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).

Циркуляционный насос для водоснабжения

Большая часть систем отопления, работающих в настоящее время, оборудована циркуляционным насосом. Подобная водяная помпа служит для поддержания необходимого давления воды в системе водоснабжения. Ее главной задачей является удержание нужного давления и перемещение воды по контуру системы. Циркуляционный насос для водоснабжения способствует преодолению гидравлического сопротивления.

Сегодня работают многие системы, оснащенные несколькими насосами для циркуляции воды в системе. Один из них расположен в котле, а другие установлены в контуре. Поэтому при нормальной работе не требуется устанавливать котел в самой низкой точке водопровода. Системы отопления с подобной циркуляцией становятся более распространенными для владельцев собственных домов за городом. Рассмотрим вопрос о том, на что нужно обращать внимание при выборе водяной помпы.

Устройство циркуляционного насоса

Все аналогичные насосы включают в себя следующие элементы:

1. Корпус с установленной «улиткой».
2. Трубы, закрепленные на «улитке».
3. Электрический двигатель с клеммами для соединения с сетью.
4. Ротор – элемент конструкции, который вращается. Он засасывает воду с одной стороны, и нагнетает ее в трубы, в результате создается требуемое давление.

Устройство циркуляционного насоса

Применение насоса циркуляции позволяет решить многие проблемы. Если при естественном передвижении воды она в последней отопительной батарее холодная, а в других батареях, находящихся рядом, теплая, то при обратном ходе вода с небольшой температурой дает сигнал котлу на более интенсивную работу, даже на максимуме его возможностей. Если при разработке системы отопления были совершены ошибки, то отличие в температуре станет заметнее.

Достоинства применения циркуляционных насосов

1. Значительно уменьшаются требования относительно уклона труб.
2. Устраняются пробки в трубах из-за разницы температуры.
3. Равномерный прогрев помещения, так как вода одинаковой температуры во всей системе.
4. Стабильная работа котла.
5. Возможна установка труб меньшего диаметра.

Виды циркуляционных насосов

Такие насосы для водоснабжения частного дома делятся на две группы по конструктивным особенностям: с мокрым и сухим ротором. Сухие насосы различаются тем, что ротор во время работы не касается воды. Такие насосы изолированы специальным уплотнителем. Они характеризуются высоким КПД, а также небольшой шумностью при работе. Помпы с сухим ротором обладают большими размерами, по сравнению с их «собратьями» с мокрым ротором. Чтобы их установить, нужна особая подводка труб.

Циркуляционные насосы с сухим ротором монтируются больше всего в отдельные котельные, которые обслуживают несколько домов, или одно производственное здание. Помпы с сухим ротором нуждаются в периодическом техническом обслуживании.

Циркуляционные насосы с сухим ротором

В отличие от сухих, мокры помпы многие годы функционируют без техобслуживания. Ротор соприкасается с водой, изолируется только стартер, который является неподвижным элементом электродвигателя. Достоинством таких помп является то, что вода выступает в роли смазки для ротора. Это является основным «секретом» длительного срока и отсутствия шумности при функционировании. Их КПД небольшой, но они компактны и удобны, поэтому широко применяются в бытовых системах отопления.

Циркуляционные насосы делятся по способу соединения двигателя:

• с соединением через муфту;
• с фланцевым соединением.

Если патрубки насоса находятся на одной оси, то эта модель называется прямоточной. Это означает, что насосы для водоснабжения можно устанавливать прямо в линию, применяя для крепежа специальную раму. Промышленные модели насосов имеют свои отличия от бытовых образцов.

Выбор циркуляционного насоса

Мы рассмотрели особенности конструкции насосов, их виды. Однако, существуют и другие параметры, на которые следует смотреть при приобретении насоса.

Маркировка

В самом начале необходимо посмотреть маркировку насоса, которая указана под его названием. Например, 32-50. Первое число означает присоединительные размеры – диаметр 32 мм. Часто насосы имеют в комплекте гайки нужных размеров, позволяющие быструю установку и снятие. Второе число означает высоту подъема воды, для нашего примера 5 метров. Имеются насосы для меньшей или большей высоты подъема воды.

Кроме этого, на корпусе насоса должна иметься табличка с указанием наибольшей нагрузки при определенных характеристиках. Под ними предполагается производительность. Для ее настройки в насосе имеются три положения регулятора. Это второй параметр выбора помпы.

Производительность

Все параметры циркуляционных насосов между собой взаимосвязаны. Производительностью называется объем воды, перекачиваемый насосом при наименьшей нагрузке. Чем больше производительность, тем насос для водоснабжения дома считается более качественным. Чтобы определить требуемую производительность, используется распространенная формула:

• Т1 – температура воды в «обратке»;
• Т2 – температура на «подаче»;
• N – средняя мощность отопительного котла;
• Q – вычисляемая производительность.

Средняя температура в «обратке» для примера будет 70 градусов, на подаче температура будет 95 градусов. Таким образом, мы примерно подберем необходимые характеристики насоса. Общепринято, что на каждые 10 метров трубы необходимо 0,6 метра напора, либо высоты столба воды. Кроме этого, имеются и готовые нормы.

Согласно этим нормативам, для каждых 10 квадратных метров площади отопления нужен всего 1 киловатт мощности. Если, например, мощность радиатора равна 200 ватт, то для такой площади требуется пять секций. Но такое число секций примерное, так как во многих случаях их число большое, взятое с запасом. Поэтому необходимо учитывать, что циркуляционный насос должен справиться с подводом воды к каждой батарее в доме.

