Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Бесперебойное и безопасное функционирование системы отопления загородного коттеджа – один из первых и важнейших вопросов, которые надо решать при проектировании инженерных систем. Поэтому очень важно знать, как выбрать циркуляционный насос для отопления частного дома, какие при этом нужно учитывать параметры, как обойти подводные камни при эксплуатации.

Когда необходим циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает заданную скорость потока энергоносителя в автономной системе отопления (в центральной системе эту роль выполняют промышленные агрегаты). Необходимость в нем возникает уже при наличии одного из следующих факторов:

• разводки из 2-х и более контуров;

• продолжительности трассы более 50 м;

• хотя бы при 1 перепаде уровня;

• наличие сложного контура (система теплый пол);

• обогрев 2 и более этажей;

• установка котла в подвальном помещении;

• в системе отопления со свободным движением энергоносителя при разнице температуры между входящим потоком и обратным более 15-20 ºС;

• при разнице температур более 1-2 ºС в радиаторах одной системы.

Циркуляционный насос за короткое время создает нужную скорость движения теплоносителя во всех контурах, обеспечивая равномерное распределение температуры. Разница между выходной и входной температурой при правильной установке должна составлять около 10 ºС, что экономит топливо и обеспечивает бережную эксплуатацию котла. Эффективность системы увеличивается в среднем на 20-50 %, что становится заметно и в стабильной температуре помещения, и в экономии денежных средств.

Принцип работы

Циркуляционные насосы для отопления частных домов представляют собой закрытую конструкцию, состоящую из электрического двигателя и рабочего органа – махового колеса или ротора.

Вода поступает в полость (углубление) насоса, где ей придается центробежное движение движущимися лопастями. Далее вода попадает в спиральный канал и по инерции с уже приобретенной скоростью, спиралевидным потоком, снижающим гидравлическое сопротивление, поступает далее. В этом месте создается разрежение, куда засасывается новая порция воды.

Модификации насоса и технические параметры

Исходя из особенностей конструкции, насосы характеризуется производительной мощностью двигателя, типом ротора и управления.

Двигатель

Точный расчет параметров двигателя выполняется для конкретной отопительной системы, но общее правило подбора простое – мощность пропорциональна производительности (размера) рабочей части.

Ротор или маховое колесо

Существует 2 принципа работы ротора:

• Сухой. Трущиеся детали и сам ротор находится в герметично закрытом корпусе, – с водой соприкасаются только лопасти, создающие поток. Такие модели характеризуются высокой мощностью, эффективностью, но более чувствительны к механическому загрязнению энергоносителя. Требуется прохождение ежегодной технической профилактики электродвигателя. Кроме того, их установка должна проводиться удалено от жилых комнат из-за повышенного уровня шума.

• Мокрый. Наиболее распространенный тип за счет неприхотливости в обслуживании, стоимости и разнообразия моделей. В открытой конструкции движущиеся детали (подшипники, валы, ротор и т. д.) находятся в воде, которая одновременно является для них смазочным материалом и охладителем для двигателя. Используются соответствующие нержавеющие сплавы, прокладки из водостойких материалов. Система менее прихотлива к механическим примесям в энергоносителе, а срок службы бытового прибора рассчитан на 7 лет.

Управление работой

Управление насоса – это выбор скоростных режимов, от которых зависит эффективность всей системы. Для подогрева используется минимальный режим, в то время как при низких температурах быстрый отвод тепла требует увеличения скорости. Для регулирования этого процесса используется 2 типа управления:

1. Механический. Выбор скорости производится самостоятельно, а переключение вручную. Такое управление эффективно для небольших контуров, где реагирование на изменение скорости происходит быстро. Насос для отопления в частном доме, чаще всего, приобретается с таким управлением благодаря невысокой стоимости и более высокой ремонтопригодности.

2. Умные модернизированные модели управляются системой автоматики, которая в зависимости от температуры теплоносителя регулирует скорость потока. Стоят они дороже, но при установке многокомпонентных систем с коллекторами, он незаменимы. Кроме этого они увеличивают энергоэффективность на 25-35 %.

Каждый производитель использует свои разработки, способствующие безаварийной работе в течение срока годности, поэтому цены на модели с одинаковыми характеристиками отличаются, также как и качество оборудования.

Снижение стоимости в более дешевых фирмах происходит за счет минимального запаса прочности. Чаще всего это подразумевает уменьшение толщины на неответственных элементах деталей, использование менее прочных и дешевых материалов, которых хватает только на указанный срок эксплуатации. Выбор фирмы–производителя во многом определяет качественные характеристики изделия. Сориентироваться в них можно, прочитав отзывы или углубившись в изучение используемых для деталей материалов.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу утепления домов. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Что учитываем при выборе

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления частного дома, и какие для этого нужно знать параметры. Поскольку насос – это силовой агрегат, то первым критерием выбора будет его мощность. Далее определяемся с типом ротора, и в последнюю очередь, с типом управления.

