Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

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.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
Недорогие твердотопливные котлы производятся без встроенных насосов, потому что производитель не знает параметров отопительного контура. Для таких систем покупка водяного насоса обязательна

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.

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве

Остальное неважно

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Читайте также:  Паровое отопление в частном доме - схема

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Правила выбора циркуляционного оборудования

«Мокрый» вид циркуляционного насоса отличается меньшим уровнем шума. Противоположная ситуация с «сухим» ротором. При этом шум образуется не только в результате работы сугубо насоса, но и вентилятора, который отвечает за снижение температуры электродвигателя.

«Сухие» устройства монтируют в промышленных помещениях, а «мокрые» актуальны для жилых помещений. Ведь уровень шума, превышающий 70 дБ, будет оказывать негативное влияние на психологическое состояние проживающих в доме.

В обустройстве частных домов в приоритете «мокрый» вариант циркуляционного насоса. Его лопасти постоянно находятся в перекачиваемой среде, детали будут смазываться водой и прослужат 5 и более лет.

При включении прибора в открытую схему отопления следует обращать пристальное внимание на качество теплоносителя, не стоит пополнять его водой с наличием минеральных и органических включений. Вариант с «мокрым» ротором стоит меньше, чем аналог с «сухим»

Следует остановиться на первом, если система отопления не требует большой мощности

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
Вариант с «мокрым» ротором стоит меньше, чем аналог с «сухим». Следует остановиться на первом, если система отопления не требует большой мощности

Еще один критерий – показатель напора. Так, если для оптимальной работы замкнутой системы он находится в пределах 10 м, тогда подойдет «мокрый» ротор. Достаточно мощности в 25-30 м3 в час.

Когда же система отопления требует большего напора, тогда оптимальный вариант — насос с «сухим» ротором. В его конструкции ротор отделен от отопительного трубопровода сальником. Эта разновидность будет потреблять меньше электроэнергии, чем аналог с «мокрым» при одинаковой эффективности работы.

Узнать необходимую мощность насоса поможет следующая формула:

Q = 0,86 * P / dt

где:

Q – мощность насоса, м3/час;

P – тепловая мощность системы отопления, киловатт;

dt – разница между температурой воды до попадания в нагревательный прибор и после выхода из него.

Приведем конкретный пример. Пусть площадь жилого дома — 200 м2. Предположим, что система отопления двухтрубная. Чтобы поддерживать оптимальную температуру зимой, достаточно тепловой мощности в 20 киловатт.

По умолчанию dt  — 20 градусов по Цельсию. Этого показателя достаточно для примерных расчетов в домашних условиях.

В результате получаем 0,86 м3/час. Можем округлить до 0,9. Лучше все же перестраховаться от погрешности. А со временем циркуляционный насос изнашивается, поэтому и мощность будет меньше.

Еще один параметр оборудования — напор. Каждая гидравлическая система имеет сопротивление относительно потока воды. Эта характеристика и обуславливает необходимость использования прибора для обеспечения циркуляции теплоносителя в системе.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
Параметры насоса должны предупреждать сопротивление отопительной системы и обеспечивать требуемую эффективность работы

Чтобы получить точное значение показателя гидравлического сопротивления, расчеты осуществляются по следующей формуле:

H=N*K

где:

N – количество этажей здания (подвал считается за этаж);

K – среднестатистические гидравлические расходы в расчете на один этаж дома.

K колеблется в диапазоне 0,7-1,1 метра водяного столба для двухтрубных систем отопления. А для коллекторно-лучевых его значение находится в пределах 1,16-1,85.

Например, двухэтажный дом вместе с подвалом имеет три уровня. Если вычисления выполняются непрофессионалом, тогда можно взять максимальное значение из указанных выше диапазонов. Для двухтрубной системы это 1,1 метра. То есть К вычисляем как 3*1,1 и получаем 3,3 м водяного столба.

В трехэтажном доме общая высота отопительной системы равна 8 метрам. Однако по формуле мы получили лишь 3,3 метра водяного столба. Этого значения будет достаточно, поскольку насос не отвечает за поднятие воды, а только за уменьшение негативных последствий сопротивления системы.

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.

