Характеристики водяного насоса для отопления

Самой эффективной системой для обогрева дома считается водяное отопление. Значительную роль в его качественном функционировании играет водяной насос для отопления.

Если планируется отопить современные дома или сооружения квадратурой более 100 м2, то без насоса обойтись будет просто невозможно, так как мощности от обогрева здания системой с естественным циклом будет недостаточно. Чтобы исправить ситуацию, можно соорудить конструкцию обогрева с трубами гораздо большего диаметра или же ввести в уже имеющуюся схему водяной насос с циркуляционными функциями.

Это значительно повысит коэффициент полезного действия всей отопительной системы, а также даст возможность наслаждаться комфортным микроклиматом внутри помещения.

Принцип работы

Преимущество такого типа обогрева помещений заключается в том, что все комнаты в доме отапливаются гораздо быстрее, эффективнее и равномернее, чем при работе системы с естественной циркуляцией.

Являясь одним из самых важных компонентов отопительной схемы и системы подачи горячей воды, насос служит для обеспечения циркуляции жидкости, нагретой с помощью котла и идущей по трубам к радиаторам, чтобы отдать тепло, а затем снова возвратиться к котлу.

Как устроен водяной насос

Схема агрегата состоит из следующих комплектующих:

1. Крыльчатка (колесо с лопастями, расположенное на роторном вале).
2. Ротор (керамический или стальной), который вращается за счет работы электрического двигателя.
3. Корпус, изготовленный из сплавов, исключающих коррозию: бронза, латунь, сталь, алюминий или чугун.
4. Патрубки (входной и выходной).

Всасывание воды происходит благодаря снижению давления на входном патрубке. Крыльчатка вращается и вырабатывает центробежную силу. Это способствует компрессии, возникающей на патрубке, в результате чего тепло начинает нагнетаться в систему отопления, конкретнее – в трубопровод.

Маркировка

Идущие вслед за названием насоса цифры означают присоединительные размеры (в см или дюймах) и возможную высоту подъема агрегата (в метрах водяного столба). Это может выглядеть, например, как «32-60».

Классификация насосов, применяемых для отопления

Водяные насосы подразделяются на 2 основных вида:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Перед тем как определиться с типом техники, необходимо также учесть следующие моменты:

• вязкость и плотность теплоносителя (воды или антифриза);
• условия эксплуатации агрегата;
• уровень производительности насоса.

Кроме того, не стоит игнорировать качественные особенности перекачиваемой жидкости и требования к монтажу, указанные в инструкции производителя устройства.

Окончательное решение о типе такого оборудования принимается только после изучения всех его негативных и позитивных сторон.

Особенности сухих насосов

«Сухие» насосы применяются в отопительных системах длительной протяженности и характеризуются отсутствием контакта носителя тепла с ротором. Главным преимуществом использования таких агрегатов принято считать высокий КПД (порядка 80%).

Но хватает и недостатков: это необходимость отдельного звукоизолированного помещения, где будет работать устройство, по причине высокого уровня шума, а также важность контроля пылевых и взвешенных частиц в воздухе и носителях тепла.

При выборе насоса сухого типа следует учесть, что они бывают 3 видов:

• блочные;
• консольные (отличаются горизонтальным положением двигателя);
• вертикальные (патрубки расположены в одной оси, а двигатель – вертикально).

Особенности мокрых насосов

«Мокрые» насосы зачастую применяют в стандартных частных домах, где протяженность трубопровода не очень большая. Движение теплоносителя ускоряется за счет вращения ротора, оснащенного крыльчаткой. Механизм охлаждается и смазывается благодаря жидкости, внутри которой происходит вращение ротора.

Важным условием нормального функционирования насоса такого типа является монтаж с учетом горизонтального положения вала. Именно этот момент обеспечивает постоянное наличие водяной смазки, поступающей к подшипникам.

У мокрых насосов много плюсов:

• экономичность энергопотребления;
• бесшумность;
• компактные габариты и небольшой вес;
• долговечность и надежность;
• простота монтажа и ремонтных работ;
• полное отсутствие необходимости в сервисном техническом обслуживании.

Мокрые насосы имеют модульную схему строения, что считается чрезвычайно удобным при их выходе из строя: испорченный модуль быстро заменяют на новый, и проблема считается решенной.

Минусов у такой техники практически нет. Существенный недостаток – невысокий КПД (всего порядка 50%).

Это обусловлено невозможностью загерметизировать ротор, имеющий большой диаметр. Потому такое оборудование эксплуатируют исключительно в бытовых системах с небольшой протяженностью труб.

