Водяные циркуляционные насосы для отопления – разновидности и особенности установки

Повысить эффективность автономных систем обогрева загородных домов и дач позволяет насос водяной для отопления. В автономных системах отопления, оснащенных такими насосами, теплоноситель движется с определенной скоростью. Что не менее важно, такое движение происходит в непрерывном режиме. Кроме того, с помощью насосов водяных для отопления внутри труб и радиаторов создается ровное давление. Циркуляционные насосы одинаково успешно используются как для водяного отопления, так и для установки на трубопроводах, обеспечивающих горячее водоснабжение дома (ГВС).

Циркуляционный насос в системе отопления

Назначение и преимущества

Отопление, как известно, возможно и без водяного насоса – за счет естественной циркуляции жидкости, переносящей тепловую энергию. Между тем многие собственники загородных домов и дач оснащают свои жилые строения системами отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, для обеспечения которой и используется циркуляционный насос. Для того чтобы понять причины такого выбора, следует разобраться в достоинствах и недостатках отопления с естественной и принудительной вентиляцией.

Системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Если говорить о достоинствах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то их не так много, и наиболее значимыми из них являются:

• полная энергонезависимость;
• отсутствие сложностей в обвязке самого котла.

Схема системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Между тем недостатков достаточно много.

• Для монтажа используются трубы разного диаметра, даже достаточно большого, что приводит не только к удорожанию проекта, но и к трудностям при его реализации.
• Теплоноситель перемещается с достаточно низкой скоростью, отсюда значительные энергетические потери, неравномерное распределение тепла и, соответственно, снижение общего КПД.
• Невозможно передать тепловую энергию на значительные расстояния (высоты).
• В системе отопления с естественной циркуляцией практически невозможно выполнить точные регулировки и оптимизировать распределение тепла по помещениям дома.

Системы отопления c циркуляционным насосом

Из недостатков систем отопления, в состав которых включен насос для циркуляции воды, можно выделить только один значимый, который состоит в том, что при отсутствии электричества они перестают функционировать. Между тем решается данная проблема очень легко. Для этого надо:

• сразу спроектировать систему отопления так, чтобы она могла функционировать в двух режимах: с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя (достаточно предусмотреть установку насосного узла на обратной трубе – перед входом в котел);
• установить в своем доме бесперебойное питание, которое будет сохранять работоспособность системы отопления даже в тех случаях, когда в центральной сети электропитания отсутствует электрический ток.

Схема отопления с циркуляционным насосом

Преимущества использования водяного циркуляционного насоса при организации отопления заключаются в следующем.

• Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя менее материалоемкие, для их обустройства трубопрокат большого диаметра может и не потребоваться, что не только удешевляет их, но и облегчает монтаж.
• Если термоизоляция трубопровода с принудительной циркуляцией выполнена качественно, то с его помощью можно передавать тепловую энергию на значительные расстояния и высоты, что позволяет обогревать все этажи большого коттеджа, а также всех построек, расположенных на приусадебном участке.
• Используя водяной насос для отопления, можно значительно увеличить КПД системы и тем самым снизить затраты на энергоресурсы (электроэнергию или топливо для работы котла).
• При помощи водяных циркуляционных насосов можно выполнить зонирование системы отопления и реализовать в ней различные способы осуществления теплообмена, такие как радиаторы, теплые полы, конвекторы.
• Используя водяной насос для отопления, вы можете подвергать регулировке как отдельные, так и все участки системы отопления дома. Это обеспечивает возможность создания особого температурного режима для каждого помещения.
• Системы, на которых установлены водяные насосы для отопления, значительно проще в запуске, а также в техническом обслуживании и ремонте.

Циркуляционный насос повышает эффективность системы отопления и снижает потребление топлива

Виды и правила выбора

Все циркуляционные насосы вне зависимости от типа работают по следующему принципу.

• Во внутренней камере такого устройства вращается лопастное колесо, которое также называется крыльчаткой.
• Когда между двумя ближайшими лопастями крыльчатки, которые формируют стенки временной рабочей камеры, отсутствует жидкость, создается область разрежения воздуха, что и способствует поступлению в камеру теплоносителя при ее нахождении напротив всасывающей магистрали.
• При дальнейшем вращении крыльчатки и временной рабочей камеры находящаяся в последней жидкость-теплоноситель под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам внутренней камеры самого водяного насоса. Таким образом, во временной камере создается повышенное давление, которое и приводит к выталкиванию жидкости через нагнетательный патрубок.

