Циркуляционные насосы для систем отопления: технические характеристики и правила выбора

Использование насоса циркуляционного для систем отопления значительно улучшает их эксплуатационные характеристики. Кроме того, такие насосы, благодаря которым нагретая котлом вода поступает во все элементы отопительных систем значительно быстрее и менее остывшей, позволяют экономить на энергоносителях (электричестве, топливе для котла). Эффективность применения циркуляционных насосов в составе отопительных систем во многом зависит от правильности выбора такого оборудования, делаемого на основе его технических характеристик.

Циркуляционные насосы для отопления

Виды и основные характеристики

Прежде чем разбираться в том, какие имеют циркуляционные насосы для систем отопления технические характеристики, следует познакомиться с различными типами такого оборудования. По конструктивному исполнению выделяют циркуляционные насосы:

Особенность конструкции устройств первого типа заключается в том, что подвижные элементы их роторного узла постоянно находятся в контакте с перекачиваемой средой, что обеспечивает не только их смазку, но и эффективное охлаждение. Кроме того, работа такого оборудования, ротор которого постоянно находится в жидкой среде, отлично поглощающей все вибрации, характеризуется минимальным уровнем шума. Достоинствами циркуляционных насосов с «мокрым» ротором также являются компактные размеры, простота в установке и техническом обслуживании. Если говорить о недостатках подобных гидромашин, то к наиболее значимым из них относится невысокий КПД.

Конструкция циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

В циркуляционных насосах с «сухим» ротором, как становится понятно уже из их названия, элементы роторного узла не контактируют с жидким теплоносителем, что наделяет такие устройства как достоинствами, так и недостатками. Наиболее значимыми преимуществами гидромашин данного типа являются высокая производительность и КПД, доходящий до 80%. Циркуляционными насосами с «сухим» ротором оснащают мощные тепловые станции и отопительные системы промышленного назначения, в бытовых системах отопления, как правило, их не используют. Среди недостатков гидромашин с «сухим» ротором обычно называют достаточно высокую шумность, а также сложность установки и обслуживания.

Устройство циркуляционного насоса с «сухим» ротором

Технические возможности и условия эксплуатации насосов циркуляционных для систем отопления определяются целым рядом характеристик.

Этот параметр указывает на количество жидкости, которую устройство в состоянии перекачать за единицу времени своей работы. Единица измерения данного параметра – м 3 /час.

Напор также называют гидравлическим сопротивлением. Величина напора, формируемого циркуляционным насосом, измеряется в метрах или дециметрах водяного столба.

Для перекачки увеличенного объёма теплоносителя применяются сдвоенные циркуляционные насосы

От этого параметра зависит тип электрической сети (одно- или трехфазной), к которой можно подключать насос. Естественно, что для установки в системах отопления жилых домов следует выбирать гидромашины, работающие от электрической сети питания с напряжением 220 В.

Данная характеристика зависит как от конкретной модели насосного оборудования, так и от режима, в котором оно работает. Многие модели циркуляционных насосов, предназначенных для бытовых систем отопления, могут обеспечивать несколько скоростей перекачивания воды. На корпусе таких насосов, как правило, имеется специальная табличка, на которой указаны потребляемая мощность и сила тока, соответствующие каждому из режимов работы. Преимущественное большинство циркуляционных насосов для бытовых систем отопления характеризуются потребляемой мощностью, находящейся в интервале 50–70 Вт.

Таблица 1. Основные параметры и особенности выбора циркуляционных насосов для отопления

Максимальная температура теплоносителя

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления по данному параметру, следует отдавать предпочтение моделям, рассчитанным на работу с рабочей средой, температура которой может доходить до 110°.

Сюда относятся такие характеристики, как диаметр резьбовой части монтажных элементов насосного оборудования и монтажная длина его корпуса. Большая часть циркуляционных насосов, используемых в бытовых системах отопления, просто врезается в трубопровод и соединяется с его элементами при помощи накидных гаек – «американок». Достаточно часто как сами гайки, так и патрубки для подсоединения устройства к трубопроводной системе уже входят в его заводскую комплектацию. Наиболее распространенными монтажными диаметрами циркуляционных насосов, используемых для оснащения бытовых систем отопления, являются 1 и 1,25 дюйма (25 и 32 мм соответственно). Монтажная длина бытовых циркуляционных насосов может составлять 130 или 180 мм.

Все размерные параметры насоса указываются в его техническом паспорте

Класс защиты электрической части

Большинство современных моделей циркуляционных насосов для бытовых систем отопления по международной классификации соответствуют классу защиты IP44. Насосное оборудование данного класса производители обеспечивают защитой от попадания в его внутреннюю часть твердых инородных частиц, размер которых превышает 1 мм. На это указывает первая цифра 4 в маркировке. Следующая цифра 4 в обозначении класса защиты обозначает, что электрическая часть оборудования застрахована от капель жидкости и брызг, летящих под любым углом.

Максимальное давление жидкости на выходе

На корпусе многих моделей циркуляционных насосов можно встретить информацию о данной характеристике. Как правило, у бытового оборудования этот параметр не превышает 10 бар. С практической точки зрения он ни о чем говорит, гораздо важнее такие характеристики, как напор и производительность.

Торговая марка и компания-производитель

При выборе циркуляционных насосов для систем отопления (впрочем, как и любых других технических устройств) лучше отдавать предпочтение продукции известных производителей, которые более серьезно относятся к вопросам качества и предоставляют надежные гарантии.

Таблица 2. Некоторые модели циркуляционных насосов российской компании «Инсэл»

Таблица 3. Некоторые модели циркуляционных насосов международной компании NeoClima

Технические характеристики циркуляционных насосов для систем отопления, как правило, внесены в обозначение их моделей. По таким обозначениям, в частности, можно сразу определить следующие параметры: создаваемый устройством напор жидкости, диаметры его всасывающего и нагнетательного патрубков, монтажную длину.

Правила и особенности выбора

Приступать к выбору определенной модели циркуляционного насоса следует только после того, как будет спроектирована отопительная система и станет известна суммарная длина ее замкнутого контура. Кроме длины контура системы отопления, на выбор циркуляционного насоса оказывает влияние и количество радиаторов, которыми она будет оснащена. Только после получения всех этих данных можно с высокой точностью определить, какую производительность должен иметь циркуляционный насос и какой величины напор теплоносителя в системе он должен обеспечивать. Производительность циркуляционного насоса для системы отопления очень важно рассчитывать, исходя из самой низкой температуры на улице, когда насосное устройство будет работать с максимальной нагрузкой.

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления по характеристикам такого устройства, можно ориентироваться на следующие рекомендации от опытных специалистов.

1. Если при выборе циркуляционного насоса вам подошли и понравились сразу несколько моделей, предпочтение следует отдать той из них, технические характеристики которой точнее всего соответствуют расчетным значениям, полученным при проектировании системы отопления.
2. Нежелательно выбирать циркуляционный насос со слишком большим запасом по производительности и создаваемому напору теплоносителя. Такое устройство, расходуя только часть своей мощности, будет потреблять значительное количество электроэнергии, и создавать излишний шум при работе.
3. Лучше приобретать те модели циркуляционного насоса, режимы работы которых можно регулировать. Использование таких устройств со специальным переключателем на корпусе позволяет оптимизировать работу всей системы отопления в целом.

Циркуляционные насосы, если они правильно подобраны и установлены, позволяют сделать работу отопительных систем более эффективной, а также снизить расходы на обогрев помещений.

Расчет насоса для системы отопления: подбираем оптимальный насос по ключевым параметрам

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м 2 ;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м 2 площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м 2 .

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.