Советы по подбору водяного насоса

Водяной насос для отопления необходимо выбирать с учетом конструктивных и технологических особенностей дома или сооружения.

Для этого рекомендуется просчитать количество тепла, необходимое в каждом конкретном помещении здания. Подобные расчеты производят теплотехники, берущие во внимание массу важных факторов:

• качество утепления крыши, полов;
• особенности вентиляционной схемы;
• характеристики окон;
• материал, из которого выполнены стены;
• климатические особенности региона.

В результате будет получено значение теплоносителя, измеряемое в м3/час.

Также нельзя оставлять без внимания такой параметр, как уровень напора, определяющий сумму сопротивления гидравлики всей отопительной системы. Этот показатель должен варьироваться в пределах от 2 до 4 м. рт. столба.

Параметр производительности насоса определяется тем, как разность температуры жидкости, циркулирующей в обратном и подающем трубопроводах, влияет на мощность источника тепла.

Целесообразно сложить сопротивление всех составляющих системы: отдельных конкретных элементов (арматуры, колен, фитингов) и участков трубопровода. Данные напора и производительности позволяют выбрать максимально эффективный агрегат.

Следует быть особо внимательными, если оборудование решено внедрить в уже существующую схему обогрева дома. Тогда целесообразно приобрести те циркуляционные насосы, которые кроме бесшумности и экономической выгоды обладают возможностью автоматической регулировки в случае изменений условий работы отопительной системы.

Монтаж водяного отопительного насоса своими руками

При установке насоса следует учитывать рекомендации специалистов:

1. Лучше заниматься монтажом насоса на этапе обустройства всей системы отопления. Если решено встроить агрегат в старую схему обогрева, необходимо слить оттуда весь теплоноситель.
2. Агрегат надо устанавливать в точке, где носитель тепла имеет минимальную температуру – перед котлом на обратной магистрали. Это правило применимо для теплосистем, рассчитанных на обогрев зданий с большой квадратурой. Если дом имеет квадратуру до 200 м2, то насос можно устанавливать везде.
3. Рабочее колесо имеет ось, которая после монтажа должна находиться в идеально горизонтальном положении. При несоблюдении этого условия техника может работать с избыточным шумом или перестать функционировать вообще.
4. Перед насосом устанавливают грязевик, фильтрующий частички ржавчины и мусора, которые могут попасть в агрегат.
5. Следует проследить за правильностью установки патрубков и не спутать их.
6. Сопрягающиеся детали стыкуют с помощью прокладки, а соединения с резьбой герметизируют лентой или паклей.
7. После того как оборудование установлено, а система заполнена, следует открыть находящийся вверху винт для удаления воздуха.

Устройство готово к запуску!

Такие агрегаты работают от стандартной электросети и при корректной эксплуатации эффективно служат много лет.

Характеристики и критерии выбора циркуляционного насоса

1 Циркуляционные насосные установки устройство и принцип функционирования

В замкнутых отопительных системах требуется принудительная циркуляция горячей воды. Эту функцию выполняют циркуляционные насосы, которые состоят из металлического мотора либо ротора, присоединенного к корпусу, изготавливаемого чаще всего из нержавеющей стали. Выброс теплоносителя обеспечивается крыльчаткой. Она располагается на валу ротора. Вся эта система приводится в действие электрическим двигателем.

Также в конструкции описываемых установок имеются следующие элементы:

• запорный и обратный клапаны;
• проточная часть (обычно ее делают из бронзового сплава);
• термостат (он предохраняет насос от перегрева и обеспечивает экономичное функционирование устройства);
• таймер работы;
• разъем (штекерный).

Насос при монтаже в систему отопления производит втягивание воды, а затем ее подачу за счет центробежной силы в трубопровод. Указанная сила образуется тогда, когда крыльчатка производит вращательные движения. Циркуляционный насос будет работать эффективно только при условии, что создаваемый им напор без затруднений справляется с сопротивлением (гидравлическим) различных компонентов системы обогрева (радиатора, непосредственно трубопровода).