По своему конструктивному исполнению циркуляционные насосы делятся на две больших категории:

• устройства с «мокрым» ротором;
• насосы с «сухим» ротором.

Устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором

Устройства первого типа, детали ротора которых находятся в постоянном контакте с перекачиваемой средой, отличаются компактными размерами и практически бесшумной работой. Между тем насосы с «мокрым» ротором, которые просто врезаются в трубопровод, характеризуются не слишком высоким КПД.

Циркуляционные насосы с «сухим» ротором более массивные и достаточно сильно шумят в процессе работы, но отличаются высоким КПД. Устанавливаются насосы данного типа, ротор которых изолирован от контакта с перекачиваемой средой, при помощи консольного крепления к стене.

Конструкция насоса с мокрым ротором

Чтобы обеспечить высокую эффективность работы водяного насоса, необходимо при его выборе исходить из характеристик как самого оборудования, так и отопительных систем, на которых его планируется использовать. Параметрами, требующими особого внимания, являются производительность насоса и величина создаваемого им напора.

• Производительность характеризует количество жидкости, которое устройство способно перекачать в единицу времени. Измеряется данный параметр в м 3 /час. Останавливать свой выбор желательно на водяных циркуляционных насосах, которые в состоянии за час перекачать весь объем воды в системе три раза.
• Единицы измерения напора, создаваемого водяным насосом, – метры или дециметры водяного столба.

Таблица 1. Усредненные параметры выбора насоса. Можно использовать в качестве ориентира при выборе нужной модели

Для отопительных систем большой протяженности следует приобретать и более мощные водяные насосы, которые обеспечат быстрое наполнение труб и эффективную циркуляцию теплоносителя.

Выбирая циркуляционный насос по мощности, необходимо предварительно рассчитать суммарное сопротивление всех гидравлических узлов и ориентироваться на полученное значение. Поперечное сечение входного и выходного патрубков водяного насоса для отопления также имеет значение: его размер должен быть на одно деление меньше, чем диаметр труб, из которых состоит отопительная система.

Как правильно выполнить установку циркуляционного насоса

От того, насколько правильно выполнена установка циркуляционного водяного насоса, в значительной степени зависит эффективность работы не только самого устройства, но и системы отопления в целом.

Схема обвязки циркуляционного насоса отопления

При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций.

• Перед установкой водяного насоса в систему отопления проследите, чтобы в ней не было воды.
• Ось ротора водяного насоса при установке должна располагаться в горизонтальной плоскости.
• Перед водяным насосом обязательно устанавливают фильтр, который защитит устройство от попадания примесей, содержащихся в теплоносителе.
• Установку водяного насоса для системы «теплый пол» проводят на подающей трубе, в которой практически не образуются воздушные пробки.
• Все места выполняемых соединений должны быть тщательно загерметизированы, для чего используется ФУМ-лента.
• Запуск водяного насоса можно выполнять только тогда, когда его установка полностью завершена, а из труб отопления удален весь воздух (для этого откручивают специальную пробку с винтом).

Водяной насос для отопления: виды, технические характеристики и правила выбора

Гравитационные природные явления не всегда способны обеспечить достаточный уровень циркуляции теплоносителя, особенно в сложных системах с несколькими кольцами. Стимулировать движение теплоносителя поможет водяной насос для отопления помещений. Что из себя представляет это оборудование? Этот вопрос мы рассмотрим в нашей статье.

Помимо устройства и технических характеристик водяного насоса разберем виды, особенности маркировки. Также подробно рассмотрим преимущества циркуляционного оборудования и важные параметры, которые необходимо учитывать при выборе.

Общее строение водяного насоса

Водяной насос встраивается в отопительный контур для обеспечения движения теплоносителя. Поэтому такие системы называют отоплением с принудительной циркуляцией.

Он состоит из следующих базовых элементов:

• корпус с рабочей камерой;
• двигатель;
• крыльчатка;
• винт для спуска воздуха;
• клеммная коробка.

Клеммная коробка может быть оснащена дополнительным механическим и электронным оборудованием, предназначенным для регулирования режима работы двигателя.

Простота устройства обеспечивает высокую надежность насосов, благодаря которой они могут эффективно функционировать около 5-10 лет.