Читайте также:  Расчет калорифера: как рассчитать мощность прибора для нагрева воздуха для отопления

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

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.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

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.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

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.

Нюансы монтажа оборудования

Бытовые устройства для принудительной циркуляции воды потребляют не очень много электричества – обычные насосы требуют до 200 Вт, а вот мощные, с максимальным напором более 10 м, могут забирать более 1 кВт энергии.

Поэтому их вклад в общую силу тока цепи нужно учитывать. При этом необходимо помнить, что у таких приборов номинальная мощность превышает активную (потребляемую).

Также крупные насосы могут работать от 380 В. Но обычно они отапливают значительные площади, к которым подведены трехфазные электролинии и проблем с их подключением не возникает.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
Если у насоса максимальная высота напора составляет или превышает 8 метров, то необходимо не забыть посмотреть тип его подключения к электроснабжению

Так как теплоноситель, проходя по системе, отдает энергию и остывает, то его температура в конце контура ниже, чем в начале. Поэтому лучше интегрировать насос в трубы ближе к входу в теплообменник, т.е. на “обратку”. Это увеличит срок службы прибора, так как сильно горячая вода хуже для металлических деталей, чем частично остывшая.

Место врезки необходимо выбрать в соответствии с правилами установки насосного оборудования, которые приведены в руководстве по монтажу. Для каждой модели существуют разрешенные варианты ориентации двигателя, которых нужно придерживаться.

Отопительный контур, как правило, проектируют с учетом физических законов, обосновывающих естественную циркуляцию, а внедряемый насос должен “помогать” потоку набрать необходимую скорость. Чтобы не ошибиться с ориентацией прибора, на его корпусе есть стрелка, показывающая направление напора.

Иногда возникают непредвиденные ситуации, связанные с отключением электроэнергии. В этом случае насос станет преградой на пути потока, а резкое замедление скорости или полная его остановка, скорее всего, приведет к закипанию и повреждению системы отопления. Чтобы этого не случилось, в месте врезки насоса организуют обводную трубу.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
При отключении электроэнергии необходимо открыть кран на байпасе для пропуска потока. Также такая конструкция позволяет снять насос без слива воды

Еще один способ избежать проблем при отключении электричества – приобрести для насоса резервный источник электропитания. Если мощность устройства невелика и составляет не более 0,5 кВт, то лучшим решением будет комплект из аккумулятора и ИБП со встроенным стабилизатором.

При емкости батареи 200 Ач, прибор с мотором на 100 Вт сможет автономно работать около 20 часов.

Для более мощных насосов при необходимости длительного поддержания его работы в условиях отсутствия электричества придется приобретать генератор. Если нужно автоматическое включение резервной системы питания, то он должен поддерживать функцию автозапуска и работать в связке с автоматом выбора резерва.

Модели насосов Grundfos

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

Насосы UPS – это агрегаты с циркуляционного типа, с мокрым ротором. На данных моделях применяется двигатель с асинхронным видом действия. Насос укомплектован специальной клеммой коробкой, которая обеспечивает подключение агрегата к электроэнергии. При первоначальном запуске рекомендуется открыть технологическое отверстие и спустить воздух из рабочей камеры насоса. Так же в конструкции предусмотрена возможность ручной прокрутки ротора в случае его закисания. Данные насосы обладают тремя скоростными режимами работ, которые выставляются вручную и обеспечивают устойчивую работу определенных систем.

Читайте также:  Принцип работы и правила монтажа коллектора отопления

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

Насосы новой модели AIpha 2 (L) являются первыми в общей линейки серии. Данный наос обладает более широкими возможностями чем насосы серии UPS. Здесь присутствует электродвигатель, который имеет постоянные магниты на корпусе. Если один из магнитов удалить, что во многих случаях делают русские умельцы, можно значительно сократить энергопотребление агрегата. Так же в новой конструкции отсутствует технологическая гайка для выпуска воздуха. В этой модели происходит автоматический сброс воздуха при кратковременном включении насоса на третьей скорости. Подключение к электропитанию стало проще, это происходит с помощью штекерного разъема. Данная модель обладает уже семью режимами работы. К имеющимся трем прибавилось еще два режима работы с постоянным перепадом давления и два режима пропорционального регулирования.