Для определения мощности необходимо знать параметры отопительной системы. Для крупных объектов: промышленных, многоэтажных – проводится измерения. В частных домах такая точность не нужна, поэтому достаточно знать:

• Производительность котла. Расчет производится теоретически по формуле: W тепловая котла * К пропускной способности (1л/мин=60л/час). Для 25 кВт 25*60= 1500 л/час; для 40 кВт 40*60= 2400 л/час.

• Напор. Указывается в метрах водяного столба. Для этого расчета нужно измерить общую протяженность контура и умножить на коэффициент 0,6 (10 погонных метров соответствуют 0,6 м в.ст.). Для контуров одноэтажного дома достаточно стандартного оборудования 6 м в.ст., в то время как 2;- и более этажей требуют установки станции или нескольких насосов.

• Тип ротора. Влияет на стоимость и последующее обслуживание. Увеличенный КПД позволяет использовать его в сложных системах. Но с учетом возможности удаленной установки и регулярного обслуживания.

• Управление. Также влияет на стоимость самого агрегата, но удобство и эффективность с лихвой покрывают это недостаток. В сложных системах рекомендуется использовать только этот тип управления.

• Клапан сброса давления и воздуха. Устанавливается не во всех моделях, но за эту функцию можно и переплатить, так как она предотвращает включение насоса «всухую» и обеспечивает безаварийную остановку при отключении электроэнергии (вода нагревается до критической температуры, увеличивается давление и открывает выпускной клапан).

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про насос для септика.

Производители

Насосы этой категории, вне зависимости от фирмы, после окончания эксплуатационного срока подлежат замене, так как велика вероятность остановки из-за внезапных поломок. Разделение агрегатов проводится по производителям, так как каждый из них акцентирует внимание на производительности, стоимости и надежности, то и конечные характеристики насоса отличаются.

Европейские – как правило, все работают в среднем или высоком ценовом сегменте и предлагают высокое качество. Снижение цены происходит за счет оптимальных конструктивных решений и маркетинговой политики, в том числе и переноса производства в Китай.

• Высоким качеством и работоспособностью выделяется немецкий производитель Grundfos – эти модели оснащаются энергосберегающими технологиями. Заявленный срок эксплуатации не менее 10 лет.




• Компания Wilo также выпускает качественные промышленные и бытовые модели, в основном с электронным управлением.

• DAB – Италия. При регулярной профилактике, насосы работают безотказно. Компанией затрачивается много средств для устранения шума в насосах сухого типа.

Китайские – кроме цены стоит обратить внимание на компанию.

• Хорошо зарекомендовали себя модели компании Oasis. В первую очередь это стоимость, которая меньше российских и европейских аналогов на 30 %. При этом гарантирована работа на протяжении заявленного срока эксплуатации.

Российские – также как и остальные участники, работают согласно европейских ГОСТов и выполняют все требования по безопасности.

• Среди российских производителей наиболее известна фирма «Саблайн Сервис» бренд UniPump. Изготавливает насосы различной направленности. Модели отличаются невысокой стоимостью и использованием наиболее рациональных технологий.

• Wester принадлежит компании «Импульс». Выпускает продукцию в ограниченном ассортименте. Насосы отличаются хорошей сборкой и использованием деталей с высоким запасом прочности.

• Компания Джилекс модели «Хозяин» и «Циркуль». В линейке присутствуют насосы для небольших контуров и 2;-3 этажных систем.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про расчет отопления частного дома.

Где правильно устанавливать насос

При установке насоса для отопления частных домов, как выбрать место монтажа это не менее важный вопрос, чем непосредственно характеристики оборудования. Здесь нужно учитывать принцип работы агрегата, тип системы и количество ее контуров.

Насос можно устанавливать как на входе, так и на выходе, обеспечивая удобный доступом к нему для проведения технических осмотров и профилактик. В большинстве случаев предпочитают устанавливать насосы на входе, чтобы насос перекачивал воду с меньшей температурой, но основной критерий – это все-таки удобство обслуживания.

Видео описание

Наглядно про установку насосов на подаче или обратке в видеоролике:

Важно! Установка насоса между радиаторами или перед расширительным бачком создает вихревые потоки, которые нарушают направление движения, образуя перепады температур в различных частях системы. Поэтому очень важно, чтобы насос находился между котлом и:

• системой радиаторов;

• коллектором;

• расширительным бачком.