Виды насосов для отопительных систем

Современные циркуляционные насосы разделяют на два принципиальных вида: «сухие» и «мокрые». Они несколько отличаются внутренним устройством и схемой работы, но движение жидкости в них все равно обеспечивается за счет циркуляционных процессов в системе. Некоторые модели оснащаются устройствами для автоматического регулирования их работы.

Вариант #1 — приборы «сухого» типа

Конструкция сухого циркуляционного насоса не подразумевает контакт теплоносителя с ротором. Его рабочая область отделена от деталей электродвигателя специальными кольцами.

Их производят из следующих типов материала:

• графита;
• керамики;
• карбида вольфрама;
• нержавеющей стали;
• оксида алюминия.

Принцип работы «сухого» насоса заключается во вращении колеса в среде теплоносителя. Подающее воду отверстие находится по центру основной камеры, а отводящая система каналов – по периферии.

Вращение крыльчатки функционального колеса приводит к возникновению центробежных сил, перемещающих теплоноситель от центра корпуса к его краям. Такой принцип работы циркуляционного насоса обеспечивает постоянное движение воды через его внутреннюю камеру.

Положительными особенностями отопительного оборудования сухого типа являются:

• высокий уровень КПД – 70-80%;
• минимальный гидроудар при запуске;
• возможность горизонтального и вертикального расположение двигателя;
• перекачивание больших объемов теплоносителя за счет высокой мощности.

Из-за комбинации экономичности и шумности «сухие» насосы используются преимущественно в системах отопления промышленных, административных зданий и крупных жилых объектов.

Поэтому у приборов такого рода можно выделить следующие негативные стороны:

1. Высокий уровень шума, не позволяющий использовать их в квартирах.
2. Необходимость замены уплотнительных дисков каждые 2-3 года.
3. Высокая вероятность протекания теплоносителя наружу при нарушении герметичности рабочей камеры.
4. Необходимость внешнего охлаждения двигателя.

Из-за большого веса такое оборудование устанавливают на пол или подвешивают на кронштейны.

Существует два варианта конструкционного исполнения «сухих» насосов:

1. Моноблочный. Двигатель и металлический корпус прибора объединены в одну конструкцию со специфическими креплениями.
2. Консольный. К корпусу оборудования с помощью универсальных креплений может присоединяться двигатель любой мощности.

«Сухие» циркуляционные устройства для отопительных систем при соответствующем обслуживании являются более долговечными, поэтому они постепенно вытесняют с рынка модели с мокрым ротором.

Вариант #2 — насосы с ротором мокрого типа

Принцип действия циркуляционного прибора с ротором, относящимся к мокрому типу, аналогичен своему собрату в «сухом» исполнении: при вращении крыльчатки подаваемый в центр теплоноситель перемещается к периферии рабочей камеры, откуда собирается в отводящие каналы.

Ротор «мокрого» насоса контактирует с теплоносителем, который обеспечивает и охлаждение двигателя. Такие приборы не должны работать в сухом режиме, потому что они быстро перегреваются и сгорают.

Составные части оборудования обычно расположены в одном корпусе и составляют единую конструкцию, поэтому при поломке отдельных элементов их не заменяют, а покупают новый насос.

Преимущества агрегата с “мокрой” разновидностью ротора:

• бесшумность работы;
• компактные размеры;
• незначительное потребление электроэнергии (30-50 Вт);
• длительность работы без обслуживания;
• относительно небольшая стоимость;
• простота установки.

Устройства часто встраивают непосредственно в конструкцию бытовых котлов, облегчая потребителю выбор оборудования при монтаже системы отопления.

У отопительных приборов такого типа есть и минусы:

• конструкционные ограничения по максимальной мощности;
• низкая ремонтопригодность;
• маленький КПД (40-60%);
• необходимость строго горизонтального расположения оси двигателя.

Из-за низкой мощности “мокрая” разновидность насосных машин используют преимущественно в отопительных системах квартир и одноэтажных домов.

Преимущества циркуляционных приборов

До 1990 года отопительные системы в частной застройке проектировались и строились преимущественно без насосов. Теплоноситель двигался по трубам самотеком, а его циркуляция обеспечивалась конвекционными потоками жидкости при её нагреве в котле. В настоящее время все еще используют системы с естественной циркуляцией, хотя не так часто.

