краны с двух сторон насоса. В процессе эксплуатации оборудования они потребуются для выполнения обслуживания насоса и его демонтажа в случае необходимости.

В состав системы обязательно должен входить и фильтр. Он обеспечит защиту агрегата от механических частиц. Попав внутрь его конструкции, они могут отрицательно сказаться на работе насоса.

Ручной или автоматический клапан необходимо смонтировать сверху обводной трубопроводной линии. Он необходим для выпуска через определенные промежутки времени воздушных пробок.

Заключение

Проблема неравномерного обогрева помещений в частном доме актуальна для многих владельцев. Поэтому для ее решения необходимо установить циркуляционный насос. Чтобы он эффективно работал и обеспечивал равномерное распределение тепла. необходимо правильно выбрать это оборудование. Но перед этим следует произвести расчет необходимой мощности для вашей системы отопления. Также важна и качественная установка оборудования. Грамотный монтаж позволит обеспечить длительный срок службы и высокий КПД работы этого оборудования.

• Автор: Дмитрий Сергеевич Кириллов

Какой насос выбрать для отопления дома

Главное отличие систем отопления с принудительной циркуляцией от систем, имеющих естественную циркуляцию теплоносителя, заключается в наличии насоса. Его задача – создать оптимальное циркуляционное давление. Как правило, этот показатель достигает 1500 мм вод. ст. что в 20-30 раз выше естественного давления.

Повышенное давление в системе с насосной циркуляцией обеспечивает необходимую скорость перемещения теплоносителя, что дает возможность использовать трубы меньшего диаметра. Это существенно снижает стоимость монтажа системы отопления, при этом повышая ее эффективность.

Принцип работы насоса центробежного типа

На сегодняшний день центробежный насос — самое распространенные оборудование для перекачки жидкостей. Основной рабочий элемент устройства – вращающиеся колеса, расположенные на валу, состоящие из соединенных между собой дисков с лопастями. Во время вращения колес возникает центробежная сила, которая и создает пониженное давление в центре, и повышенное — по краям. Возникновение разности давлений способствует выбрасыванию воды через выходной патрубок. Также в состав оборудования входят: направляющий аппарат, сальники либо торцевые уплотнители, подшипники.

Центробежные насосы для отопления делятся на:

— устройства с «сухим» ротором,
— агрегаты с «мокрым» ротором.

В оборудовании первого типа ротор не контактирует с водой. Для изоляции рабочей части от двигателя используются уплотнительные кольца из керамики, стали или угольного агломерата. Не смотря на тип уплотнения (скользящее торцевое или сальниковое) со временем оно может разрушаться. Для предотвращения этого используется смазка.

«Сухие» насосы имеют высокий КПД, нетребовательны к качеству воды, способны обеспечить высокий напор, доступны по цене.

Крыльчатка и ротор «мокрых» насосов во время работы погружены в теплоноситель, который играет роль смазки и охладителя электродвигателя. Ротор таких устройств выполняется из керамики, корпус может быть чугунный, бронзовый или латунный, подшипники графитовые или керамические. Преимуществом «мокрых» агрегатов является пониженный шум во время работы, удобство ремонта, простота обслуживания. Однако их КПД составляет всего 50%. Поэтому центробежные насосы с «мокрым» ротором рекомендуется использовать в системах небольшой протяженности.

Разновидности центробежных насосов

Данные устройства классифицируются по способу подвода теплоносителя, при этом они делятся на 2 большие группы:

Одноступенчатые устройства способны работать в широком диапазоне давления и расхода воды, создавая при этом относительно невысокий напор. Многоступенчатые модели являются высоконапорными. Их конструкция предусматривает использование нескольких рабочих колес, расположенных последовательно.
Интересует, какой насос выбрать для системы отопления дома? Обратите внимание на модели с торцевым уплотнителем вала. В сравнении с вариантами, имеющими сальниковую набивку, они более удобны и надежны. К их бесспорным достоинствам относится способность обеспечивать полную герметичность даже при некотором смещении вала и вибрациях. Торцевые уплотнения не нуждаются в обслуживании, при этом уровень энергопотерь на трение находится на минимальной отметке.