В двухконтурной системе, с подключением «теплых полов», на каждый контур устанавливается отдельный насос.

Рекомендации по установке для всех типов систем

Существуют рекомендации по установке всех типов насосов:

• Монтаж системы, в которую входит циркуляционный насос, проводится с подключением резервного электропитания с запасом работы 4-6 часов.

• Для 1;-2– контурных систем обязательна установка байпаса, так как при отключении электричества она обеспечит естественное движение потока энергоносителя в системе.

Для справки! Байпас это – обвод, небольшой участок трубы с запорной или регулируемой арматурой, иногда с обратным клапаном. Встраивается в обход циркуляционного насоса и при его остановке обеспечивает свободное движение потока.

• Проверять работу насоса можно только при заполненной системе. Основной показательно правильной установки – равномерное распределение тепла между всеми радиаторами.

• Насосы с мокрым типом ротора устанавливаются в вертикальном положении.

• Обязательна установка фильтра грубой, и желательна установка тонкой очистки.

• Насос должен находиться в доступном для обслуживания месте.

• После проведения всех расчетов добавьте 20 % от номинальной мощности, так вы обеспечите щадящую работу оборудования в оптимальном режиме 85-90 %, исключая работу на пределе возможности.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про дровяные котлы для отопления дома.

Котлы на твердом топливе

Этот тип требует отдельного рассмотрения. При отключении электричества происходит остановка насоса, но нагревание энергоносителя в котле продолжается: невозможно быстро погасить горящие дрова или уголь, через 3-5 минут температура достигнет критических показателей и сработает клапан сброса давления. Если насос установлен на выходной трубе сброс происходит через 4-6 минут, в то время как его установка на обратке увеличивает это время до получаса.

Видео описание

Наглядно про установку насоса в системе с твердотопливном котлом в следующем видео:

Ценовой фактор

При выборе циркуляционного насоса имеет значение стоимость самого устройства и его экономичность при эксплуатации. Как правило, работа насоса оправдывается экономией на расходе топлива, а стоимость на саму модель определяется его работоспособностью. По Москве разбег цен на насосы очень большой. Условно из можно разбить на 3 категории:

• За 3,5-7 тысяч рублей можно купить базовые функции, с минимальным сроком работы и чаще всего одноразового использования;

• Приборы за 7,5-20 тысяч – это «рабочие лошадки», точно обеспечивающие заявленные характеристики, со сроком работы не меньше указанного производителем и с несколькими степенями защиты и оптмальным запасом прочности;

• VIP–системы с полной автоматизацией, набором дополнительных функций, высоким запасом прочности и возможностью обеспечить теплом большой объем обойдутся уже по стоимости от 20 до 45 тысяч рублей.

Видео описание

И еще некоторые размышления про циркуляционные насосы в следующем видео:

Преимущества отдельной насосной установки

Использование нагнетательного оборудования оправданно с точки зрения экономии топлива и повышения КПД котла, поэтому многие компании встраивают насосные установки в котлы. Но отдельная установка агрегата имеет свои преимущества: быстрая замена без снятия котла, возможность контролировать процесс при возникновении внештатных ситуаций (например, использование байпаса). Кроме этого насос можно установить в систему, не предусмотренную проектом на начальном этапе.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про то, как утеплить дом из бруса изнутри.

Заключение

Несмотря на кажущуюся простоту выбора, параметры насоса должны быть технически оправданны, для чего проводятся математические вычисления с учетом законов теплотехники, особенностей индивидуальности системы, поэтому точный выбор должен сделать специалист, который учитывает все факторы исходя не только из теоретических знаний, но также и из практического опыта.

Источник: m-strana.ru

Особенности циркуляционных насосов для отопления

Основным назначением циркуляционных насосов (помп), устанавливаемых в системах отопления, является обеспечение постоянного движения теплоносителя по трубопроводу без повышения давления в нем. Нагретая вода, перемещаясь по контуру с определенной скоростью, равномерно отдает тепло всем элементам системы. Благодаря этому обогрев помещений происходит быстро и c меньшими затратами газа, требуемого на нагрев теплоносителя.

Если устанавливается система отопления, например, для частного дома, которая будет работать по принципу принудительной циркуляции, то без установки циркуляционной помпы не обойтись. Также данные насосы можно устанавливать в отопительных системах, работающих по принципу естественной циркуляции. Установка помпы повышает эффективность работы отопительного контура и способствует экономии газа.

Покупать циркуляционные насосы для отопления следует после изучения полного ассортимента данного вида продукции, который широко представлен в интернете, поскольку аппараты могут отличаться не только конструктивно (“сухие” и “мокрые”), но и по мощности, способу установки. К тому же, некоторые модели циркуляционных агрегатов оснащаются переключателями режимов работы, изменяющими скорость вращения вала аппарата.

Важно! Отдельные модели насосов с регулировкой режимов работы могут быть оснащены автоматикой. Она реагирует на изменение температуры воздуха в помещении и включает необходимую скорость вращения ротора для уменьшения или увеличения скорости циркуляции воды в системе.

Преимущества и недостатки циркуляционных помп

Как уже говорилось выше, циркуляционные помпы имеют конструктивные отличия и разделяются на аппараты с “сухим” и “мокрым” ротором. Оба типа агрегатов работают достаточно эффективно и в силу своих конструкционных отличий имеют как плюсы, так и минусы при использовании.

Агрегаты сухого типа

Важно! В “сухих” аппаратах ротор не контактирует с теплоносителем, и все элементы двигателя герметично защищены от попадания рабочей жидкости.

К плюсам “сухой” циркуляционной помпы можно отнести следующее:

Минусы агрегата с “сухим” ротором:

Аппараты с “мокрым” ротором

Важно! В циркуляционных помпах с “мокрым” ротором последний контактирует с теплоносителем, выполняющим, кроме основной функции, роль охладителя для элементов двигателя.

Преимущества “мокрых” циркуляционных агрегатов:

Недостатки “мокрых” циркуляционных аппаратов:

В целом, преимущества установки циркуляционных насосов, независимо от их типов, заключаются в следующем:

• воздух в помещениях, в том числе имеющих большие площади, прогревается быстро;
• трубопровод вместе с радиаторами отопления прогреваются равномерно;
• отсутствует завоздушенность труб;
• можно устанавливать полотенцесушители и термостаты;
• уменьшается расход газа, требуемого для подогрева теплоносителя;
• монтаж всей системы отопления можно производить с применением труб малого диаметра.

Расчет производительности

Выбирая циркуляционный насос для отопления, прежде всего, необходимо рассчитать его производительность, под которой подразумевается объем, перекачиваемый аппаратом за определенную единицу времени. Обычно данная характеристика агрегата измеряется в л/мин, л/час или м³/час.

Производительность циркуляционного аппарата вычисляют по формуле: Q = P / (1,163 х (Tf — Tr)).

• Q – объем теплоносителя, который прокачивает насос в м³/час.
• P – тепловое потребление. Относится к отапливаемым помещениям и измеряется в ваттах (Вт). Согласно СНиП 2.04.07-86, для теплосети одноэтажного или двухэтажного дома с учетом наружной температуры в пределах от -20°С до -30°С, показатель потребления тепла должен быть в районе 173-177 Вт/м². Для многоэтажного, многоквартирного дома данный показатель должен составлять 97-101 Вт/м².
• Tf – Tr – разница температур между выходящей из котла трубой и обраткой, по которой вода поступает обратно в котел. Если предполагается использовать систему отопления с трубопроводами большой протяженности, да еще с водяными теплыми полами, то разность температур будет в районе 20°С. Для коротких контуров с малым количеством радиаторов можно брать значение около 10°С. Для теплого пола, имеющего небольшую площадь, перепад температур будет в районе 5°С.
• 1,163 – коэффициент, обозначающий удельную теплоемкость воды, являющейся, в большинстве случаев, теплоносителем. Если будет применяться антифриз, то его теплоемкость определяют по справочникам.

На заметку! Также для расчёта производительности циркуляционного аппарата применяют еще одну формулу: Q = 3,6 х P/(С х (Tf — Tr)), где С обозначает теплоемкость воды (равняется 4,2 кДж/кг*°С). Значение остальных входящих в формулу символов было описано выше.

Например, требуется рассчитать производительность циркуляционного аппарата для помещения площадью 100 м². Для вычислений будет применяться формула: Q = P/(1,163 х (Tf — Tr)).

Вычисляем тепловое потребление, выполняя подбор по площади:

• Р = 100 х 173 = 17300 Вт;
• далее, применяем формулу: Q = 17300 / (1,163 х 20) = 743,7 кг/час.

Получившееся значение можно перевести в м³/час. Поскольку плотность воды равняется 1000 кг/м³, то 743,7 / 1000 = 0,7437 м³/час.

Данные расчеты показывают, что для отопительной системы, которую предполагается установить в помещении площадью 100 м², потребуется приобрести циркуляционную помпу с производительностью не менее 0,75 м³/час.

Расчет напора

Напор – это одна из важных характеристик, без учета которой невозможно сделать правильный выбор помпы для контура отопления. Данную величину принято измерять в метрах водяного столба. По сути, напор – это параметр, показывающий высоту, на которую помпа способна поднять теплоноситель.

При расчете напора очень важно учитывать потери давления воды, по причине прохождения ее по всем ответвлениям и поворотам, сужениям и расширениям трубопровода. При этом учитывается количество различных фитингов и запорной арматуры, встречающихся на пути теплоносителя, которые также оказывают некое сопротивление. Ниже приведена таблица, в которой указаны приблизительные значения потерь давления в системе, полученные опытным путем.

Зная показатель сопротивления, расчет напора циркуляционной помпы выполняется по формуле: H =R x L x ZF/10000.

• Н – напор циркуляционного аппарата.
• R – потери давления (см. таблицу выше).
• L – длина всего отопительного контура. То есть, общая длина труб подачи и обратки.
• ZF – коэффициент дополнительного сопротивления, который относится к различной арматуре и фасонной части. Значение данного коэффициента для арматуры и фитингов равняется 1,3, для термостатических вентилей – 1,7, а для смесителей и устройств, которые предназначены для предотвращения естественной циркуляции – 1,2.
• 10000 – коэффициент преобразования метров водяного столба в Па.

Дополнительные функции (автоматика)

Как было сказано выше, для обеспечения автоматического включения и выключения циркуляционного аппарата нередко применяют электронные терморегуляторы. Автоматика позволяет более рационально и эффективно использовать насос в отопительной системе.

Основная задача терморегулятора – включение циркуляционного аппарата, если температура в системе повысится до установленного уровня, и выключение агрегата при снижении температуры теплоносителя. На автоматике есть возможность регулировать гистерезис, то есть разницу между температурой выключения и включения в пределах 2-10°С.

Важно! Некоторые модели контроллеров имеют функцию “АНТИСТОП”, которая не допускает застой ротора аппарата, например, в летнее время. Также может присутствовать и функция “АНТИЗАМЕРЗАНИЕ”. Благодаря ей включается принудительная циркуляция теплоносителя в системе, если его температура достигнет 5°С.

Монтаж автоматики происходит в навесном положении с учетом длины проводов. Циркуляционная помпа подсоединяется к контроллеру с помощью электрического кабеля. А датчик температуры закрепляется на трубе. Для фиксации датчика можно использовать зажимные хомуты.

Обзор производителей

Поломка циркуляционного насоса, особенно в зимний период, может привести к выходу всей системы отопления из строя, что повлечет за собой немалые финансовые вложения для ее восстановления. Даже если поломка помпы замечена вовремя, то не всегда получится быстро купить новый аппарат, например, если дом находится вдали от города. Поэтому рекомендуется сразу покупать качественное циркуляционное оборудование от известных производителей.

Grundfos является известным на весь мир датским производителем, производящим насосное оборудование более 70 лет. Данный производитель впечатляет своей плодотворностью, поскольку ежегодно выпускает около сотни новых моделей агрегатов, которые с успехом используются, как в бытовой сфере, так и в промышленности. Модели циркуляционных помп, которые поставляет на рынок компания Grundfos, имеют следующие особенности:

• для изготовления корпусов насосов применяются чугун, латунь, нержавеющая сталь;
• модели аппаратов серии UPS имеют 3 скорости вращения ротора;
• агрегаты серии Alpha2 оснащены автоматикой, регулирующей частоту вращения ротора;
• мощные модели насосов способны обеспечивать напор до 15 м и производительность до 15 м³/час.
• циркуляционные агрегаты Grundfos можно купить по цене от 70 до 100 у.е., стоимость мощных аппаратов доходит до 500 у.е.

Wilo – производитель из Германии, поставляющий на рынок широкий ассортимент циркуляционных помп различных модификаций, которые отличаются устойчивой работой и превосходным качеством. Продукции компании Wilo присущи следующие особенности:

• аппараты соответствуют директиве по энергосбережению EnEV, которая подразумевает автоматическую регулировку работы циркуляционного оборудования;
• насосы работают на переменном токе с напряжением 230/400 В (±10%);
• основным материалом, применяемым для изготовления корпусов, является чугун;
• аппараты могут иметь мощность от 40 до 200 Вт;
• цена на агрегаты Wilo колеблется в диапазоне от 50 до 100 у.е.

DAB – известный производитель циркуляционных насосов из Италии. Данная компания работает уже более 40 лет и вместе с другими поставщиками насосного оборудования конкурирует на отечественном рынке, поставляя аппараты серии А и AV, имеющие следующие характеристики:

• имеется защита от перегрузки;
• однофазные модели имеют 3 скорости вращения ротора;
• аппараты могут работать при температуре теплоносителя от -10 до +110°С;
• бытовые агрегаты серии AV имеют производительность 3,5 м³/час и напор – 6,5 м, аппараты серии А имеют производительность 16 м³/час и напор – 11 м;
• подобрать подходящую модель с производительностью 3 м³/час и напором 4,3 м можно по цене от 60 у.е.