Сейчас движение теплоносителя осуществляется принудительно с помощью водяных насосов, которые имеют ряд преимуществ:

1. Пониженная нагрузка на котел за счет уменьшения разницы температур во входящей и исходящей трубе.
2. Равномерное распределение тепла по комнатам вследствие одинаковой температуры теплоносителя по всей длине отопительных колец.
3. Возможность оперативного регулирования температуры теплоносителя.
4. Быстрый прогрев отопительной системы при пуске холодного котла.
5. Отсутствие необходимости в устройстве трубопроводов с уклоном к котлу, обеспечивающих самопроизвольное перемещение теплоносителя.
6. Возможность использования тонких труб, которые занимают немного внутреннего пространства квартиры.
7. Мощность насоса позволяет нагнетать в отопительном контуре давление, достаточное для подачи теплоносителя на несколько этажей вверх.
8. Использование запорной арматуры на отдельных петлях сетей отопления.
9. Возможность интегрирования насоса в систему автоматического регулирования работы котла.

При массе преимуществ у циркуляционных приборов есть и два недостатка – это зависимость от электропитания и дополнительные расходы на электроэнергию.

Но минусы легко компенсируются – установка водяного насоса позволяет экономить 10-20% топлива, а доля стоимости электроэнергии в общих расходах на отопление составляет лишь 3-5%. Кроме того, при частом отсутствии электроэнергии можно установить ИБП, который обеспечит на определенный период автономную работу котла и насоса.

Особенности маркировки оборудования

Унифицированных требований к маркировке циркуляционных насосов, к сожалению, нет. Производители самостоятельно выбирают перечень технических характеристик, которые указываются на корпусе устройства.

На передней панели обычно отображаются такие сведения:

• направление движения теплоносителя;
• диаметр присоединяемых труб;
• предельно допустимое давление;
• производитель и модель;
• максимальная рабочая температура;
• степень защиты;
• рабочие параметры электросети;
• знаки соответствия национальным техническим регламентам.

Производители могут указывать и другие сведения на свое усмотрение. Подробные технические характеристики приборов указываются в руководстве по эксплуатации.

Единицы измерения отличаются в разных странах, поэтому цифровые обозначения на корпусе могут быть обманчивы. Лучше лишний раз открыть инструкцию, где наряду с характеристиками указываются и единицы их измерения.

На что смотреть при выборе насоса?

Выбор отдельного насоса для отопительного контура необходимо проводить с учетом многих параметров.

Технические параметры оборудования

Циркуляционное оборудование имеет ряд характеристик, которые особенно важно учитывать при покупке.

1. КПД – отношение объема затраченной электроэнергии к выполненной полезной работе по перекачиванию теплоносителя.
2. Напор – разница давления между выходящими и входными отверстиями насоса.
3. Подача воды – максимальный объем теплоносителя, прокачиваемый сквозь рабочую камеру при минимальной сопротивлении отопительного контура.
4. Мощность потребления электроэнергии.
5. Диаметр труб – номинальное значение присоединяемого оборудования.
6. Максимальное номинальное давление (обозначается PN) в рабочем контуре при 20 °C, при котором еще гарантируется длительное функционирование прибора в рамках гарантийного срока.

Этих данных обычно хватает для подтверждения достаточности технических характеристик насоса параметрам отопительной системы.

Более подробно критерии выбора мы рассмотрели в этой статье.

Достаточная мощность прибора

На выбор конкретной модели циркуляционного оборудования влияют технические характеристики, а также финансовые возможности покупателя и свойства отопительной системы. При желании сэкономить важно, чтобы мощности насоса было достаточно для нормальной работы котла. Ведь указанный в инструкции уровень подачи воды всегда значительно больше фактического.

Для самостоятельного определения достаточности мощности прибора предстоит провести три этапа расчетов.

Этап #1 — определяем производительность насоса

Определение необходимой производительности насоса по формуле.

Для квартир в многоэтажных домах тепловая мощность отопления принимается равной 75-80 Вт/кв. м., для домов – 100-120 Вт/кв. м. Разница температур на входе котла и на выходе из него обычно составляет 10 °C.

Получается, что для квартиры площадью 60 кв. м. будет достаточно реальной производительности насоса в (80*60)/(1,16*10)=414 (л/час).

Этап #2 — вычисляем величину напора

Определение величины напора для преодоления общего гидравлического сопротивления системы по формуле.

Указанная формула требует сложных расчетов с использованием справочных данных, поэтому для домашних и квартирных систем отопления можно воспользоваться упрощенным графиком.