Как работает агрегат

Принцип действия циркуляционного агрегата очень схож с работой дренажного насоса. Если этот прибор установить в отопительную систему, то он будет вызывать движение теплоносителя за счёт захватывания жидкости с одной стороны и нагнетания её в трубопровод с другой стороны

Принцип действия циркуляционного агрегата очень схож с работой дренажного насоса. Если этот прибор установить в отопительную систему, то он будет вызывать движение теплоносителя за счёт захватывания жидкости с одной стороны и нагнетания её в трубопровод с другой стороны. Всё это происходит за счёт центробежной силы, которая образуется в процессе вращения колеса с лопастями. В ходе работы прибора давление в расширительном баке не изменяется. Если требуется повысить уровень теплоносителя в отопительной системе, устанавливают повышающий насос. Циркуляционный агрегат только способствует преодолению водой силы сопротивления.

Схема установки прибора выглядит так:

• На трубопроводе с горячей водой, поступающей от нагревателя, устанавливается циркуляционный насос.
• На отрезке магистрали между насосным оборудованием и нагревателем монтируется пропускной клапан.
• Трубопровод между пропускным клапаном и циркуляционным насосом соединяется байпасом с обратным трубопроводом.

Такая схема установки подразумевает выброс теплоносителя из прибора только в том случае, если агрегат заполнен водой. Чтобы длительно удерживать жидкость в колесе, на конце трубопровода сооружается приёмник, оборудованный обратным клапаном.

Циркуляционные насосы, используемые в бытовых целях, могут развивать скорость теплоносителя до 2 м/с, а агрегаты, применяемые в промышленной области, ускоряют теплоноситель до 8 м/с.

Стоит знать: любой вид циркуляционного насоса работает от электросети. Это довольно экономичное оборудование, поскольку мощность двигателя у крупных производственных насосов составляет 0,3 кВт, а у приборов бытового назначения – всего 85 Вт.

Выбираем место

При монтаже такого агрегата необходимо выбрать способ его врезки с учетом того, что в дальнейшем устройство нужно будет обслуживать. Помимо этого требования есть и другие моменты, которые влияют на выбор места для установки.

Раньше его врезали в обратку – чтобы рабочая область омывалась охлажденной уже водой, и тем самым продлевался срок эксплуатации устройства. Сейчас производители выпускают насосы с деталями, узлами из материалов, не боящихся воздействия горячей воды. Поэтому их можно устанавливать не только в обратный, но также в подающий трубопровод.

Нужно определиться, куда именно вы будете врезать устройтво.

Чтобы повысить давление теплоносителя, его стоит установить на участке трубы подачи воды, разместив поближе ко входу в систему расширительного бака. Это обеспечит поддержание высоких температур.

Перед установкой на байпас (перемычку, отрезок трубы между прямой и обратной подводкой теплоносителя) надо проверить, выдерживает ли устройство сильный напор горячей воды.

При наличии мембранного бачка, насос на байпасе врезают в обратный трубопровод, предпочтительно поближе к расширительному бачку. Когда же доступ к устройству будет затруднен, его можно установить на подающий трубопровод, туда же врезать и обратный клапан.

4 Схемы и стандарты монтажа насосного оборудования своими руками

Установка циркуляционных насосов производится двумя способами. Первая схема подключения агрегата – двухтрубная. Такой способ подключения описывается высоким перепадом температур в системе и переменным расходом теплоносителя. Вторая схема – однотрубная. В этом случае перепад температур в системе отопления будет незначительным, а расход носителя постоянным.

Установленный циркуляционный насос

Подключение насоса своими руками выполняют по инструкции, которая прилагается к агрегату. В ней указывается и порядок монтажа функциональной арматурной цепочки. Перед установкой насоса не забудьте слить из системы всю воду. Нередко возникает необходимость и в ее очистке. В период эксплуатации отопительного котла на внутренних поверхностях труб собирается немало мусора, который ухудшает технические показатели системы.

Специалисты советуют размещать циркуляционную установку перед котлом – на обратке. Делается это для того, чтобы исключить риск закипания отопительной системы открытого типа из-за вакуума, который создается при монтаже насоса на подаче. Кроме того, если вы установите циркуляционный агрегат на обратке, безаварийная его эксплуатация будет существенно увеличена благодаря тому, что он станет функционировать при пониженных температурах.

Сама процедура установки насоса выглядит так:

1. Делаете обвод (на профессиональном сленге – байпас) на участке, где будет размещаться насос. Диаметр байпаса всегда берется немного меньшим по сравнению с сечением основной трубы.
2. Монтируете (строго по горизонтали) вал насосного устройства, сверху размещаете клеммную коробку.
3. Ставите краны (шаровые) с обеих сторон насоса.
4. Устанавливаете фильтр. Без этого приспособления эксплуатировать оборудование не рекомендуется.
5. Размещаете автоматический (как вариант – ручной) выпускной клапан над обводной линией. Это устройство позволит вам осуществлять прочистку воздушных пробок, регулярно образующихся в системе.