Важно! Кроме всего, насосы компании DAB имеют дисплеи, установленные на панели управления, благодаря чему облегчается настройка и контроль за работой оборудования.

Источник: Tehnika.expert

Функции, разновидности и принцип действия циркуляционных насосов

Для чего нужен циркуляционный насос (помпа)? Согласно принципу действия систем с принудительным циркуляцией, движение нагретой жидкости происходит благодаря избыточному давлению, создаваемому насосным оборудованием.

Соответственно, на помпу возлагается решение двух задач:

1. Обеспечение высокой скорости движения теплоносителя;
2. Создание избыточного давления, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления, возникающего в элементах системы.

Первая является основной с точки зрения эффективности и экономичности отопления. Действительно, при высокой скорости движения теплоносителя разница его температур в подающем и обратном трубопроводах уменьшается – жидкость просто не успевает остывать. В результате:

• Даже при значительной длине магистралей обеспечивается равномерное распределение тепла в обслуживаемых помещениях;
• Для подогрева жидкости требуется меньший расход энергоресурсов (по сравнению с гравитационными системами экономия может составлять до 20-30 %);
• Источники тепла (котлы, нагреватели других типов) работают в щадящем режиме;
• Появляется возможность создания закрытых (герметичных) систем, в которых может быть использован теплоноситель с высокими показателями теплоемкости (например, антифриз, смесь или водный раствор гликолей и др.).

Владельцу такой системы ее проектирование, монтаж и эксплуатация обходятся значительно дешевле.

Устройство циркуляционного насоса для отопления включает несколько основных узлов и деталей:

• Рабочее колесо (крыльчатку), обеспечивающее перекачивание жидкости;
• Электродвигатель для привода рабочего колеса;
• Перекачивающей камеры с впускным и выпускным (подающим и напорным) патрубками, которые присоединяются к трубопроводам;
• Корпуса;
• Клеммной коробки для электрических подключений и установки регулирующих органов (в случае модификации устройства с регулировкой скорости).

Как это работает:

1. В перекачивающую камеру через впускной патрубок поступает теплоноситель.
2. Здесь он захватывается крыльчаткой, приводящейся во вращение электродвигателем.
3. При повышенном давлении отправляется в выпускной патрубок, присоединенный (как и впускной) к магистрали отопительной системы.

Производители предлагают множество различных конструкций насосного оборудования. Большинство из них модно отнести к одному из двух классов:

• Устройства с «мокрым» ротором;
• Помпы с «сухим» ротором.

В первом крыльчатка, как правило, выполняется в едином блоке с ротором электродвигателя. В результате ротор оказывается погружен в перекачиваемую жидкость.

Основной особенностью конструкции второго типа является ротор, изолированный от крыльчатки и теплоносителя за счет торцевого уплотнения.

Каждое из решений имеет собственные достоинства и недостатки. В варианте с «мокрым» ротором жидкость выполняет одновременно функции смазки и теплоотвода. Это позволило получить компактные конструкции с минимальным уровнем рабочего шума. Именно такие насосы получили широкое распространение для бытовых приложений – ГВС и автономного отопления.

Вариант с «сухим» ротором отличается более высокими значениями КПД и максимальной мощности, что определило использование такого оборудования в системах, требующих высокой производительности, например, мини-котельных, осуществляющих теплоснабжение многоквартирных домов.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления начинают с расчета требуемых значений технических характеристик. Ответ на вопрос, циркуляционный насос для отопления как выбрать, предполагает, прежде всего, расчет двух основных показателей – производительности и напора.

Расчет базируется на тепловой мощности системы отопления. Для практического применения приемлемую точность дает методика укрупненного расчета.

Расчет производительности насоса

Необходимую для нормальной работы отопительного оборудования производительность определяют по формуле:

Q = 0,86 * P/dt

где

Q — производительность помпы в куб.м/ч,

Р – тепловая мощность в кВт,

dt – разница между температурами теплоносителя в подающей и обратной ветви отопительной магистрали.

Для определения тепловой мощности потребуются:

• объем помещений,
• теплопроводность ограждающих конструкций и их площадь,
• количество окон и другие сведения, например, наружная температура в отопительный сезон.

Методики расчета и справочную информацию приводятся в нормативных документах или на специализированных ресурсах.

