Циркуляционный насос для горячей воды (ГВС): принцип работы и правила подбора

Для повышения эффективности систем отопления и горячего водоснабжения в их оснащение включают рециркуляционный насос, задача которого состоит в том, чтобы не только повысить давление транспортируемой по ним среды, но и обеспечить ее циркуляцию в непрерывном режиме. В некоторых случаях (в частности, при обустройстве автономных систем горячего водоснабжения и отопления) только рециркуляционный насос способен справиться с этой задачей.

Циркуляционный насос в системе горячего водоснабжения

Прежде чем оснащать рециркуляционным насосом систему горячего водоснабжения или отопления, следует разобраться в том, как устроено данное оборудование. Желательно также изучить принцип работы циркуляционного насоса.

Назначение и область применения

У насосов для рециркуляции горячей воды очень важная функция. При помощи таких устройств обеспечивается работа в требуемом режиме замкнутых трубопроводов, по которым транспортируется горячая вода. Нагнетая жидкость в трубопровод за счет вращения специальных элементов, рециркуляционные электронасосы повышают напор перекачиваемой ими жидкой среды и, соответственно, скорость ее перемещения.

Чаще всего рециркуляционными насосами оснащают системы отопления, что позволяет повысить не только эффективность, но и экономичность последних. Большинство таких систем, как известно, работает за счет теплоносителя, который, перемещаясь по трубопроводу, отдает тепло в помещение. Нагрев теплоносителя (в данном случае перед его подачей в трубопровод) обеспечивается котлом, бойлером или водонагревателем. После прохождения всего отопительного контура вода должна вернуться к нагревательному оборудованию, где ей снова придается требуемая температура.

Схема рециркуляции ГВС

Без использования специального насосного оборудования циркуляция воды в системе отопления будет протекать медленно, а в некоторых случаях может вообще не протекать, так как напор потока теплоносителя, никаким образом дополнительно не увеличиваемый, будет гаситься элементами трубопровода. Результат этого – неравномерно прогретые отопительные трубы и, соответственно, некомфортная температура в помещениях дома.

Циркуляционный насос для горячего водоснабжения повышает напор и давление горячей жидкости, перемещающейся по замкнутому трубопроводному контуру. Особенно актуально применение циркуляционных насосов для горячей воды в трубопроводных системах домов площадью более 200 м 2 , в которых имеется несколько точек водозабора, а бойлер установлен в отдельном помещении или в подвале. Вода в таких трубопроводах (как правило, достаточно протяженных), если в них не предусмотрена система рециркуляции при помощи специального насоса, остывает достаточно быстро. Это приводит к тому, что при открытии крана приходится долго ждать, пока из него польется нагретая до требуемой температуры жидкость.

Кроме того, при открытии сразу некоторых кранов в водозаборных точках напор воды в них падает, потому что давление жидкости, перемещающейся по трубопроводу самотеком, ничем дополнительно не поддерживается. Для решения именно таких проблем, с которыми сталкиваются владельцы частных и жители многоквартирных домов, предназначен насос ГВС, обеспечивающий принудительное перемещение, а также создание стабильного напора и давления воды в системе горячего водоснабжения.

Рециркуляционный насос не следует устанавливать вблизи баков и водонагревателей, тепло от которых может действовать на термостат

Использование циркуляционного насоса для отопления и горячего водоснабжения частного дома, кроме вышеперечисленных преимуществ, позволяет экономить на затратах на энергоносители. Поскольку в системах с рециркуляцией вода от котла транспортируется по трубам принудительно и значительно быстрее достигает всех точек водозабора и радиаторов отопления, ее температура при такой транспортировке снижается незначительно. Котлу, если в обслуживаемом им трубопроводе предусмотрена принудительная рециркуляция воды, требуется меньше времени, чтобы нагреть ее, соответственно, расход энергоносителей, используемых для работы нагревательного оборудования, снижается.

Насосы для циркуляции горячей воды активно используются для оснащения систем «теплый пол», схема которых предполагает наличие протяженного трубопроводного контура сложной конфигурации, состоящего из труб небольшого диаметра. Насос циркуляционный в таких случаях обеспечивает постоянное движение теплоносителя по трубам.

Циркуляционный насос является обязательным элементом системы теплых полов

Особенности конструкции

Для циркуляции ГВС используются преимущественно центробежные насосы с «мокрым» ротором. У такого циркуляционного насоса принцип работы довольно прост.