По методу отведения жидкости насосы делятся на турбинные и спиральные. По типу конструкции – однокорпусные и секционные. Установка устройства может производиться горизонтально или вертикально направляющей оси водотока.

Решая вопрос, какой насос лучше выбрать для отопления, вы должны знать, что центробежные устройства обладают рядом неоспоримых преимуществ, среди которых:

— надежность,
— высокий КПД,
— долговечность,
— простота обслуживания,
— высокие показатели напора и давления,
— низкий уровень пульсации давления,
— доступная цена.

Основные критерии выбора насоса для отопления

От правильности выбора устройства во многом зависит эффективность работы всей системы отопления. Грамотный подход к приобретению оборудования будет способствовать снижению уровня шума в радиаторах и трубах, экономии электроэнергии, повышению теплоотдачи.

Функциональные способности оборудования определяет целый ряд параметров, основное место среди которых занимают расход и напор насоса.

Расход насоса для отопления определяется по следующей формуле:
Q = N / (t2-t1)

При этом под Q понимают расход насоса; N – мощность котла; t2 – температуру воды, поступающей из котла и идущей по падающему трубопроводу; t1 – температуру воды в обратной трубе.

Второй, не менее важный параметр устройства – напор насоса. Этот показатель связан с системой отопления и отвечает суммарной величине сопротивлений системы.
Если вам необходимы насосы до отопления, и вы не знаете, как правильно их выбрать, обратите внимание еще и на такой показатель, как потребность дома в тепле. Этот параметр указывается в паспорте на здание. Его определяют еще на стадии проектирования. Если таких данных у вас нет, их можно рассчитать самостоятельно.

Выбираем место установки центробежного насоса

Если в доме радиаторная система отопления, устройство следует устанавливать в наиболее низкотемпературной точке — возле котла на обратной трубе. Если в доме установлен «теплый пол», оборудование устанавливается на подающей трубе, что позволяет исключить возможность разрыва потока и попадания в систему воздуха.

Для поддержания необходимого давления рекомендуется установка расширительного бака. С его помощью можно не только компенсировать потери теплоносителя в системе, но и балансировать объем воды, который может измениться при нагреве. Объем расширительного бака должен на 10% превышать объем теплоносителя в системе.

Монтаж центробежного насоса

В большинстве случаев монтаж насосного оборудования производится следующим образом: осуществляется монтаж байпаса (обходной линии) меньшего сечения, чем трубопровод. Далее на байпас устанавливают насос, затем идет монтаж обратного клапана и фильтра. Следующий шаг – врезка крана. Если обходная труба установлена горизонтально, рекомендуется предусмотреть дополнительный сброс воздуха. При вертикальном расположении байпаса дополнительный сброс устанавливать не нужно.

Советы по монтажу центробежного насоса для отопления

• Устройства с «мокрым» ротором ставят на вал горизонтально.
• Оборудование можно включать только после того, как будут проведены мероприятия по заполнению системы жидкостью и стравливанию воздуха. Даже кратковременное использование насоса «в сухую» может привести к его поломке.
• При установке агрегата следите за тем, чтобы в клеммную коробку не попала жидкость.
• Для того чтобы в насосе не скапливался воздух, устройство должно стоять по направлению жидкости горизонтально или верх.
• Не рекомендуется ставить агрегат на подающем трубопроводе.
• Если предстоит работа с «жесткой» водой, отдайте предпочтение моделям с «сухим ротором».

Как правильно выбрать циркуляционный насос для систем отопления

Устройство циркуляционного насоса

Циркуляционные насосы для отопительных систем

Насос для систем отопления состоит из корпуса литого типа, керамического или стального ротора с пластиковым или легкосплавным лопастным колесом (крыльчаткой), статора, установленного в кожух, и клеммной коробки с регулировочным устройством.

При вращении электродвигателя крыльчатка отбрасывает теплоноситель к внешнему краю улитки, выполненной в корпусе. Дальнейшее движение и нагнетание рабочей жидкости происходит благодаря центробежной силе. При этом на входном патрубке помпы возникает разрежение, способствующее всасыванию новой порции теплоносителя.