Для укрупненного расчета подойдет вариант с удельными показателями — мощностью для отопления 1 кв.м помещений. По европейским нормам они составляют:

• Для малоэтажных частных жилых домов – 100 Вт/кв.м;
• Для квартир в многоквартирных многоэтажных домах – 70 Вт/кв.м;
• Для помещений в производственных зданиях и жилых помещениях с утеплением высококачественными теплоизоляционными материалами – 30-50 Вт/кв.м.

Европейские нормы хорошо работают для регионов с умеренным климатом. Для более суровых условий следует использовать нормативы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», ориентированные на температуры наружного воздуха вплоть до -30 градусов:

• Для одно- и двухэтажных зданий – 173-177 Вт/кв.м;
• Для зданий с бОльшим количеством этажей – 97-101 Вт/кв.м.

Разница температур на подаче и обратке зависит также от различных факторов и лежит в пределах 5-20 градусов. Основную роль здесь играет тип системы отопления. Для низкотемпературных, где температура теплоносителя не превышает 40 градусов (например, в для систем «теплый пол») принимают меньшие значения, для высокотемпературных – большие. Так, если выбирается дополнительный насос в системе отопления квартиры в многоквартирном доме, типовой величиной является разница температур 20 градусов.

Нередко встречается ситуация, когда необходимо произвести расчет насоса для системы отопления, в которой уже установлен котел, а насосное оборудование приобретается позже для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов.

Для расчетов потребуется:

N (кВт) — мощность котла

dt1 — разность между температурами теплоносителя на выходе источника тепла и обратной ветви магистрали.

Производительность насоса определяется по соотношению

Q = N/dt1

В данном видео подробно рассказано, как производить необходимые расчеты:

Расчет напора

Следует знать, выбирая циркуляционные насосы для систем отопления — технические характеристики во многом определяются именно этим показателем. Напор (максимальный) в обязательном порядке входит в систему заводских обозначений. К примеру, насос циркуляционный Wilo Star RS 25 4 создает максимальный напор 4 м.

Нередко этот показатель называют высотой подъема, что может ввести пользователя в заблуждение. В функции насосного оборудования не входит подъем жидкости, а напор необходимо развивать, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, создаваемое элементами системы.

Именно из этих соображений ведется расчет параметра.

H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

Здесь,

H – высота всасывания (подъема) или требуемый напор насосного оборудования;

R1, R2 – удельные потери давления на подающей и обратной ветви магистрали, Па/м;

L1, L2 – длина трубопроводов подачи и обратки соответственно;

Z1, Z2, ZN – сопротивления элементов системы.

Удельные потери в трубопроводах систем зависят от:

• их диаметра,
• материала,
• скорости перемещения теплоносителя,
• других свойств изделий и особенностей их эксплуатации.

В справочной литературе, а также на специализированных сайтах приводятся соответствующие таблицы. В некоторых источниках приводится и дугой вариант — значения гидравлического сопротивления (потери напора) для 1 м или 100 м труб в зависимости от расхода и скорости теплоносителя, а также материала и диаметра труб.

Для других элементов типовые значения составляют:

• Котлы – 1000-5000 Па, компактные модели – 5000-15000 Па;
• Радиаторы отопления – 500 Па;
• Обратные клапаны – 5000-10000 Па;
• Вентили на радиаторах – 10000 Па;
• Регулирующие клапаны – 10000-20000 Па.

Точный расчет гидравлического сопротивления достаточно сложен. Оценить необходимый напор можно по укрупненному соотношению

H = N * K

где

N – этажность обслуживаемого здания (с учетом подвала, чердака и т.д.);

K – эмпирическая усредненная величина гидравлических потерь для одного этажа. Это значение лежит в пределах 0,7 – 1,1 м для традиционных двухтрубных систем, и 1,16-1,85 м систем коллекторно-лучевой архитектуры (например, для того же «теплого пола»).

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Мощность является одним их характеристических параметров оборудования, важным для выбора конкретной модели. Определяют ее из соотношения (результат получают в кВт)

Pн = (p * Q * H) * КПД / 367

где

р – плотность теплоносителя;

Q – расчетная величина расхода;

Н – расчетная величина напора.

Для предварительного расчета КПД принимают в пределах 0.75-0.85, что обеспечит необходимый запас по мощности при выборе оборудования.

Как выбрать циркуляционный насос для конкретной системы

В заводских обозначениях моделей указываются два параметра:

• присоединительные размеры,
• напор.

Так, если рассматривать циркуляционный насос 40 25, 40 обозначает развиваемый напор 4 м, а 25 – установку на трубопроводы диаметром 25 мм (1’’). Аналогично, циркуляционный насос Wilo Star RS 25 7 предназначен для установки на 1-дюймовые (25 мм) трубопроводы, а высота подъема (максимальный напор) для него составляет 7м.