• Вода, поступающая в камеру рециркуляционного насоса через входной патрубок, захватывается лопатками рабочего колеса, вращение которому сообщается от вала приводного электродвигателя.
• На воду начинает воздействовать центробежная сила, которая отбрасывает ее к стенкам рабочей камеры, где создается повышенное давление.
• Под воздействием давления, сформированного центробежной силой, жидкость выталкивается в напорную магистраль рециркуляционного насоса.
• Всасывание в рабочую камеру очередной порции горячей воды происходит за счет того, что в центральной части такой камеры при протекании вышеописанных процессов создается разрежение воздуха.

Устройство центробежного циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

Следует иметь в виду, что для отопления и ГВС не подойдет обычный центробежный насос для воды, так как условия эксплуатации такого оборудования не предусматривают высокой температуры перекачиваемой жидкости. Для изготовления насосов, при помощи которых осуществляется рециркуляция горячей воды, используются материалы, отличающиеся устойчивостью к повышенным нагрузкам и воздействию высоких температур. Кроме того, такие электронасосы, работающие преимущественно внутри помещений, должны отличаться малошумностью, чтобы не делать условия проживания в частном или в многоквартирном доме дискомфортными. Не менее важными характеристиками электронасосов для циркуляции ГВС являются компактность и экономичность в плане потребления электроэнергии.

Подбирая насосное оборудование, которое должно будет работать с горячей водой, также следует иметь в виду, что насосы для рециркуляции ГВС по условиям эксплуатации отличаются от устройств, используемых для оснащения отопительной системы. Так, модели насосов для котельной рассчитаны на перекачивание воды, температура которой доходит до 90°, в то время как устройства, обеспечивающие циркуляцию ГВС, могут работать с жидкой средой, нагретой до 65°. Таким образом, они не взаимозаменяемы, хотя при необходимости электронасос для отопления можно использовать для обеспечения циркуляции горячей воды в системах ГВС. Однако производить замену таких устройств в обратном порядке нельзя.

Бытовые насосы предназначены для рециркуляции воды в небольших системах горячего водоснабжения

Основные характеристики

Выбирая циркуляционный насос для ГВС или отопления, следует обращать внимание на следующие характеристики:

• производительность – количество жидкости, которое рециркуляционный электронасос способен перекачать в единицу времени (м 3 /час или литр/мин);
• напор или создаваемое насосом давление жидкой среды (метры водяного столба или Па);
• мощность, потребляемая рециркуляционным насосом (Вт);
• способ управления устройством (посредством таймера или датчика температуры).

Поскольку рециркуляционными насосами перекачиваются небольшие объемы жидкости, которая перемещается в отопительных трубах или водопроводе с небольшой скоростью, то высокие мощность и производительность таким устройствам не требуются. Так, для поддержания температуры воды в бытовых системах отопления и водопотребления, длина которых не превышает 40–50 метров, будет вполне достаточно рециркуляционного насоса с производительностью 0,2–0,6 м 3 /час.

Насос Grundfos с пропускной способностью 3.3 куб. м/час

В плане потребления электричества насосы для котельной и ГВС также экономичны, так как их мощность в зависимости от модели составляет от 5 до 20 Вт. Этого вполне достаточно для того, чтобы водяной электронасос был в состоянии обеспечивать эффективную циркуляцию по трубам горячей воды в частном доме.

Очень важно правильно подобрать циркуляционный насос по такому параметру, как напор потока жидкой среды, который он способен создавать.

Чтобы правильно выбрать насос по данной характеристике, можно руководствоваться следующими рекомендациями при подборе рециркуляционного оборудования для систем отопления и ГВС как небольшого жилого строения, так и большого коттеджа в несколько этажей.

• Если трубы, по которым насос должен обеспечивать циркуляцию жидкой среды, расположены на одном уровне, то подбираем оборудование со значением напора 0,5–0,8 метров водяного столба.
• Если в доме несколько этажей, рециркуляция ГВС должна обеспечиваться на нескольких уровнях трубопровода, а значит, следует учитывать высоту, на которую необходимо поднимать жидкость.

Чтобы в системах отопления и ГВС рециркуляцию жидкой среды сделать более эффективной, насосы следует выбирать с некоторым запасом по создаваемому напору.