Конструкция циркуляционного насоса типична для агрегатов центробежного типа, но вместе с тем имеет множество интересных конструктивных решений

Конструктивное исполнение насосов для отопительных систем

В зависимости от конструкции все нагнетающие агрегаты систем отопления разделяются на два типа:

• сухие циркуляционные насосы;
• насосы с мокрым ротором.

Оба типа устройств достаточно эффективны в обогревающих трубопроводах и имеют как достоинства, так и недостатки.

Насосы сухого типа

В устройствах с сухим ротором электродвигатель вынесен за пределы корпуса насоса

В таких агрегатах ротор не контактирует с рабочей жидкостью, поскольку все элементы электродвигателя отделены от рабочей камеры устройства уплотнительной системой специального типа. Она состоит из отполированных, тщательно подогнанных друг к другу металлических колец. Чтобы устранить трение, между элементами уплотнения постоянно находится тонкая плёнка жидкости, которая играет роль смазки. Именно она и предотвращает повреждение колец уплотнителя.

В зависимости от расположения отдельных элементов конструкции сухие помпы отопительных систем можно разделить на три типа:

• помпы консольного типа;
• вертикальные центробежные насосы;
• блочные насосы.

Всасывающий патрубок консольных циркуляционных насосов находится на внешнем краю улитки, тогда как нагнетательная часть вынесена в противоположную сторону. Особенностью агрегатов второго типа является расположение электродвигателя в вертикальной плоскости, что позволяет значительно повысить производительность устройств.

Устройство циркуляционного насоса с сухим ротором

Насосы с сухим ротором имеют многочисленные достоинства:

• длительный срок эксплуатации;
• высокая производительность;
• КПД приближен к 80%;
• возможность работы при утечке теплоносителя;
• высокая ремонтопригодность;
• относительно низкая стоимость;
• надёжность;
• возможность монтажа в любом положении.

Вместе с тем повышенный уровень шума агрегатов данного типа не позволяет устанавливать их в жилых помещениях. К минусам также относятся требования к чистоте теплоносителя и необходимость в периодическом обслуживании и смазке подвижного уплотнения.

Циркуляционные насосы с мокрым ротором

Достоинства циркуляционных насосов с мокрым ротором открыли широкие перспективы для их использования в автономных отопительных системах

Ротор и рабочее колесо насосов этого типа находятся в перекачиваемом теплоносителе, который отлично справляется не только со своей основной функцией, но и с охлаждением деталей электродвигателя. Статор электродвигателя помпы отделён от ротора герметичным стаканом, выполненным из немагнитной стали или углеродного волокна. Агрегаты «мокрого» типа предназначены для работы в системах со стабильным, редко меняющимся расходом жидкости. Наличие блока управления позволяет варьировать количество подключённых обмоток, и соответственно, менять производительность насоса. Выбор оптимального режима работы положительным образом влияет на экономичность агрегата.

К достоинствам агрегатов «мокрого» типа можно отнести:

• низкий уровень шума;
• нет необходимости в смазке;
• эффективный способ охлаждения;
• простота обслуживания и монтажа;
• сравнительно низкая цена агрегата и запчастей;
• длительный срок эксплуатации.

Насосы с мокрым ротором не лишены и недостатков в виде низкого КПД (немногим больше 30%), неспособности агрегата к работе без теплоносителя и требованиям к горизонтальной ориентации вала ротора во время работы.

Особенности конструкции по способу подключения

Фланцевое подключение чаще всего используется в моделях насосов повышенной мощности

В трубопроводах коммунальных и промышленных магистралей чаще всего используются циркуляционные насосы с сухим ротором, как более производительные и мощные устройства. Их подключение выполняется преимущественно фланцевым соединением, а для установки может использоваться как общая опорная рама, так и специально обустроенный фундамент. Вместе с тем производители выпускают и устройства, предназначенные для встраивания в автономные системы отопления. Как правило, все они имеют повышенную мощность и производительность, а их установка не требует специального крепления.

В комплект поставки насосов с муфтовым типом подключения обязательно входят крепёжные элементы

Муфтовые присоединения циркуляционных насосов характерны для маломощных агрегатов мокрого типа с прямопоточным движением теплоносителя, которые могут встраиваться непосредственно в трубопровод. Такие устройства представлены широким рядом бытовых центробежных насосов, тогда как мощные промышленные агрегаты с фланцевым соединением требуют дополнительного крепления трубопровода при помощи консоли и фундамента.