Далее на участке входа-выхода циркуляционного агрегата ставится арматура (запорная). Для открытой системы отопления дополнительно необходим расширительный бачок (в закрытых комплексах не ставится). Финальный этап монтажных работ – обработка хорошим герметиком всех без исключения узлов соединения различных элементов системы.

Основные разновидности

Все циркуляционные насосы для систем отопления делятся на два конструктивных типа: устройства с «сухим» ротором и насосы циркуляционные с «мокрым» ротором.

В циркуляционных насосах первого типа, что понятно уже из их названия, ротор не контактирует с жидкой рабочей средой – теплоносителем. Крыльчатка таких помп отделена от ротора и статора уплотнительными стальными кольцами, прижимающимися друг к другу при помощи специальной пружины, компенсирующей износ этих элементов. Герметичность данного уплотнительного узла в процессе работы насоса обеспечивает тонкая прослойка воды между стальными кольцами, формирующаяся за счет разницы между давлениями в системе отопления и во внешней среде.

Циркуляционные насосы для отопления с «сухим» ротором отличаются достаточно высокими КПД (89%) и производительностью, но есть у гидромашин данного типа и недостатки, в том числе сильный шум при работе и сложность в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Как правило, насосами данного типа оснащают отопительные системы промышленного назначения, в бытовых системах обогрева они используются достаточно редко.

Одноступенчатый циркуляционный насос с «сухим» ротором

Циркуляционный насос для систем отопления, оснащенный ротором «мокрого» типа, – это устройство, крыльчатка и ротор которого находятся в постоянном контакте с теплоносителем. Рабочая среда, в которой происходит вращение ротора и крыльчатки, выполняет роль смазки и охлаждающей жидкости. Статор и ротор насосов данного типа изолируются друг от друга при помощи специального стакана, изготовленного из нержавейки. Такой стакан, внутри которого располагаются вращающиеся в среде теплоносителя ротор и крыльчатка, защищает обмотку статора, находящуюся под напряжением, от попадания на нее рабочей жидкости.

КПД насосов данного типа довольно невысокий и составляет всего 55%, но технических возможностей такого устройства вполне достаточно для того, чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя в системах обогрева домов не слишком большой площади. Если говорить о достоинствах циркуляционных насосов с «мокрым» ротором, то к ним следует отнести минимальное количество шума, издаваемого при работе таких устройств, высокую надежность, простоту в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте.

Циркуляционный насос «мокрого» типа

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами. При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов. Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

Как подключить циркуляционник к электричеству через стабилизатор

Здравствуйте. Моя ситуация, насос 25 х 60 стоит сразу после электрокотла на 6 квт, далее магистраль из трубы 40 мм идёт в баню (там три стальных радиатора) и возвращается к котлу; после насоса ответвление вверх, далее 4 м, вниз, окольцовывает дом 50 кв. м. через кухню, далее через спальню, где удваивается, потом зал, где утраивается и вливается в обратку котла; в бане ответвление 40 мм вверх, выходит из бани, входит на 2 этаж дома 40 кв. м. (там два чугунных радиатора) и возвращается в баню в обратку; на второй этаж тепло не пошло; идея установить второй насос в бане на подачу после ответвления; общая длина трубопровода 125 м. Насколько решение правильное?

Идея правильная — слишком длинная трасса для одного насоса.

Проведение работ

Правильная установка насоса в систему отопления частного дома требует выполнять работы, соблюдая определенные правила монтажа. Один из них – врезка по обеим сторонам от циркуляционного агрегата шаровых кранов. Они могут понадобиться впоследствии при демонтаже насоса и обслуживании системы.

Обязательно нужно установить фильтр – для дополнительной защиты устройства.

Обычно качество воды оставляет желать лучшего, а попадающиеся частички могут повредить компоненты агрегата.

Сверху на байпасе вмонтируйте клапан – неважно, ручной он будет или автоматический. Он нужен для стравливания периодически образующихся в системе воздушных пробок

Клеммы следует направлять строго вверх. Само устройство, если оно принадлежит к мокрому типу, нужно монтировать горизонтально. Если этого не сделать – омываться водой будет только его часть, как следствие – повредится рабочая поверхность. В этом случае присутствие насоса в отопительном контуре бесполезно.

Циркуляционный агрегат и крепления нужно расположить в отопительном контуре закономерно, в правильной последовательности.