Способы управления оборудованием

Поскольку расход горячей воды жильцами дома осуществляется периодически, по мере надобности, то нет никакого смысла в том, чтобы насос рециркуляции ГВС функционировал в постоянном режиме. Работа рециркуляционного насоса для воды в режиме периодического включения и отключения снижает нагрузку как на само оборудования, так и на трубопровод в целом. Обеспечить функционирование рециркуляционных насосов в периодическом режиме можно двумя способами:

• с использованием датчиков температуры;
• с применением таймера (включение и отключение электронасоса по расписанию).

Разница между такими элементами управления рециркуляционными помпами заключается как в их конструктивном исполнении, так и в принципе действия.

Управление при помощи датчика температуры

Данный способ управления работой рециркуляционного насоса предполагает использование температурного датчика, рабочая часть которого находится в постоянном контакте с транспортируемой по трубопроводу жидкостью. Когда температура воды в системе ГВС или в отопительной системе снижается до критического значения, датчик автоматически включает рециркуляционный электронасос, а когда температура жидкости поднимается до требуемого уровня, отключает его. Применение температурного датчика для управления работой рециркуляционного насоса позволяет поддерживать стабильную температуру жидкости в обслуживаемом трубопроводе. Удобным при использовании температурного датчика является и то, что его можно отрегулировать на любые значения температуры, при которых он будет срабатывать.

Рециркуляционный насос Grundfos с термостатом (датчиком температуры)

Управление посредством таймера

Бытовые рециркуляционные насосы могут оснащаться таймерами, которые будут включать и отключать оборудование по определенному расписанию. Время срабатывания таймера и продолжительность работы оборудования рассчитываются в зависимости от протяженности трубопровода и объема жидкости в нем, при расчете также учитываются тепловые потери в трубах и производительность помпы.

Используя таймер, можно увеличить период между отключением рециркуляционного насоса и его последующим включением вплоть до недели. Данная опция особенно актуальна в тех случаях, когда в горячей воде в определенный период нет необходимости, соответственно, включать насос и нагружать его вхолостую также нет смысла.

Рециркуляционный насос с встроенным таймером

При использовании насоса для рециркуляции воды важно также знать, как подключаются такие устройства к системам отопления и ГВС. Существуют две основные схемы подключения рециркуляционного насоса:

• последовательная (электронасос подключается к одному контуру трубопровода, который обслуживает все водозаборные точки);
• параллельная (рециркуляционное оборудование подключается к нескольким контурам трубопровода вместе с коллектором).

Надежные насосы рециркуляции ГВС: обзор

В помещениях с большой длиной трубопровода горячего водоснабжения используются циркуляционные насосы. Они устанавливаются в отдельном контуре.

Циркуляционный насос для ГВС делает возможным поступление воды необходимой температуры сразу после открытия крана.

Конструкция

Рециркуляционный насос не имеет большой мощности и производительности. Устройство перекачивает теплоноситель на небольшие расстояния.

Нагнетания высокого показателя давления от циркуляционного насоса для ГВС не требуется. Изделие состоит из корпуса, крыльчатки и электрического двигателя. Под действием магнитного поля при поступлении напряжения на обмотки двигателя его якорь начинает вращаться.

Крыльчатка смещает массу воды и нагнетает её в выходной патрубок. Забор жидкости осуществляется из входного патрубка.
При подборе циркуляционного насоса необходимо учитывать его тип и технические характеристики. Независимо от производителя все помпы для рециркуляции делят на 2 типа — с мокрым или сухим ротором.

Насос с сухим ротором

В устройствах такого типа водяная среда находится отдельно от деталей электрического двигателя. Мотор имеет воздушное охлаждение.

Отличительной особенностью агрегатов с сухим ротором является высокий коэффициент полезного действия. Вращающиеся детали электрического двигателя нуждаются в периодической смазке. Это необходимо для снижения степени трения между комплектующими.

С мокрым ротором

Просто такого типа крыльчатка и якорь электрического двигателя полностью погружены в водяную среду. Агрегаты с мокрым ротором имеют низкий коэффициент полезного действия.

Преимуществом устройств данного типа является отсутствие необходимости в смазке вращающихся деталей электрического двигателя. Охлаждение частей осуществляется водой.