Критерии выбора

Эффективная работа отопительной системы напрямую связана с производительностью циркуляционного насоса и величиной напора на его выходном патрубке.

При низкой мощности агрегата через систему будет прокачиваться недостаточное количество теплоносителя, что не даст возможности достичь требуемой температуры.

Кроме того, при использовании в быту немаловажными факторами, влияющими на выбор, считают уровень шума (который зависит от скорости) и экономичность электродвигателя агрегата. Правильный подбор насоса системы отопления требует проведения тепловых и гидравлических расчётов, на основании которых определяют оптимальные технические характеристики.

Выбор и монтаж циркуляционных насосов отопительных систем (видео)

Необходимая производительность

Прежде чем приступить к определению производительности (расхода, объёмной подачи) циркуляционного насоса, вычисляют количество тепла, необходимое для обогрева помещения в самую холодную пору года. Для расчёта этого параметра существуют специальные формулы, включающие как физические параметры помещения, так и возможные тепловые потери. Мы же предлагаем воспользоваться упрощённым методом вычислений, применимым для средней полосы нашей страны. Он заключается в том, что необходимое количество тепла для обогрева 1 кв.м площади помещения составляет 100 Вт. Следовательно, для определения требуемого количества тепловой энергии следует суммарную площадь помещений в доме или квартире умножить на 100. Для теплоизолированных строений этот параметр уменьшают на 25 — 30%.

Далее расчёт ведут по формуле Q=P×0.86/(Tf-Tr), где:

P – требуемая тепловая мощность, кВт;

Tf – температура на стороне подачи, ºС;

Tr – температура в обратной магистрали, ºС.

Например, для дома общей площадью 80 кв.м при температуре теплоносителя на выходе из котла 70 ºС и в обратном трубопроводе 50 ºС, расход составит не менее Q=8×0.86/(70-50)=0.34м3/ч.

Расчёт требуемого напора

Следующим шагом при выборе насоса является расчёт давления подачи теплоносителя. От этой характеристики зависит, насколько легко агрегат сможет преодолеть гидравлическое сопротивление жидкости в трубах отопительной системы. Величину напора рассчитывают по формуле:

S1, S2 – потери давления в напорной и обратной магистралях, Па/м;

L1, L2 – соответственно длина подающей и обратной веток, м;

Zx – отдельные сопротивления участков трубопроводов, Па.

Таблица величины гидравлических сопротивлений при различных параметрах трубопроводов

Значения для проведения вычислений можно взять из технических паспортов на оборудование и конструктивные элементы отопительных систем или из специальных таблиц. Для упрощённого расчёта можно использовать следующие значения:

• сопротивление прямолинейных участков труб – от 100 до 150 Па/м;
• потери на фитингах составляют до 30% от сопротивления на прямых участках трубопроводов;
• сопротивление на термостатических вентилях добавляет ещё до 70% от расчётного значения.

Потери давления в узловых точках отопительных систем

Получив значения объёмной подачи и напора, по каталогу выбирают требуемую модель циркуляционного насоса.

Мощность двигателя

Немаловажной характеристикой центробежной помпы является мощность, так как именно этот параметр влияет на то, как много электроэнергии будет потреблять её электродвигатель. Современные устройства оснащены системой ступенчатой регулировки, что помогает выбрать наиболее оптимальный режим работы.

Потребление бытовых циркуляционных насосов сведено к минимуму и сравнимо с небольшой электролампой.

Кроме того, производители постоянно работают над повышением энергоэффективности агрегатов. В этих целях введена единая классификация по этому параметру. Например, потребление приборов класса «А» составляет не более 6 Вт, что в год потребует немногим больше 90кВт/ч электроэнергии. Мощность циркуляционного насоса, а также сила потребляемого тока указана в техническом паспорте на изделие и дублируется в табличке, расположенной на его корпусе.