Согласно графику, потери давления в квартире с диаметром труб 20 мм составят 70 мм/м, а с учетом длины трубопровода в 50 м. – 3,5 метра. Эту цифру следует умножать на коэффициент 1,3-2,2, учитывающий сопротивление водонапорной арматуры.

Этап #3 — определяем мощность насоса

Определение достаточности мощности насоса по графику напорно-расходных характеристик.

Такой график указывается в инструкции по эксплуатации, и он уникален для каждой модели насоса. Если точка пересечения рассчитанных выше параметров находится ниже кривой В, то прибор подходит для системы отопления, а если выше, то нет.

Подробные рекомендации по расчету циркуляционного насоса с конкретными примерами мы привели в следующей статье.

Дополнительные функции прибора

Если для отопительной системы критически важно постоянное движение жидкости, то можно установить пару последовательно расположенных в контуре насосов. Второй двигатель в такой системе может включаться при недостаточности мощности или поломке первого мотора.

Для автоматизации работы бойлера с нагревом от отопительного контура можно использовать насосы с термостатом и таймером. Встроенный механизм обеспечивает включение и выключение двигателя в зависимости от температуры теплоносителя и времени суток.

В разветвленных отопительных сетях можно использовать циркуляционные насосы с термостатом и плавной регулировкой скорости рабочего колеса. С их помощью в разных петлях происходит автономное регулирование скорости теплоносителя, в зависимости от его температуры. Насосы с автоматикой стоят в разы дороже и редко используются в квартирах и небольших жилых домах.

На рынке представлены как модели со стандартным, так и с нестандартным строением, придающим дополнительную функциональность. Рейтинг лучших отопительных насосов, составленный с учетом отзывов реальных пользователей, мы привели здесь.

Другие нюансы выбора насоса

Важно, чтобы оборудование на только выполняло свою функцию, но и работало долго, не причиняя неудобств жильцам дома или квартиры.

Поэтому при выборе прибора следует придерживаться следующих правил:

1. Выбирать известных производителей насосов: Calpeda, Grundfos, WILO. Цена их оборудования больше на 20-40%, но вероятность поломки значительно меньше.
2. Брать прибор с характеристиками, которые на 20-30% превышают расчетные. Этот запас снизит эксплуатационную нагрузку и увеличит срок службы оборудования.
3. Обращать внимание на габариты, чтобы насос помещался в отведенном для него месте.
4. Работа прибора должна быть максимально бесшумной, чтобы не мешать жильцам в ночное время.
5. Не нужно стремиться купить модель с мощностью, которая сильно превышает рассчитанные параметры. Это приведет только к перерасходу электроэнергии, но и к лишнему шуму.
6. Выбирать насос именно для систем отопления, потому что они рассчитаны на температуру работы до 130-150 °C.
7. Желательно, чтобы прибор имел встроенную сетку для фильтрации твердых частиц, взвешенных в теплоносителе.

Рабочие характеристики оборудования должны обязательно соответствовать параметрам системы отопления, на этом сэкономить невозможно. Дополнительно придется заплатить лишь за надежного производителя, повышенную защищенность корпуса и систему автоматической регуляции работы.

Большинство бытовых циркуляционных устройств для отопления не требуют настройки. Для их пуска достаточно подсоединить патрубки к трубопроводу и включить прибор в электрическую сеть. А как правильно выполнить монтаж насоса мы рассмотрели в пошаговой инструкции.

Выводы и полезное видео по теме

Как подобрать хороший циркуляционный насос для отопления:

Циркуляционное оборудование DAB:

Сравнение двух приборов Grundfos: модели UPS и Alpha2:

Выбор циркуляционного насоса лучше согласовывать со специалистами. Если мощность оборудования для стандартной квартиры могут подсказать и продавцы в магазине, то перед покупкой отопительного прибора для загородного дома придется обращаться за сложными расчетами к профессионалам.

Следует помнить, что обменять его в магазине после начала эксплуатации нельзя, поэтому лучше сразу покупать подходящую модель.

Хотите дополнить нашу статью полезными рекомендациями по выбору насоса на отопление? Или вы заметили несоответствие изложенных данных? Пишите свои замечания в блоке комментариев – ваше мнение мы обязательно учтем.

А может у вас остались вопросы после прочтения статьи? Задавайте их нашим экспертам, спрашивайте совет – мы постараемся вам помочь.