Рециркуляционные насосы с мокрым ротором отличаются низким уровнем шума при работе. Это позволяет использовать их в жилых помещениях, как в дневное, так и в ночное время суток. Часто подобные аппараты применяются в квартирах и домах.

Принцип действия

Циркуляционные насосы используются для постоянного перемещения жидкости в системе горячего водоснабжения. Для их подключения необходима установка накопительной емкости. Забор жидкости осуществляется через входной патрубок насоса, при этом создается разрежение, и вода из накопительного бака поступает в контур.

Крыльчатка насоса перекачивает жидкость, нагнетая давление в выходном патрубке, одновременно с этим остывшая вода поступает обратно в ёмкость. Таким образом, при постоянной работе помпы осуществляется непрерывная циркуляция теплоносителя в системе.

Контур ГВС не заканчивается в месте крайней точке забора воды, а соединяется с накопительной емкостью. Таким образом жидкость постоянно циркулирует в системе независимо от того, открыты точки забора воды или закрыты.
Для удобства использования на трубопроводе для обратной подачи можно установить запорное устройство. Это позволит перекрыть контур и прекратить рециркуляцию горячего водоснабжения при необходимости.

Как подобрать насос для ГВС

При выборе помпы необходимо учитывать технические характеристики определенной модели. Это позволит приобрести рециркуляционный насос, по своим параметрам подходящий под определённую систему горячего водоснабжения.

При выборе учитываются:

• уровень шума. В зависимости от модели степень шумности может отличаться. Для жилого помещения лучше подобрать тихий насос;
• напор подаваемой жидкости. Измеряется максимальной высотой водяного столба. Если контур ГВС расположен в одной горизонтальной плоскости с помпой, подойдут модели с высотой столба 50 – 80 см. Для высоких зданий и сооружений необходимо учитывать этот параметр с запасом;
• потребление электроэнергии. В зависимости от модели насоса его показатели мощности могут отличаться.

Как подключить

Для правильного включения в контур горячего водоснабжения насоса необходимо строго следовать инструкции по эксплуатации приложенной производителем. При наличии систем защиты, предусмотренных заводом-изготовителем, их установка является обязательной.

Подключение осуществляется в следующей последовательности:

1. Подбор места для установки. Лучше монтировать помпу в отдельном кармане. Такой способ установки позволит при необходимости исключить её из системы. Это может понадобиться для проведения профилактических мероприятий или ремонта.
2. Прекращение водоснабжения и слив жидкости из контура. Проведение работ при наличии воды в системе запрещено. Это может привести к затоплению помещения.
3. Удаление части трубопровода. Обрезка металлических труб осуществляется углошлифовальной машиной или другими инструментами. Для пластиковых трубопроводов применяют специализированные ножницы. Они делают ровный срез, что положительно влияет на качество пайки.

Первый запуск

Перед тем, как включить насос, необходимо исключить наличие воздуха в системе. Для этого в трубопровод подачи нагнетают давление воды, до тех пор, пока жидкость не потечёт из трубы обратки. Запуск насоса без воды в системе не рекомендуется. Это может привести к быстрой поломке устройства.

Управление насосом

Круглосуточная циркуляция воды в системе является экономически невыгодной. В зависимости от способа управления различают 2 вида рециркуляционных насосов:

Управляемый блоком управления исходя из показаний температурного датчика. Рециркуляция воды в системе осуществляется по мере ее остывания. Датчик монтируют в контур для циркуляции горячей воды. Когда температура жидкости находится в установленных пределах, ротор электродвигателя и крыльчатка, перекачивающая жидкость, останавливаются. По мере падения показателя насос автоматически выключается. Это позволяет постоянно поддерживать температуру жидкости в нужном диапазоне.

Какой насос лучше Grundfos или Wilo

Насосы для ГВС Grundfos и аналогичные изделия фирмы Wilo являются качественными помпам для рециркуляции горячей воды от европейских производителей. Насосы компании Грундфос, как и устройства Wilo, имеют свои преимущества и недостатки.
При выборе необходимо опираться на технические характеристики определенных моделей.

Независимо от производителя насос должен подходить под эксплуатационные параметры. Нарушение этого правила сократит срок службы изделия.
Насосы для циркуляции горячего водоснабжения используются для бесперебойной подачи жидкости независимо от длины трубопровода. В зависимости от модели технические характеристики изделий отличаются. Это необходимо учитывать при выборе устройства