Уровень шума

Специфика использования современных циркуляционных насосов в бытовых условиях вынуждает производителей прибегать к нестандартным решениям для снижения уровня звукового давления. Так, для уменьшения кавитации, возникающей при работе агрегата, используются лопасти и каналы оптимизированной формы, а корпуса насосов представляют собой массивные элементы конструкции. Кроме того, вращающиеся части помещены в жидкость, что также способствует бесшумной работе. Чаще всего шумность агрегата не превышает 45 дБ при работе на самых высоких оборотах. Если же регулятор установлен на минимальной ступени, то услышать звук вращающихся элементов практически невозможно.

Сложность монтажа и эксплуатации

Для длительной и надёжной работы центробежного насоса отопительной системы важно правильно его установить. Ранее выпускаемые модели рекомендовалось монтировать на обратных ветках отопления ввиду пониженной температуры теплоносителя, и соответственно, лучшего охлаждения электродвигателя устройства. Современные агрегаты изготавливают из высокопрочных, термостойких материалов, поэтому такие ограничения на данный момент сняты. Вместе с тем производители требуют ставить помпу только в положениях, при которых вал ротора будет занимать горизонтальную ориентацию в пространстве. Немаловажным фактором, влияющим на срок службы изделия, является и отсутствие воздуха в трубах отопительной системы. Поэтому обязательна установка расширительных бачков и кранов Маевского.

При монтаже обязательно предусматривают обводную линию, необходимую для работы гравитационных отопительных систем при выходе насоса из строя. При этом с обеих сторон от насоса монтируют запорные шаровые краны, а со стороны котла устанавливают фильтр грубой очистки и обратный клапан. Такая схема увеличивает срок службы агрегата и повышает надёжность его работы.

Во время эксплуатации насос не требует обслуживания. Единственное, что может потребоваться при включении устройства – провернуть ротор для облегчения его запуска и удалить воздух из рабочей камеры. Для этого на корпусе прибора имеется специальная пробка, а на валу ротора выполнен паз под отвёртку.

Запуск насоса и удаление воздуха из его рабочей камеры (видео)

Маркировка

Благодаря договорённости производителей центробежных насосов их маркировка унифицирована и имеет такие особенности:

• первые цифры после марки агрегата указывают на присоединительный диаметр его патрубков;
• следующее число характеризует величину напора.

Например, обозначение WILO 25-60 говорит о том, что агрегат, выпущенный компанией WILO, рассчитан на подключение к сгонам диаметром 25 мм или 1″, а его напор составляет 6 м или 0.6атм. Информацию о модели насоса содержит табличка, размещённая на корпусе устройства. Кроме того, она включает данные о потреблении тока при различных режимах работы.

Маркировка циркуляционных насосов

Производители и цены

На рынке представлены циркуляционные насосы множества производителей. Отличным качеством и техническими характеристиками обладают агрегаты немецкой компании Grundfos. Стоимость маломощных устройств из их модельного ряда начинается от 6600 рублей за модель UPS 25-40 и превышает 19000 рублей за UPS 32-80.

Прекрасным соотношением цена/качество обладает продукция другого немецкого бренда WILO. Так, за изделие с параметрами 25-20 придётся отдать от 5990 рублей, тогда как стоимость мощного насоса с напором 80 м составляет почти 11 тысяч рублей. Как видите, по сравнению с Grundfos разница существенная.

Более бюджетные решения можно найти в линейке моделей итальянской компании DAB и Pedrollo, цена которых снижена по сравнению с немецкими аналогами примерно на 25%. Из недорогих изделий можно выделить продукцию под маркой SPRUT китайского производства. Насос LRS 25-40 можно купить всего лишь за 1800 рублей, тогда как за самый мощный LRS 32-120 придётся отдать не больше 9 тысяч рублей. Единственной проблемой остаётся качество сборки и комплектующих продукции из Китая.

От выбора центробежного насоса зависит, насколько надёжно и эффективно будет работать отопление. Поэтому нужен точный расчёт всех параметров с учётом конкретных особенностей разводки трубопроводов. Правильная установка агрегата влияет на срок службы и производительность, поэтому во время монтажа надо строго соблюдать рекомендаций производителя оборудования. Только в таком случае насос сможет работать длительное время, доставляя комфортное тепло в каждый уголок вашего дома.