Требуемая мощность

Необходимая для насоса электрическая мощность является такой характеристикой, на которую следует обращать внимание при приобретении. Часто этот параметр небольшой – не более 200 ватт. Мощность важна только, когда планируется постоянное применение насоса.

Внешние факторы

Кроме рассмотренных характеристик, при приобретении необходимо учитывать влияние внешних факторов на функционирование насоса. Это температура внешней среды, от которой зависит число тепла, нужного для обогрева помещения, и мощность. Часто внешняя среда влияет на помпу: если она замерзнет, то будет хуже работать, чем нагретая.

На мощность насоса влияет диаметр труб. Чем больше трубы, тем большая мощность требуется для перекачки воды. Если вместо воды применяется антифриз, то насос требуется мощнее, так как вязкость антифриза больше. Перечень насосов в продаже большой, и дает возможность выбрать насос для любой отопительной системы.

Чтобы насос справился с нагрузкой, нужно определить, будет насос работать постоянно или нет. Если нет, то не обязательно приобретать модель с большой мощностью. Если насос устанавливается в систему, где естественная вентиляция, то насос будет работать с большой нагрузкой. При выборе нужно смотреть на более мощные насосы. Если мощность будет недостаточной, то батареи будут малой температуры, а насос может выйти из строя.

Важность производителя насоса

Названий насосов циркуляции имеется много. Но большинство из них имеют одинаковые параметры. Если большие отличия есть, то они относятся к сроку службы и надежности. Наиболее распространенными сегодня стали такие марки, как Grundfos, Wester, Wilo и другие. Кроме этого имеется много китайских аналогов. Такие марки зарекомендовали себя как надежные и качественные насосы.

Дорогие известные марки насосов не создают шума. Узнать, работает насос или нет, можно только прикоснувшись к корпусу, или послушав с близкого расстояния. Они долго служат, но имеют значительный недостаток – высокую цену, которая в два раза выше других моделей. Остальные марки стали средним вариантом, которые нормально функционируют, имеют приемлемые цены, надежные в работе.

О китайских насосах мнения потребителей во многом схожи: насосы через небольшое время начинают шуметь, в подшипнике ротора появляется люфт. Срок их работы иногда может достигать нескольких лет, но чаще всего они выходят из строя через несколько месяцев. Их приобретают только из-за небольшой цены.

Какой насос выбрать

Специалисты рекомендуют однозначно приобретать насос любой, кроме китайской модели. Если деньги позволяют, то лучше приобрести насос известной фирмы. Если бюджет ограничен, то можно выбрать неплохую модель средней стоимости.

Установка насоса

Устанавливать циркуляционный насос можно только после того, как проведена промывка системы трубопроводов. При этом нужно убедиться, что в системе нет осадочных остатков. Также требуется произвести опрессовку системы, проверить ее герметичность. Сам процесс установки насоса циркуляции производится с помощью фиксации к отводящей и подающей трубе.

Крепление выполняется в замкнутых и открытых контурах. Затем необходимо сделать установку двух запорных арматур. Они нужны на случай ремонта для временного отключения воды.

Первый пуск

При операции запуска имеются свои особенности. При использовании «мокрых» насосов нецелесообразно открывать краном контур, если насос не заполнен водой. Кроме того, насосы с «сухими» роторами не могут выдержать резкой нагрузки. Такое заполнение отрицательно влияет на уплотнительные элементы. Их износ часто приводит к разгерметизации устройства. поэтому перед открытием контура подачи воды насос нужно предварительно заполнить водой.

Удаление воздуха из насоса

Обязательной операцией, которая предшествует функционированию насоса, является удаление из него воздуха. В частности, эта процедура связана с удалением из насоса и трубопроводов воздуха. Для этого трубопроводы заполняют водой. Открывают все клапаны удаления воздуха. Циркуляционный насос в таком положении для водоснабжения должен работать несколько минут. Затем его следует выключить на одну минуту, и далее снова повторить операцию. Таким образом, воздух будет удален из насоса.

Частые вопросы потребителей

1. Будут ли издавать шум трубы при работе насоса? Шуметь трубы могут, если насос выбран неправильно, или скопился воздух.
2. Допускается ли применение помпы высокого давления в системе водоснабжения? Такой насос использовать нельзя. Насосы внешне похожи, но в системе подачи воды насосы применяются только для поддержания небольшого давления, если его не хватает.
3. Из чего изготавливают насосы? Многие детали насосов производят из керамики, что обеспечивает малую шумность работы и повышает срок службы.
4. Существуют ли насосы для горячей воды? Такие насосы имеются в продаже. Их применение повысит потребление воды, а также расход электрической энергии.
5. Сколько электричества расходуют насосы? Многие циркуляционные помпы являются экономичными устройствами. Они расходуют энергию как простая лампочка. Производители помп приняли соглашение о присвоении насосам ярлыков, которые показывают их потребление электричества, как в бытовых приборах. Существует специальная классификация.
6. Как часто циркуляционные насосы требуют замены? Если насос высокого качества, то он будет работать долгие годы. Но это зависит от изготовителя. Чтобы насос работал дольше, нужно следовать рекомендациям специалистов: правильно выбирать и устанавливать насос, не допускать попадания воздуха в систему, использовать чистую воду.

Вывод специалистов

Создать в доме нормально действующую и удобную систему в управлении можно только путем правильного выбранного насоса. Рекомендуется, кроме рабочих характеристик, также брать во внимание и материал изготовления насоса, чтобы он работал более длительный период. Также, современный насос для циркуляции воды снабжается автоматической системой контроля.

Ее наличие будет повышать стоимость изделия, но это дает большое преимущество покупателю. Датчики и контроллеры в системе водопровода – это не только эргономика и удобство, но и увеличение уровня безопасности оборудования.