Перед началом работ слейте из системы теплоноситель. Если давно не чистили – произведите очистку, несколько раз промыв ее.

Сбоку основной трубы в соответствии со схемой вмонтируйте байпас – П-образный отрезок трубы со встроенным в его середину насосом и шаровыми кранами по бокам. При этом надо учитывать направление движения воды (оно отмечено стрелкой на корпусе циркуляционного устройства).

Каждое крепление и соединение надо обрабатывать герметиком – чтобы предотвратить утечку и сделать более эффективной всю конструкцию.

После закрепления байпаса заполните отопительный контур водой и проверьте его способность к нормальному функционированию. Если обнаружатся погрешности в работе или неисправности – их нужно устранять немедленно.

Как устроены циркуляционные насосы

Циркуляционный насос относится к центробежному типу приборов. Механизм агрегата заключен в корпус, который может быть выполнен из любого нержавеющего металла либо ударопрочного пластика. Корпус состоит из двух половинок. С одной стороны расположен электрический двигатель, с другой стороны находится камера для перекачки теплоносителя. Полости камеры оснащены выпусками. Они могут быть резьбовые или фланцевые.

Главный рабочий узел – крыльчатка, насаженная на керамический ротор. Вращаясь от привода – электрического двигателя, в трубопроводной магистрали отопительной сети она создает направленный поток рабочей жидкости. Все технические характеристики устройства зависят от конструкции, габаритов, внешних данных крыльчатки, скорости ее вращения.

Посредством выпусков помпа присоединяется к водяной магистрали. С одной и с другой стороны агрегат крепится к трубам через быстроразъемное соединение. Обычно этим соединением служит штуцер с накидной гайкой. Фланцевое соединение крепится четырьмя болтами с гайками, плоскими и пружинными шайбами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка из паронита либо термостойкой резины.

ВНИМАНИЕ! На разъеме, где соединяются две половинки, выполнены два отверстия для дренажа. Через них отводится конденсат, скапливающийся в статорной половине электрического двигателя

Закрывать дренажные отверстия категорически запрещено! Совершая монтаж теплового оборудования, также необходимо помнить, что крыльчатка должна располагаться в составе отопительной системы строго горизонтально. Саму помпу можно устанавливать в любом положении трубопровода относительно горизонтальной оси. Она может располагаться на горизонтальном участке трубопровода, вертикальном, под любым углом к горизонту. Но ось крыльчатки должна быть ориентирована строго в горизонтальной плоскости!

3 О выборе оборудования и правилах его самостоятельного расчета

Ключевым показателем, определяющим эффективность работы циркуляционного насоса, является его мощность. Для бытовой системы отопления не нужно пытаться приобрести самую высокомощную установку. Она будет лишь сильно гудеть и впустую расходовать электричество.

Монтированный циркуляционный насос

Вам нужно грамотно рассчитать мощность агрегата на основании таких данных:

• показатель напора горячей воды;
• сечение труб;
• производительность и пропускная способность нагревательного котла;
• температура теплоносителя.

Расход горячей воды определяется просто. Он равняется показателю мощности отопительного агрегата. Если у вас, например, стоит газовый котел на 20 кВт, воды за час будет расходоваться не более 20 л. Напор циркуляционного агрегата для системы отопления на каждые 10 м труб составляет около 50 см. Чем длиннее трубопровод, тем более мощный насос нужно приобретать

Здесь сразу стоит обращать внимание и на толщину трубных изделий. Сопротивление перемещению воды в системе будет более сильным, если вы монтируете малые по сечению трубы

В трубопроводах диаметром полдюйма расход теплоносителя составляет 5,7 л за минуту при общепринятой (1,5 м/с) скорости перемещения воды, диаметром 1 дюйм – 30 л. А вот для труб сечением 2 дюйма расход будет уже на уровне 170 л. Всегда подбирайте диаметр труб таким образом, чтобы вам не пришлось переплачивать лишних денег за энергоресурсы.

Расход непосредственно насоса определяется следующим соотношением: N/t2-t1. Под t1 в этой формуле понимают температуру воды в оборотных трубах (обычно она равняется 65–70 °С), под t2 – температуру, которую обеспечивает агрегат отопления (не менее 90°). А литерой N обозначается мощность котла (это значение имеется в паспорте оборудования). Напор насоса устанавливается по принятым в нашей стране и Европе стандартам. Считается, что 1 кВт мощности циркуляционного агрегата вполне достаточно для качественного обогрева 1 квадрата площади частного жилища.