Конечно, это важная информация, но ее недостаточно для правильного подбора устройства. Производители, выпускающие насосы циркуляционные для отопления, в технических характеристиках приводят также:

• максимальную производительность,
• мощность,
• КПД.

Однако и знания этих величин хватит только для предварительного определения множества конкретных моделей, которые могут подойти для работы в системе — их производительность, напор и мощность должны быть больше, чем рассчитанные на предыдущем шаге значения.

Подбор модели ведут по приведенной в технической документации напорно-расходной (рабочей) характеристике. Расчетная рабочая точка (расход и напор) должна находиться на этой кривой, причем оптимальный вариант – в ее средней трети. При таком выборе обеспечивается максимальный КПД устройства и остается пространство для регулирования.

Другие важные критерии выбора

При выборе модели оборудования следует также обратить внимание на:

• Материалы узлов и деталей агрегата. К примеру, с точки зрения долговечности и надежности устройства предпочтение стоит отдать крыльчаткам из нержавеющей стали и композитных материалов и корпусам не из чугуна, а из нержавеющей стали или латуни.
• Количество скоростей. При прочих равных предпочтительнее использовать многоскоростные (наиболее распространенный вариант – трехскоростные) модели. Они предоставляют широкие возможности для регулирования. Следует обратить внимание на то, что при выборе рабочая точка должна находиться на характеристике, соответствующей средней скорости.
• Возможность подключения систем автоматики. Автоматика для циркуляционного насоса отопления позволит существенно экономить ресурс системы и энергоносители.
• Напряжение питания. Циркуляционный насос для отопления на 12 вольт лучше с точки зрения электробезопасности (а некоторые модели – и по возможностям регулирования), но требует соответствующего источника.

Замечания по монтажу и запуску

Для долговременной работы оборудования и его высокой эффективности следует соблюдать некоторые правила:

• Монтаж насоса производят так, чтоб его вал находился горизонтально. Для оборудования с «мокрым» ротором такое требование является обязательным! Ориентация трубопроводов (вертикальный, горизонтальный или наклонный участок) значения не имеет.
• Клеммная коробка должна располагаться сверху. Это обеспечит безопасность даже в случае возможных протечек.

• Современные агрегаты позволяют установку и на подачу, и на обратку, но расположение на обратном участке снизит тепловые нагрузки и увеличит ресурс оборудования.
• При монтаже обязательно предусмотреть байпас для циркуляционного насоса. Это позволит при отсутствии электропитания использовать отопительную систему в режиме с естественной циркуляцией.
• В качестве рабочей выбирается средняя скорость оборудования. Запуск системы осуществляется на самой высокой скорости (в системах с автоматикой отключается блокировка).
• После запуска следует удалить скопившийся воздух через предусмотренные в конструкции специальные клапаны.

Производители и цены

При покупке оборудования следует отдать предпочтение известным торговым маркам. В большинстве случаев это станет гарантией высокого качества, надежности и долговечности изделий. Среди лучших вариантов следует рассматривать:

• Grundfos. Компактное и функциональное оборудование, одни из важнейших преимуществ которого является экономичность. Производитель предлагает широкий ассортимент устройств – с «сухим» ( Grundfos UPS) и «мокрым» (Grundfos Alpha2) ротором по ценам (в зависимости от комплектации, производительности, набора функций) от 5 до 60 тыс. руб.
• DAB – циркуляционные насосы от итальянского производителя. Отличаются высоким качеством материалов и сборки, надежностью. В ассортименте насосы с сухим и мокрым ротором, рассчитанные на различные производительности и напоры. Маленький насос циркуляционный DAB наиболее востребованных серий VA и VB можно приобрести по цене 3,5 – 6 тыс.руб.
• Wilo. Оборудование настоящего немецкого качества. Надежность, функциональность, экономичность – вот что отличает оборудование производителя, причем касается это даже устройств самых распространенных серий, например Wilo Star RS, предлагающиеся по ценам от 4 до 7 тыс. руб.
• Oasis – циркулярный насос еще одного немецкого производителя «Forte Technologie&Produktion GmbH». Качественное оборудование для решения широкого круга задач. Получает насос циркуляционный «Оазис» отзывы только положительные благодаря надежности и привлекательным ценам в диапазоне от 3 до 7 тыс.руб.
• Джилекс. Циркуляционные насосы российского производства, не уступающие лучшим зарубежным аналогам. Серия Циркуль – это качественные материалы, надежность по выгодным ценам порядка 3-5 тыс.руб.

Как правильно выполнять установку, смотрите:

Источник: klimatlab.com

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м²;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м² площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м².

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

Источник: met-all.org