Работа насоса в режиме постоянного перепада – предполагает устойчивую работу насоса даже в тех случаях, когда в системе происходит изменения расхода жидкости и перепад давления. Создаваемый насосом определенный уровень давления, всегда будет автоматически поддерживается на одном уровне.

Режим пропорционального регулирования – данный режим работы обеспечивает надежное функционирование насоса в случае, когда в системе происходит переменный расход. Данный режим не заменим если в процессе эксплуатации происходит периодическое перекрывание радиаторов, что приводит к возрастанию давления в системе. Происходит автоматическое снижение скорость вращения насоса, в результате расход и напор в системе будет пропорционально уменьшаться. Основных режимов работ все же три. Системы, в которых они применяются;

  • теплые полы,
  • однотрубные системы,
  • тупиковые системы,
  • коллекторные системы,
  • двухтрубные системы,
  • радиаторные системы.

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

Самой инновационной можно назвать модель AIpha 3. Эту модель можно рассматривать как очень точный инструмент способным одновременно обеспечивать надежную работу всей системы и в тоже время позволяет контролировать расход теплоносителя. Эту возможность можно использовать совместно с приложением Grundfos GO Balance. Наличие этих приложений позволяют производит настройку всей топливной системы на удаленном расстоянии. Данное оборудование можно использовать и для измерения и балансировки всей системы отопления, устанавливая его на место другого циркуляционного насоса, подходящего по своим габаритам и размерам. Особенно хорош насос при балансировке радиаторов, коротких петель в системе теплый пол, а также при малых расходах теплоносителя. Наличие возможности трехкратной градации режимов как постоянного, так и пропорционального напора делают данную модель очень надежной и продуктивной. Ведь как известно, для любого мастера производящим монтаж отопительной системы, очень важным является способность монтируемого оборудования обеспечить нормальный расход теплоносителя, а для заказчика важным является надежность и экономичность данной системе. Циркуляционный насос дает положительный результат обоим. Экономичный и достаточно простой в обслуживании данный насос очень хорошо подходит для обустройства автономного отопления в загородных домах и отдельных квартирах.

Критерии выбора

Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления

Перед тем, как идти в магазин, следует составить себе список параметров системы— объем жидкости, перепады высот, количество радиаторов, протяженность и т.п. Эти данные позволят свериться с характеристиками установки и выбрать наиболее подходящий экземпляр. Прежде всего, надо составить список параметров самого котла, так как он обеспечивает начальные условия работы отопительного контура. Надо руководствоваться правилом максимального соответствия — если прибор уступает требованиям системы, его нельзя покупать — не справится. Избыточность характеристик также вредна — появится шум. Необходимо постараться отыскать оптимальный вариант, позволяющий удовлетворить потребности отопительного контура без излишней мощности или напора.

Производительность насоса вычисляется по формуле:

Q = 0,86 x P/dt, где

  • Q — производительность насоса (расчетная);
  • P — мощность системы (тепловая);
  • dt — разница температур на выходе и на входе котла.

Полученное значение нельзя рассматривать как окончательное. Надо сделать поправку на высоту системы, иначе реальная производительность будет намного меньше.Не следует считать, что высота системы может быть уравновешена обраткой. На практике всегда имеется гидравлическое сопротивление, созданное радиаторами, узлами поворота, разветвлениями и прочими компонентами системы. Как правило, для двухтрубной системы (простая петля без разветвлений) производительность вычисляется умножением высоты на коэффициент 0,7-1,1 (в зависимости от длины и количества радиаторов), а для коллекторной системы коэффициент выше — 1,16-1,85.

В паспорте насоса есть графики, демонстрирующие его производительность на разных скоростях. Надо отыскать такой вариант, где расчетное значение и высота подъема будут примерно посередине. Это положение называется «средней точкой». Если расчетные параметры находятся в ней, устройство будет работать в оптимальном режиме.

Мнение эксперта
Куликов Владимир Сергеевич

Не следует покупать насос «на вырост». Если планируется расширение контура, в любом случае придется покупать новое устройство. Надо выбирать образец, соответствующий имеющимся условиям.

Как вам статья?

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Сантехника и водоснабжение
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: